DE102008001342B4

DE102008001342B4 - Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008001342B4
Application number: DE102008001342.0A
Authority: DE
Inventors: Tooru Matsubara; Hiroyuki Shibata; Atsushi Tabata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2028-04-24
Also published as: JP4998072B2; US7998022B2; US20080269010A1; DE102008001342A1; JP2008273408A

Abstract

Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung, wobei die Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung, (i) einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt (11), der einen Differentialzustand zwischen der Anzahl von Umdrehungen einer Eingangswelle, die mit einer eine Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine (8) verbunden ist, und der Anzahl von Umdrehungen einer Ausgangswelle steuert, die mit Antriebsrädern (38) verbunden ist, während ein Betriebszustand eines Elektromotors gesteuert wird, der mit einem Drehelement eines Differentialabschnitts verbunden ist, und (ii) einen Automatikgetriebeabschnitt (20) aufweist, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuervorrichtung (80) betriebsfähig ist, den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts (11) in Anwesenheit eines Schaltbefehls, der in Erwiderung auf eine Schaltbetätigung eines Fahrers erzeugt wird, zu steuern, wenn der Automatikgetriebeabschnitt in einem Zustand, der eine Änderung einer Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts unterbindet, bleibt, um dadurch eine Veränderung einer Antriebskraft in Abhängigkeit des Schaltbefehls zu bewirken, unddie Steuervorrichtung (80) in Abhängigkeit von einem Ladezustand einer Batterie (56) selektiv die Anzahl von Umdrehungen der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine (8) abwandelt oder einen Leistungserzeugungszustand des Elektromotors (M1, M2) abwandelt, um dadurch den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts (11) zu steuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung weist einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt und einen Schaltabschnitt auf, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads ausbildet. Der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt steuert einen Differentialzustand zwischen der Anzahl von Umdrehungen einer Eingangswelle, die mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist, und der Anzahl von Umdrehungen einer Ausgangswelle, die mit Antriebsrädern verbunden ist, mit dem Steuern eines Betriebszustands eines Elektromotors, der in einem Leistungsübertragungszustand mit einem Drehelement eines Differentialabschnitts verbunden ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auf eine Technologie, die sich auf die Steuervorrichtung zum Sicherstellen einer Veränderung einer Antriebskraft während einer manuellen Schaltbetätigung bezieht, während der Schaltabschnitt in einem außer Kraft gesetzten Schaltzustand verbleibt.
Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Es ist eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung bekannt, die einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt, der einen Differentialzustand zwischen der Anzahl von Umdrehungen einer Eingangswelle, die mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist, und der Anzahl von Umdrehungen einer Ausgangswelle, die mit Antriebsrädern verbunden ist, mit dem Steuern eines Betriebszustands eines Elektromotors steuert, der in einem Leistungsübertragungszustand mit einem Drehelement eines Differentialabschnitts verbunden ist, und einen Schaltabschnitt aufweist, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads ausbildet. Beispielsweise offenbart die Patentveröffentlichung 1 ( JP 2005 264762 A ) eine solche Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung. Bei der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung, die in der Patentveröffentlichung 1 offenbart ist, steuert eine Steuereinrichtung zur Optimierung der Regenerationseffizienz während eines Ausrollzustands ein Drehzahlverhältnis eines automatischen Schaltabschnitts, um die Regenerationseffizienz zu optimieren, um dadurch einen verbesserten Kraftstoffverbrauch zu erzielen.
Wenn für ein Fahrzeug eine Antriebskraft oder eine Kraftmaschinenbremskraft erforderlich ist, führt im Übrigen der Fahrer üblicherweise eine manuelle Schaltbetätigung durch, um beispielsweise ein Herunterschalten bei der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung zu bewirken. Jedoch ist das Schalten aufgrund von verschiedenartigen Faktoren beschränkt oder begrenzt, wie z.B. durch einen außer Kraft gesetzten Schaltzustand, der durch eine Fehlfunktion verursacht wird, oder durch einen weiteren außer Kraft gesetzten Schaltzustand, der sich aus einer Überdrehzahl oder Ähnlichem ergibt. Beispielsweise ergibt sich bei dem Schaltabschnitt eine Schwierigkeit des Umschaltens einer Schaltposition oder eines Drehzahlverhältnisses. Mit einer solchen Wahrscheinlichkeit kann keine Verzögerungsantriebskraft (Kraftmaschinenbremsung) erhalten werden, woraus sich die Möglichkeit ergibt, dass eine verschlechterte Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs auftritt.
Aus der EP 1 728 665 A1 ist eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Die JP 2006 046487 A offenbart einen Getriebemechanismus, der mit einem stufenlos einstellbaren Getriebeabschnitt und einem stufenänderbaren Getriebeabschnitt versehen ist. In einem Störungszustand (Fehlerzustand) von einem dieser Getriebeabschnitte wird eine Änderung eines Gesamtübersetzungsverhältnisses durch Ändern eines Übersetzungsverhältnisses des anderen Getriebeabschnitts auf ein geeignetes Übersetzungsverhältnis zum Realisieren eines erforderten Schaltzustands unterdrückt, wodurch eine Fahrleistung sichergestellt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend angegebenen Standpunkte gemacht und hat die Aufgabe, eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung vorzusehen, die eine verschlechterte Betriebsfähigkeit eines Fahrzeugs bei Anwesenheit eines Schaltbefehls verhindern kann, auch wenn ein Automatikgetriebeabschnitt der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung in einem beschränkten Schaltzustand bleibt.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Wenn bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung der Schaltbefehl vorhanden ist, wenn der Automatikgetriebeabschnitt in dem Zustand, der eine Änderung einer Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts unterbindet, bleibt, arbeitet die Steuervorrichtung, um den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts zu steuern. Das gestattet, dass die Antriebskraft in Abhängigkeit des Schaltbefehls verändert wird, was geeignet das Auftreten einer Verschlechterung der Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs verhindert.
Erfindungsgemäß wird der Schaltbefehl als Reaktion auf die Schaltbetätigung des Fahrers erzeugt. Das ermöglicht, dass die Antriebskraft mit einer sich verändernden Rate, die gemäß dem Schaltbefehl des Fahrers bestimmt ist, erzeugt wird, was geeignet das Auftreten einer Verschlechterung der Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs verhindert.
Bevorzugt verändert die Steuervorrichtung die Anzahl der Umdrehungen der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine, um dadurch den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts zu steuern. Somit gestattet das Verändern der Anzahl der Umdrehungen der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine, dass sich die Antriebskraft in Übereinstimmung mit dem Schaltbefehl verändert.
Bevorzugt verändert die Steuervorrichtung den Leistungserzeugungszustand des Elektromotors, um dadurch den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts zu steuern. Somit gestattet das Verändern des Leistungserzeugungszustands des Elektromotors, dass sich die Antriebskraft in Übereinstimmung mit dem Schaltbefehl verändert.
Erfindungsgemäß wandelt die Steuervorrichtung selektiv die Anzahl von Umdrehungen der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine ab oder wandelt den Leistungserzeugungszustand des Elektromotors ab, um dadurch den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts zu steuern. Somit gestattet das selektive Abwandeln der Anzahl der Umdrehungen der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine oder das Abwandeln des Leistungserzeugungszustands des Elektromotors, dass sich die Antriebskraft in Übereinstimmung mit dem Schaltbefehl verändert.
Bevorzugt weist der Automatikgetriebeabschnitt das mechanische Getriebe auf, das das Drehzahlverhältnis mit dem Verändern des Drehmomentübertragungspfads verändert. Daher gestattet das Wirksamhalten des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts als stufenlos variables Getriebe, dass die Gesamtheit der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung das Drehzahlverhältnis unendlich verändert, um dadurch die Antriebskraft auf eine stufenlos variable Weise zu erhalten.
Bevorzugt arbeitet der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung, um als das stufenlos variable Getriebe mit dem Steuern des Betriebszustands des Elektromotors zu dienen, was ermöglicht, dass sich ein Antriebsdrehmoment sanft verändert. Zusätzlich hat der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt nicht nur eine Funktion zum Betrieb als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe, wobei das Drehzahlverhältnis stufenlos verändert wird, sondern hat ebenso eine Funktion zum Betrieb als gestuft variables Getriebe, wobei das Drehzahlverhältnis gestuft verändert wird.
Vorzugsweise weist das Drehelement des Differentialabschnitts eine Planetengetriebeeinheit auf, die drei Drehelemente hat, die ein erstes Drehelement, das mit der Eingangswelle und der Kraftmaschine verbunden ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Drehelement, das mit der Ausgangswelle verbunden ist, umfassen. Das erste Drehelement weist einen Träger der Planetengetriebeeinheit auf; das zweite Drehelement weist ein Sonnenrad der Planetengetriebeeinheit auf; und das dritte Drehelement weist einen Zahnkranz der Planetengetriebeeinheit auf. Mit einem solchen Aufbau kann der Differentialmechanismus eine minimierte Abmessung in einer axialen Richtung haben. Zusätzlich kann der Differentialmechanismus mit einer Planetengetriebeeinheit einfach aufgebaut werden.
Weitergehend vorzugsweise weist die Planetengetriebeeinheit eine Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit auf. Mit einem solchen Aufbau kann der Differentialmechanismus eine minimierte Abmessung in einer axialen Richtung haben. Zusätzlich kann der Differentialmechanismus mit einer Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit einfach aufgebaut werden.
Weitergehend vorzugsweise stellt die Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung ein Gesamtdrehzahlverhältnis zur Verfügung, das auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses (Übersetzungsverhältnisses) des Schaltabschnitts und des Drehzahlverhältnisses des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts gebildet wird. Mit einem solchen Aufbau gestattet der Einsatz des Drehzahlverhältnisses des Schaltabschnitts, dass die Antriebskraft in einem breiten Bereich erhalten werden kann.
Weitergehend vorzugsweise weist der Schaltabschnitt ein Automatikleistungsgetriebe der gestuft variablen Planetengetriebe-Bauart auf. Mit einem solchen Aufbau kann das stufenlos variable Getriebe mit dem elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt, der beispielsweise als das elektrisch gesteuerte, stufenlos variable Getriebe betriebsfähig gehalten wird, und dem gestuft variablen Automatikleistungsgetriebe aufgebaut werden, um es dadurch möglich zu machen, das Antriebsdrehmoment sanft zu verändern. Zusätzlich bilden, wenn der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt in einem gesteuerten Zustand gehalten wird, um ein konstantes Drehzahlverhältnis zu halten, der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt und das gestuft variable Automatikleistungsgetriebe einen Zustand, der äquivalent zu einem gestuft variablen Getriebe ist. Das ermöglicht, dass die Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung ein Gesamtdrehzahlverhältnis hat, das gestuft verändert werden kann, um ein Antriebsdrehmoment rasch zu erhalten.
Figurenliste

1 ist ein Prinzipdiagramm, das einen Aufbau einer Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem Hybridfahrzeug zeigt.
2 ist ein Funktionsdiagramm, das kombinierte Betriebe von hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen zur Verwendung in der in 1 gezeigten Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung darstellt.
3 ist ein Liniendiagramm, das wechselseitig relative Drehzahlen von Drehelementen angibt, die verschiedenartige Schaltpositionen bei der in 1 gezeigten Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung bilden.
4 ist eine Ansicht, die eine elektronische Steuereinheit mit dieser verknüpften Eingangs- und Ausgangssignalen zeigt, die in der in 1 gezeigten Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung vorgesehen ist.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Hauptabschnitt eines Hydrauliksteuerschaltkreises zeigt, der mit Linearsolenoidventilen verknüpft ist, die zum Steuern von Betrieben von entsprechenden Hydraulikstellgliedern von Kupplungen C und Bremsen B angeordnet sind.
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer manuell betätigten Schaltvorrichtung zeigt, die einen Schalthebel aufweist, und betriebsfähig ist, um eine aus einer Vielzahl von Schaltpositionen mehrerer Arten auszuwählen.
7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuereinheit in 4 darstellt.
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Schaltkennfelds zur Verwendung beim Durchführen einer Schaltsteuerung der in 1 gezeigten Leistungsübertragungsvorrichtung und ein Beispiel eines Antriebsleistungsquellen-Kennfelds darstellt, das Grenzlinien zur Verwendung in einer Antriebsleistungsquellen-Umschaltsteuerung zwischen einem Kraftmaschinenantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus definiert, wobei die Kennfelder sich aufeinander beziehen.
9 ist ein Liniendiagramm zum Darstellen einer Differentialfunktion, die während einer normalen Verzögerungssteuerung mit manueller Herunterschaltanforderung eingeleitet wird, die durch die elektronische Steuervorrichtung ausgeführt wird.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Basisablauf von Steuerbetrieben darstellt, die durch die elektronische Steuereinheit auszuführen sind, die in 4 gezeigt ist, insbesondere eine Basisabfolge von Steuerbetrieben, die auszuführen sind, wenn eine Verzögerungssteuerung während eines beschränkten Schaltzustands durchgeführt wird.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nun werden verschiedenartige Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung nachstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Ausführungsbeispiel>
1 ist ein Prinzipdiagramm zum Darstellen des Getriebemechanismus, insbesondere des Schaltmechanismus 10, der einen Teil einer Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug bildet, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Getriebemechanismus 10 ein Getriebegehäuse 12 (im Folgenden als „ein Gehäuse 12“ bezeichnet), das an einer Fahrzeugkarosserie als nichtdrehbares Element montiert ist, eine Eingangswelle 14, die innerhalb des Gehäuses 12 als Eingangsdrehelement angeordnet ist, einen Differentialabschnitt 11, der koaxial mit der Eingangswelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen pulsationsabsorbierenden Dämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung) verbunden ist, der nicht gezeigt ist, und der als stufenlos variabler Getriebeabschnitt dient, einen Automatikgetriebeabschnitt 20, der in Reihe in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differentialabschnitt 11 und Antriebsrädern 34 (siehe 7) durch ein Leistungsübertragungselement 18 (eine Leistungsübertragungswelle) verbunden ist, und eine Ausgangswelle 22 auf, die mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden ist und als Ausgangsdrehelement dient.
Der Übertragungsmechanismus 10 wird geeignet auf ein FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit vorne eingebauter Kraftmaschine und Hinterradantrieb) angewendet und wird in einem Fahrzeug entlang seiner Längsrichtung montiert. Der Getriebemechanismus 10 ist zwischen der Kraftmaschine 8 und einem Paar Antriebsrädern 34 angeordnet. Die Kraftmaschine 8 umfasst eine Brennkraftmaschine, wie z.B. eine Benzinkraftmaschine oder eine Dieselkraftmaschine oder Ähnliches, und dient als Antriebsleistungsquelle. Die Kraftmaschine 8 ist direkt mit der Eingangswelle 12 in Reihe oder indirekt durch den pulsationsabsorbierenden Dämpfer (die Schwingungsdämpfungsvorrichtung), der nicht gezeigt ist, verbunden. Das gestattet, dass eine Fahrzeugantriebskraft von der Kraftmaschine 8 auf das Paar Antriebsräder 34 in einer Abfolge durch eine Differentialgetriebevorrichtung 32 (Enddrehzahl-Reduktionsgetriebe) (siehe 7) und ein Paar Antriebsachsen übertragen wird.
Bei dem Getriebemechanismus 10 des dargestellten Ausführungsbeispiels sind die Kraftmaschine 8 und der Differentialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden. Der hier verwendete Ausdruck „direkt miteinander verbunden“ bezieht sich auf einen Aufbau, bei dem eine direkte Verbindung zwischen den verknüpften Bauteilen bei Abwesenheit einer fluidbetätigten Leistungsübertragungsvorrichtung, wie z.B. eines Drehmomentwandlers oder einer Fluidkopplungsvorrichtung oder Ähnlichem, gebildet wird, und eine Verbindung einschließlich beispielsweise des pulsationsabsorbierenden Dämpfers in einer solchen direkten Verbindung vorgesehen ist. Es ist anzumerken, dass eine untere Hälfte des Getriebemechanismus 10, der symmetrisch mit Bezug auf seine Achse konstruiert ist, in 1 weggelassen ist. Das gilt ebenso für die anderen Ausführungsbeispiele der nachstehend beschriebenen Erfindung.
Der Differentialabschnitt 11 weist einen ersten Elektromotor M1, einen Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als mechanischer Mechanismus zum mechanischen Verteilen einer Abgabe der Kraftmaschine 8 aufgebaut ist, die auf die Eingangswelle 14 aufgebracht wird, der als Differentialmechanismus funktioniert, durch den die Kraftmaschinenabgabe auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 verteilt wird, und weist einen zweiten Elektromotor M2 auf, der betriebsfähig mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist, um sich als eine Einheit damit zu drehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl der erste als auch der zweite Elektromotor M1 und M2 so genannte Motorgeneratoren, die jeweils eine Funktion zum Erzeugen von elektrischer Leistung haben. Der erste Elektromotor M1 hat zumindest eine Funktion als elektrischer Leistungsgenerator zum Erzeugen einer Reaktionskraft. Der zweite Elektromotor M2 hat zumindest eine Funktion als Motor (Elektromotor), der als Fahrantriebsleistungsquelle zum Abgeben einer Fahrzeugantriebskraft dient.
Der Leitungsverteilungsmechanismus 16 weist als Hauptbestandteil einen ersten Planetengetriebesatz 24 einer Einzelritzel-Bauart mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von ungefähr beispielsweise 0,418 auf. Der erste Planetengetriebesatz 24 hat Drehelemente (Elemente), die aus einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetengetriebe 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 bestehen, der mit dem ersten Sonnenrad S1 durch das erste Planetenrad P1 kämmend eingreift. Wenn die Anzahl von Zähnen des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 durch ZS1 bzw. ZR1 dargestellt werden, wird das vorstehend genannte Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1 dargestellt.
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist ein erster Träger CA1 mit der Eingangswelle 14, insbesondere der Kraftmaschine 8 verbunden; ist ein erstes Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden; und ist ein erster Zahnkranz R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden. Mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 eines solchen Aufbaus sind die drei Elemente des ersten Planetengetriebesatzes 24, insbesondere das erste Sonnenrad S1, das erste Planetenrad P1, der erste Träger CA1 und der erste Zahnkranz R1 so angeordnet, dass sie sich relativ zueinander zum Einleiten einer Differentialfunktion drehen, insbesondere in einem Differentialzustand, in dem die Differentialfunktion eingeleitet wird. Das gestattet, dass die Kraftmaschinenabgabe auf den ersten Elektromotor M1 und den Leistungsübertragungsmechanismus verteilt wird. Dann treibt ein Teil der verteilten Kraftmaschinenabgabe den ersten Elektromotor M1 an, so dass dieser elektrische Energie erzeugt, die gespeichert wird, und zum drehbaren Antreiben des zweiten Elektromotors M2 verwendet wird.
Somit wird verursacht, dass der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als elektrische Differentialvorrichtung funktioniert, so dass beispielsweise der Differentialabschnitt 11 in einen so genannten stufenlos variablen Schaltzustand (elektrisch gebildeten CVT-Zustand versetzt wird, um die Umdrehung des Leistungsübertragungselements 18 ungeachtet der Tatsache stufenlos zu verändern, dass die Kraftmaschine 8 bei einer vorgegebenen Drehzahl arbeitet. Der Differentialabschnitt 11 funktioniert nämlich als ein elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe, um ein Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14/Drehzahl N₁₈ des Leistungsübertragungselements 18) bereitzustellen, das von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max stufenlos variabel ist. Auf diesem Weg werden der erste Elektromotor M1, der zweite Elektromotor M2 und die Kraftmaschine 8, die alle mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 (dem Differentialabschnitt 11) verbunden sind, in ihren Antriebszuständen gesteuert, so dass der Differentialzustand der Drehzahlen, insbesondere der Drehzahlen der Eingangswelle 14 und des Übertragungselements 18, gesteuert werden.
Der Automatikgetriebeabschnitt 20 weist einen zweiten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 26, einen dritten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 28 und einen vierten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 30 auf. Der Automatikgetriebeabschnitt 20 ist ein Mehrstufengetriebe der Planetengetriebe-Bauart, das als gestuft variables Automatikgetriebe betreibbar ist. Der zweite Planetengetriebesatz 26 hat 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 vorgegebenes Übersetzungsverhältnis p2 von ungefähr „0,562“. Der dritte Planetengetriebesatz 28 hat 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 vorgegebenes Übersetzungsverhältnis p3 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 das vierte Planetenrad P4 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der vierte Planetengetriebesatz 30 ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis p4 von beispielsweise ungefähr „0,421“. Wenn das zweite Sonnenrad S2, der zweite Zahnkranz R2, das dritte Sonnenrad S3, der dritte Zahnkranz R3, das vierte Sonnenrad S4 und der vierte Zahnkranz R4 die Anzahlen von Zähnen haben, die durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 dargestellt werden, werden die Übersetzungsverhältnisse p2, p3 und p4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 ausgedrückt.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite und dritte Sonnenrad S2, S3 als eine Einheit miteinander verbunden, werden selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden und werden selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine erste Bremse B1 verbunden. Der zweite Träger CA2 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine zweite Bremse B2 verbunden, und der vierte Zahnkranz R4 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 verbunden. Der zweite Zahnkranz R3, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 sind als eine Einheit miteinander verbunden und mit der Ausgangswelle 22 verbunden. Der dritte Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind als eine Einheit miteinander verbunden und werden selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine erste Kupplung C1 verbunden.
Somit werden der Automatikgetriebeabschnitt 20 und der Differentialabschnitt 11 (das Leistungsübertragungselement 18) selektiv miteinander durch die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 verbunden, die zum Bilden einer entsprechenden Schaltposition (Gangschaltposition) in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 vorgesehen ist. Anders gesagt funktionieren die erste und die zweiten Kupplung C1, C2 als Kopplungsvorrichtungen, insbesondere Eingriffsvorrichtung, die betriebsfähig ist, um den Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20, nämlich den Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differentialabschnitt 11 (dem Leistungsübertragungselement 18) und den Antriebsrädern 34 selektiv in einen Leistungsübertragungszustand, in dem die Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann, oder den Leistungsabschaltzustand zu versetzen, in dem die Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad nicht übertragen werden kann. Wenn nämlich zumindest die erste oder die zweite Kupplung C1 oder C2 in Kopplungseingriff versetzt wird, wird der Leistungsübertragungspfad in den Leistungsübertragungszustand versetzt. Dagegen versetzt das Entkoppeln von sowohl der ersten als auch der zweiten Kupplung C1 und C2 den Leistungsübertragungspfad in den Leistungsabschaltzustand.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 gestattet ferner das Entkoppeln einer einschaltentkoppelnden Kopplungsvorrichtung während des Koppelns einer einschaltkoppelnden Kopplungsvorrichtung, dass eine so genannte „Kupplung-zu-Kupplung“-Schaltfunktion für entsprechende Schaltpositionen ausgeführt wird, die selektiv gebildet werden. Das gestattet, dass ein Drehzahlverhältnis y (Drehzahlverhältnis N₁₈ des Leistungsübertragungselements 18/Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22) mit einem gleichmäßigen Veränderungsverhältnis für jede Schaltposition erhalten wird. Wie in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebstabelle angegeben ist, bildet das Koppeln der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 die Schaltposition des 1. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis γ1 von näherungsweise beispielsweise „3,357“.
Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B3 in Betrieb gekoppelt werden, wird eine Schaltposition eines 2. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis y2 von beispielsweise näherungsweise „2,180“ gebildet, das ein niedrigerer Wert als das Drehzahlverhältnis γ1 ist. Wenn die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 in Betrieb gekoppelt werden, wird eine Schaltposition eines 3. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis y3 von beispielsweise näherungsweise „1,424“ gebildet, das ein niedrigerer Wert als das Drehzahlverhältnis y2 ist. Das Koppeln der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 bildet eine Schaltposition eines 4. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis y4 von beispielsweise näherungsweise „1,000“, das niedriger als das Drehzahlverhältnis y3 ist. Das Koppeln der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 bildet eine Schaltposition eines Rückwärtsantriebs (Rückwärtsantriebs-Schaltposition) mit einem Drehzahlverhältnis yR von beispielsweise näherungsweise 3,209, das zwischen denjenigen der Schaltposition des 1. Gangs und der Schaltposition des 2. Gangs liegt. Zusätzlich gestattet das Entkoppeln, insbesondere das Ausrücken oder Lösen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3, dass eine neutrale Position N gebildet wird.
Die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 (im Folgenden kollektiv als Kupplung B und Bremse B bezeichnet, außer es ist anders angegeben) sind hydraulisch betätigte Reibungskopplungsvorrichtungen, die bei einem Fahrzeugautomatikgetriebe nach dem Stand der Technik verwendet werden. Jede dieser Reibungskopplungsvorrichtungen kann eine Mehrscheibenkupplung der Nassbauart mit einer Vielzahl von wechselseitig überlappenden Reibungsplatten aufweisen, die geeignet sind, um durch ein Hydraulikstellglied gegeneinander gedrückt zu werden, oder eine Bandbremse mit einer Drehtrommel, die eine äußere Umfangsfläche hat, an der ein Band oder zwei Bänder gewunden sind, wobei Abschlussenden zum Festziehen durch ein Hydraulikstellglied geeignet sind. Somit dient die Reibungskopplungsvorrichtung zum selektiven Bereitstellen einer Antriebsverbindung zwischen zwei Bauteilen, zwischen denen die entsprechende Kupplung oder Bremse gesetzt ist.
Bei dem Getriebemechanismus 10 mit einem solchen Aufbau bilden der Differentialabschnitt 11, der als das stufenlos variable Getriebe dient, und der Automatikgetriebeabschnitt 20 ein stufenlos variables Getriebe. Ferner können mit dem Differentialabschnitt 11, der gesteuert wird, um ein Drehzahlverhältnis bereitzustellen, das auf einem feststehenden Niveau gehalten wird, der Differentialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20 denselben Zustand wie ein gestuft variables Getriebe bereitstellen.
Genauer gesagt, funktioniert der Differentialabschnitt 11 als das stufenlos variable Getriebe und funktioniert der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, als das gestuft variable Getriebe. Somit wird verursacht, dass die Drehzahl, die in den Automatikgetriebeabschnitt 20 eingeleitet wird, der für zumindest eine Schaltposition M angeordnet ist (im Folgenden als „Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebeabschnitts 20“ bezeichnet), insbesondere die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 (im Folgenden als „Übertragungselementdrehzahl N₁₈“ bezeichnet) sich kontinuierlich variiert, um dadurch zu ermöglichen, dass die Schaltposition M einen stufenlos variablen Drehzahlbereich hat. Demgemäß stellt der Getriebemechanismus 10 ein Gesamtdrehzahlverhältnis yT (= Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14/Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22) in einem stufenlos variablen Bereich zur Verfügung. Somit wird das stufenlos variable Getriebe bei dem Getriebemechanismus 10 gebildet. Das Gesamtdrehzahlverhältnis yT des Getriebemechanismus 10 ist das Gesamtdrehzahlverhältnis yT der Gesamtheit des Automatikgetriebeabschnitts 20, das auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses γ0 des Differentialabschnitts 11 und des Drehzahlverhältnisses y des Automatikgetriebeabschnitts 20 gebildet wird.
Für die entsprechenden Schaltpositionen, wie z.B. die Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 und die Schaltposition des Rückwärtsantriebs, wie in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebstabelle gezeigt ist, wird die Übertragungselementdrehzahl N₁₈ stufenlos verändert, wobei jede Schaltposition in einem stufenlos variablen Drehzahlbereich erhalten wird. Demgemäß liegt ein stufenlos variables Drehzahlverhältnis zwischen angrenzenden Schaltpositionen vor, was ermöglicht, dass die Gesamtheit des Getriebemechanismus 10 ein Gesamtdrehzahlverhältnis yT in einem stufenlos variablen Bereich hat.
Ferner wird das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 so gesteuert, dass es auf einem feststehenden Niveau liegt, und werden die Kupplung C und die Bremse B selektiv gekoppelt, um dadurch zu verursachen, dass eine der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs oder der Schaltposition des Rückwärtsantriebs (Rückwärtsantriebs-Schaltposition) selektiv gebildet wird. Das gestattet, dass das Gesamtdrehzahlverhältnis yT, das in einem nahezu gleichmäßigen Verhältnis variabel ist, des Getriebemechanismus 10 für jede Schaltposition erhalten wird. Somit kann der Getriebemechanismus 10 mit demselben Zustand wie demjenigen des gestuft variablen Getriebes erzielt werden.
Wenn beispielsweise der Differentialabschnitt 11 gesteuert wird, um das Drehzahlverhältnis γ0 auf einem feststehenden Wert von „1“ bereitzustellen, stellt der Getriebemechanismus 10 das Gesamtdrehzahlverhältnis yT für jede Schaltposition der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 und der Schaltposition des Rückwärtsantriebs zur Verfügung, die durch die in 2 gezeigte Kopplungsbetriebstabelle angegeben sind. Wenn ferner der Automatikgetriebeabschnitt 20 in der Schaltposition des 4. Gangs gesteuert wird, um zu verursachen, dass der Differentialabschnitt 11 das Drehzahlverhältnis γ0 von beispielsweise näherungsweise „0,7“ hat, was geringer als ein Wert von „1“ ist, hat der Automatikgetriebeabschnitt 20 das Gesamtdrehzahlverhältnis yT von näherungsweise beispielsweise „0,7“, das geringer als ein Wert von der Schaltposition des 4. Gangs ist.
3 ist ein Liniendiagramm für den Getriebemechanismus 10, einschließlich des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20, wobei die relativen Bewegungsbeziehungen zwischen den Drehzahlen der verschiedenartigen Drehelemente in unterschiedlichen Kopplungszuständen für die entsprechende Schaltpositionen auf Geraden aufgetragen werden können. Das Liniendiagramm von 3 nimmt die Form eines zweidimensionalen Koordinatensystems an, bei der die Abszisse mit den Übersetzungsverhältnissen p der Planetengetriebesätze 24, 26, 28, 30 aufgetragen ist, und die Ordinate mit den wechselseitigen relativen Drehzahlen der Drehelemente aufgetragen ist. Eine querverlaufende Linie X1 gibt die Drehzahl an, die Null beträgt; eine querverlaufende Linie X2 gibt die Drehzahl von „1,0“ an, nämlich die Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8, die mit der Eingangswelle 14 verbunden ist; und eine querverlaufende Linie XG gibt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
Beginnend von links stellen drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3, die mit den drei Elementen des Leistungsübertragungselements 16 verknüpft sind, der den Differentialabschnitt 11 ausbildet, die wechselseitig relativen Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1, das einem zweiten Drehelement (zweiten Element) RE2 entspricht, des ersten Trägers CA1, der einem ersten Drehelement (ersten Element) RE1 entspricht, und des ersten Zahnkranzes R1, der einem dritten Drehelement (dritten Element) RE3 entspricht, dar. Ein Abstand zwischen den angrenzenden vertikalen Linien wird auf der Grundlage des Übersetzungsverhältnisses ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestimmt.
Beginnend von links stellen ferner fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 für den Automatikgetriebeabschnitt 20 die wechselseitig relativen Drehzahlen von Folgendem dar: des zweiten und dritten Sonnenrads S2, S3, die miteinander verbunden sind, die einem vierten Drehelement (vierten Element) RE4 entsprechen; des zweiten Trägers CA2, der einem fünften Drehelement (fünften Element) RE5 entspricht; des vierten Zahnkranzes R4a, der einem sechsten Drehelement (sechsten Element) RE6 entspricht; des zweiten Zahnkranzes R2, dritten Trägern CA3 und vierten Trägern CA4, die miteinander verbunden sind, die einem siebten Drehelement (siebten Element) RE7 entsprechen; und des dritten Zahnkranzes R3 und des vierten Sonnenrads S4, die miteinander verbunden sind, und die einem achten Drehelement (achten Element) RE8 entsprechen. Jeder Abstand zwischen den angrenzenden vertikalen Linien wird auf der Grundlage der Übersetzungsverhältnisse p2, p3 und p4 des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 bestimmt.
In der Beziehung zwischen den vertikalen Linien des Liniendiagramms liegt dann, wenn ein Raum zwischen dem Sonnenrad und dem Träger auf einen Abstand entsprechend einem Wert von „1“ eingestellt wird, ein Raum zwischen dem Träger und dem Zahnkranz auf einem Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis p des Planetengetriebesatzes. Für den Differentialabschnitt 11 wird nämlich ein Raum zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 auf einen Abstand entsprechend einem Wert von „1“ eingestellt und wird ein Raum zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 auf einen Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1 eingestellt. Für den Automatikgetriebeabschnitt 20 wird ferner der Raum zwischen dem Sonnenrad und dem Träger auf den Abstand entsprechend dem Wert von „1“ für jeden des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 eingestellt, für den der Raum zwischen dem Träger und dem Zahnkranz auf den Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1 eingestellt wird.
Unter Bezugnahme auf das Liniendiagramm von 3 ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 (der Differentialabschnitt 11) des Getriebemechanismus 10 so angeordnet, dass das erste Drehelement RE1 (der erste Träger CA1) des ersten Planetengetriebesatzes 24 mit der Eingangswelle 14, insbesondere der Kraftmaschine 8 verbunden ist, und das zweite Drehelement RE2 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden ist. Das dritte Drehelement RE3 (der erste Zahnkranz R1) ist mit dem Leistungsübertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 verbunden. Somit wird eine Drehbewegung der Eingangswelle 14 auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 durch das Leistungsübertragungselement übertragen (in dieses eingeleitet). Eine 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.
Nun wird die Beschreibung eines Falls angegeben, bei dem beispielsweise der Differentialabschnitt 11 in einen Differentialzustand versetzt wird, wobei das erste bis dritte Drehelement RE1 bis RE3 sich relativ zueinander drehen können, während die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y1 angegeben ist, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verknüpft ist und auf einem nahezu konstanten Niveau bleibt. In diesem Fall wird, wenn die Kraftmaschinendrehzahl N_E gesteuert wird, wobei die Drehzahl des ersten Trägers CA1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y2 dargestellt wird, angehoben oder abgesenkt wird, die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1, insbesondere die Drehzahl des ersten Elektromotors M1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y1 angegeben wird, angehoben oder abgesenkt.
Beim Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors M1, um zu gestatten, dass der Differentialabschnitt 11 das Drehzahlverhältnis γ0 von „1“ hat, wobei das erste Sonnenrad S1 sich mit derselben Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl N_E dreht, wird die gerade Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet. Wenn das stattfindet, wird verursacht, dass der erste Zahnkranz R1, insbesondere das Leistungsübertragungselement 18, sich mit derselben Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl N_E dreht. Wenn dagegen die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird, um zu gestatten, dass der Differentialabschnitt 11 das Drehzahlverhältnis γ0 von einem Wert von weniger als „1“ hat, beispielsweise eines Werts von näherungsweise „0,7“, wobei die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 zu Null gemacht wird, wird verursacht, dass das Leistungsübertragungselement 18 sich mit einer erhöhten Übertragungselementdrehzahl N₁₈ dreht, die höher als die Kraftmaschinendrehzahl N_E ist.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 über die zweite Kupplung C2 verbunden und wird selektiv mit dem Gehäuse 12 über die erste Bremse B1 verbunden, wobei das fünfte Drehelement RE5 selektiv mit dem Gehäuse 12 über die zweite Bremse B2 verbunden wird. Das sechste Drehelement RE6 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 über die dritte Bremse B3 verbunden, wobei das siebte Drehelement RE7 mit der Ausgangswelle 22 verbunden wird, und das achte Drehelement RE8 wird selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 über die erste Kupplung C1 verbunden.
Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Falls angegeben, bei dem mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 der Differentialabschnitt 11 in einen Zustand versetzt wird, wobei die Gerade L0 in Übereinstimmung mit der horizontalen Linie X2 gebracht wird, um zu verursachen, dass der Differentialabschnitt 11 die Fahrzeugantriebskraft auf das achte Drehelement RE8 mit derselben Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl N_E überträgt, woraufhin die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 gekoppelt werden, wie in 3 gezeigt ist. In diesem Zustand wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 1. Gangs durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten Linie L1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelements RE8 angibt, und der horizontalen Linie X2 und einem Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt, und der horizontalen Linie X1 verläuft, und einen Schnittpunkt, der die vertikale Linie Y7 schneidet, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, wie in 3 angegeben ist, dargestellt.
In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 2. Gangs durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L2, die bestimmt wird, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 gekoppelt sind, und der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, dargestellt. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 3. Gangs wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L3, die bestimmt wird, wenn die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 gekoppelt sind, und der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, dargestellt. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 4. Gangs wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Geraden L4, die bestimmt wird, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 gekoppelt sind, und der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, dargestellt.
4 zeigt eine elektronische Steuereinheit 80, die betriebsfähig ist, um den Getriebemechanismus 10 der vorliegenden Erfindung zu steuern, um verschiedenartige Ausgangssignale als Reaktion auf verschiedenartige Eingangssignale zu erzeugen. Die elektronische Steuereinheit 80 weist einen so genannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle auf. Sie ist angeordnet, um Signale gemäß Programmen zu verarbeiten, die in dem ROM gespeichert sind, während von einer zeitweiligen Datenspeicherfunktion des ROM Verwendung gemacht wird, um Hybridantriebssteuerungen der Kraftmaschine 8 und des ersten und zweiten Elektromotors M1 und M2 sowie Antriebssteuerungen, wie z.B. Schaltsteuerungen des Automatikgetriebeabschnitts 20 auszuführen.
Die elektronische Steuereinheit 80, die mit verschiedenartigen Sensoren und Schaltern verbunden ist, wie in 4 gezeigt ist, empfängt verschiedenartige Signale, wie z.B. ein Signal, das eine Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur TEMPw angibt; ein Signal, das eine Schaltposition P_SH angibt, die mit einem Schalthebel 52 (in 7 gezeigt) ausgewählt wird, und ein Signal, das die Anzahl von Betätigungen angibt, die auf der „M“-Position eingeleitet werden; ein Signal, das die Kraftmaschinendrehzahl N_E angibt, die die Drehzahl der Kraftmaschine 8 angibt; ein Signal, das einen Übersetzungsverhältnis-Voreinstellwert angibt; ein Signal, das einen M-Modus (manuellen Schaltfahrmodus) befiehlt; ein Signal, das einen betriebenen Zustand einer Klimaanlage angibt; ein Signal, das die Drehzahl (im Folgenden als „Ausgangswellendrehzahl“ bezeichnet) N_OUT der Ausgangswelle 22 angibt; ein Signal, das eine Temperatur T_OIL von Arbeitsöl des Automatikgetriebeabschnitts 20 angibt.
Die elektronische Steuereinheit 80 empfängt ebenso ein Signal, das den Betrieb einer Handbremse angibt; ein Signal, das den Betrieb einer Fußbremse angibt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators angibt; ein Signal, das eine Beschleunigeröffnung Acc angibt, die einen Betätigungshub eines Beschleunigerpedals darstellt, wenn es durch einen Fahrer für seinen Ausgangsleistungs-Bedarfswert betätigt wird; ein Signal, das einen Nockenwinkel angibt; ein Signal, das einen Schneemodus in Einstellung angibt; ein Signal, das einen Längsbeschleunigungswert G des Fahrzeugs angibt; ein Signal, das einen Antriebsmodus mit automatischer Geschwindigkeitsregelung angibt; ein Signal, das ein Gewicht (ein Fahrzeuggewicht) des Fahrzeugs angibt; ein Signal, das eine Radgeschwindigkeit jedes Antriebsrads angibt; ein Signal, das eine Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 angibt (im Folgenden als „erste Elektromotordrehzahl N_M1“ bezeichnet); ein Signal, das eine Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 angibt (im Folgenden als „zweite Elektromotordrehzahl N_M2“ bezeichnet); und ein Signal, das einen Zustand der Ladung SOC angibt, die in einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 (siehe 7) gespeichert ist.
Die elektronische Steuereinheit 80 erzeugt verschiedenartige Signale, die Folgendes aufweisen: ein Steuersignal, das auf eine Kraftmaschinenausgangsleistungs-Steuervorrichtung 58 aufgebracht wird (siehe 7), um eine Kraftmaschinenausgangsleistung zu steuern, insbesondere ein Antriebssignal, das auf ein Drosselstellglied 64 aufgebracht wird, um eine Drosselventilöffnung θ_TH eines elektronischen Drosselventils 62 zu steuern, das in einem Einlasskrümmer 60 der Kraftmaschine 8 angeordnet ist; ein Kraftstoffzufuhrmengensignal, das auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 aufgebracht wird, um eine Menge Kraftstoff zu steuern, der in den Einlasskrümmer 60 oder die Zylinder der Kraftmaschine 8 eingespritzt wird; ein Zündsignal, das auf eine Zündvorrichtung 68 aufgebracht wird, um die Zündzeitabstimmung der Kraftmaschine 8 zu steuern; ein Ladedruckreguliersignal zum Regulieren eines Ladedrucks der Kraftmaschine 8; ein Antriebssignal einer elektrischen Klimaanlage zum Betätigen einer elektrischen Klimaanlage; Befehlssignale zum Befehlen von Betrieben des ersten und des zweiten Elektromotors M1 und M2; ein Schaltpositions-Anzeigesignal (Betätigungspositions-Anzeigesignal) zum Betätigen eines Schaltbereichsindikators; ein Übersetzungsverhältnis-Anzeigesignal zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses; ein Schneemodus-Anzeigesignal zum Anzeigen der Anwesenheit eines Schneemodus; und ein ABS-Betätigungssignal zum Betrieben eines ABS-Stellglieds zum Ausschließen eines Durchrutschens von Antriebsrädern während einer Bremsphase.
Die elektronische Steuereinheit 80 erzeugt ebenso ein M-Modus-Anzeigesignal zum Anzeigen, dass ein M-Modus ausgewählt ist; Ventilbefehlssignale zum Betätigen von Elektromagnetventilen (Linearsolenoidventilen), die in der Hydrauliksteuereinheit 70 (siehe 5 und 7) eingebaut sind, um die Hydraulikstellglieder der hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu steuern; ein Signal zum Regulieren eines Regulierventils (Druckregulierventils), das in der Hydrauliksteuereinheit 70 eingebaut ist, um einen Leitungsdruck P_L zu steuern; ein Antriebsbefehlssignal zum Betätigen einer elektrischen Hydraulikpumpe, die als Hydraulik-Ursprungsdruckquelle funktioniert, damit der Leitungsdruck P_L reguliert wird; ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizung; und ein Signal, das auf einen Computer zur automatischen Geschwindigkeitsregelung aufgebracht wird.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das sich auf die Linearsolenoidventile SL1 bis SL5 des Hydrauliksteuerschaltkreises 70 zum Steuern der Betriebsweisen der jeweiligen Hydraulikstellglieder (Hydraulikzylinder) AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 der Kupplungen C1, C2 und der Bremsen B1 bis B3 bezieht.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 mit den entsprechenden Linearsolenoidventilen SL1 - SL5 verbunden, die als Reaktion auf Steuerbefehle gesteuert werden, die von der elektronischen Steuereinheit 80 zugeführt werden. Das stellt den Leitungsdruck PL auf die entsprechenden Kupplungseinrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2 und PB3 ein, die direkt auf die entsprechenden Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 aufzubringen sind. Der Leitungsdruck P_L stellt einen Ursprungs-Hydraulikdruck dar, der durch eine (nicht gezeigte) elektrisch betriebene Hydraulikölpumpe oder eine mechanische Ölpumpe, die durch die Kraftmaschine 30 betrieben wird, erzeugt wird, die durch ein Ablassdruckregulierventil in Abhängigkeit von einer Last der Kraftmaschine 8 im Hinblick auf eine Beschleunigeröffnungsauslenkung oder eine Drosselventilöffnung reguliert wird.
Die Linearsolenoidventile SL1 - SL5, die grundsätzlich mit demselben Aufbau ausgebildet sind, werden unabhängig mit der elektronischen Steuereinheit 80 erregt oder entregt. Das gestattet, dass die Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 unabhängig und steuerfähig die Hydraulikdrücke regulieren, um dadurch die Kupplungseinrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2, PB3 zu steuern. Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 werden vorbestimmte Kopplungsvorrichtungen in einem Muster gekoppelt, das beispielsweise in der in 2 angegebenen Kopplungsbetriebstabelle angegeben ist, um dadurch verschiedenartige Schaltpositionen zu bilden. Zusätzlich wird während der Schaltsteuerung des Automatikgetriebeabschnitts 20 ein so genanntes Kupplung-zu-Kupplung-Schalten ausgeführt, um das Koppeln oder Entkoppeln der Kupplungen C und der Bremsen B, die für die Schaltbetriebe relevant sind, gleichzeitig zu steuern.
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer manuell betätigten Schaltvorrichtung 50 zeigt, die als Wechselvorrichtung dient, die betriebsfähig ist, um mehrere Arten von Schaltpositionen P_SH mit einer manuellen Betätigung zu schalten. Die Schaltvorrichtung 50 ist beispielsweise in einem Bereich an der Seite eines Fahrersitzes montiert und weist einen Schalthebel 52 auf, der zum Auswählen von einer der Vielzahl der Schaltpositionen T_SH zu betätigen ist.
Der Schalthebel 52 hat eine Parkposition „P“ (Parken), bei der ein Inneres des Getriebemechanismus 10, insbesondere der Leistungsübertragungspfad innerhalb des Automatikgetriebeabschnitts 20, in einem neutralen Zustand abgeschaltet wird, insbesondere einem neutralen Zustand, in dem die Ausgangswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 20 in einem gesperrten Zustand verbleibt; eine Rückwärtsfahrposition „R“ (Rückwärts) für eine Rückwärtsantriebsmodus; eine Neutralposition „N“ (Neutral), damit der Leistungsübertragungspfad des Getriebemechanismus 10 in dem neutralen Zustand abgeschaltet wird; eine Automatik-Vorwärtsantriebs-Fahrposition „D“ (Fahren); und eine Manuellschalt-Vorwärtsantriebsposition „M“ (Manuell).
In der Automatik-Vorwärtsantriebs-Fahrposition „D“ wird ein Automatikschaltmodus zum Ausführen einer automatischen Schaltsteuerung innerhalb eines sich verändernden Bereichs eines schaltbaren Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10 gebildet, das sich aus verschiedenartigen Schaltpositionen ergibt, dessen automatische Schaltsteuerung in einer stufenlos variablen Drehzahlverhältnisbreite des Differentialabschnitts 11 und einem Bereich der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 durchgeführt wird. Die Manuellschalt-Vorwärtsantriebsposition „M“ wird manuell geschaltet, um einen Manuellschalt-Vorwärtsantriebsmodus (Manuellmodus) zu bilden, um einen so genannten Schaltbereich einzurichten, um eine Schaltposition in einem Hochgeschwindigkeitsbereich während des Betriebs des Automatikgetriebeabschnitts 20 während der Automatikschaltsteuerung zu begrenzen.
Wenn der Schalthebel 52 auf die verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH geschaltet wird, wird der Hydrauliksteuerschaltkreis 70 elektrisch umgeschaltet, um dadurch die Schaltposition des Rückwärtsantriebs „R“, die neutrale Position „N“ und die verschiedenartigen Schaltpositionen oder Ähnliches in der Vorwärtsantriebs-Schaltposition „D“ zu erhalten.
Von den verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH, die als Positionen „P“ bis „M“ dargestellt werden, stellen die Positionen „P“ und „N“ Nichtfahrpositionen dar, die ausgewählt werden, wenn verursacht wird, dass das Fahrzeug nicht fährt. Die Positionen „P“ und „N“ stellen nämlich Nichtfahrpositionen dar, die ausgewählt werden, wenn die erste und zweite Kupplung C1, C2 ausgewählt werden, um zu verursachen, dass der Leistungsübertragungspfad in einen Leistungsabschaltzustand umgeschaltet wird, nämlich wie in einer Situation, in der, wie beispielsweise in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebs-Anzeigetabelle angegeben ist, sowohl die erste als auch die zweite Kupplung C1, C2 entkoppelt werden, um den Leistungsübertragungspfad innerhalb des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu unterbrechen, um den Antrieb des Fahrzeugs außer Kraft zu setzen.
Die Positionen „R“, „D“ und „M“ stellen Fahrpositionen dar, die ausgewählt werden, wenn verursacht wird, dass das Fahrzeug fährt. Diese Positionen stellen nämlich Antriebspositionen dar, die ausgewählt werden, wenn die erste und/oder die zweite Kupplung C1, C2 ausgewählt werden, um zu verursachen, dass der Leistungsübertragungspfad in einen Leistungsübertragungszustand umgeschaltet wird, nämlich wie in einer Situation, in der, wie beispielsweise in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebs-Anzeigetabelle angegeben ist, zumindest die erste oder die zweite Kupplung C1, C2 gekoppelt ist, um den Leistungsübertragungspfad innerhalb des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu bilden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug angetrieben wird.
Genauer gesagt wird, wenn der Schalthebel 52 von der Position „P“ oder der Position „N“ zu der Position „R“ manuell geschaltet wird, die zweite Kupplung C2 gekoppelt, um zu verursachen, dass der Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand umgeschaltet wird. Wenn der Schalthebel 52 manuell von der Position „N“ zu der Position „D“ geschaltet wird, wird zumindest die erste Kupplung C1 gekoppelt, um den Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand umzuschalten. Mit der Betätigung des Schalthebels 52 auf die Position „R“ werden die zweite und dritte Kupplung C2 und C3 eingerückt, um die Rückwärtsfahrstufe zu bilden.
Wenn der Schalthebel 52 manuell von der Position „R“ zu der Position „P“ oder „N“ geschaltet wird, wird ferner die zweite Kupplung C2 entkoppelt, um den Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten. Wenn der Schalthebel 52 manuell von der Position „D“ zu der Position „N“ umgeschaltet wird, wird die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 entkoppelt, um den Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten.
7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Hauptsteuerfunktionen darstellt, die durch die elektronische Steuereinheit 80 auszuführen sind. Eine Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten bestimmt, ob das Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 auszuführen ist, insbesondere die Schaltposition, auf die geschaltet werden soll, um zu verursachen, dass der Automatikgetriebeabschnitt die automatische Schaltsteuerung ausführt, nämlich auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, der durch eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment T_OUT dargestellt wird, durch Bezugnahme auf die Beziehungen (Schaltlinien und Schaltkennfeld), die mit Hochschaltlinien (als durchgezogene Linien) und Herunterschaltlinien (als Linien aus einzelnen Punkten) verbunden sind, die in 8 gezeigt sind, die als Parameter der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des angeforderten Ausgangsdrehmoments T_OUT im Voraus gespeichert werden.
Bei der Bestimmung der Schaltposition, insbesondere der Schaltstufe, auf die mit 8 zu schalten ist, gibt die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten Befehle (einen Schaltabgabebefehl und einen Hydraulikdruckbefehl) an den Hydraulikschaltkreis 70 zum Koppeln und/oder Entkoppeln der hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen ab, die mit dem Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 in Verbindung stehen, um die Schaltposition gemäß der in 2 gezeigten Kopplungstabelle zu bilden. Die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten gibt nämlich einen Befehl an den Hydrauliksteuerschaltkreis 70 zum Entkoppeln der betreffenden einschaltentkopplungsseitigen Kopplungsvorrichtung ab, während die einschaltkopplungsseitige Kopplungsvorrichtung bei dem Schalten koppelt, um zu verursachen, dass das Kupplung-zu-Kupplung-Schalten ausgeführt wird. Beim Empfang solcher Befehle verursacht der Hydrauliksteuerschaltkreis 70, dass die Linearsolenoidventile SL des Automatikgetriebeabschnitts 20 betätigt werden. Das gestattet, dass die hydraulisch betätigten Stellglieder der hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen, die mit dem relevanten Schaltvorgang verknüpft sind, betätigt werden. Somit wird beispielsweise die einschaltentkopplungsseitige Kopplungsvorrichtung entkoppelt und wird die einschaltkopplungsseitige Kopplungsvorrichtung gekoppelt, was verursacht, dass der Automatikgetriebeabschnitt 20 den Schaltvorgang ausführt.
Die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten arbeitet auf eine Weise, die nachstehend beschrieben ist, wobei der Schalthebel 52 in einen Manuellschaltmodus geschaltet wird, so dass er auf einer „M“-Position angeordnet wird, die eine Vorwärtsantriebs-Manuellschalt-Fahrposition darstellt. Die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten arbeitet nämlich als Reaktion auf die Betätigung des Schalthebels 52, der auf eine Position „+“ oder eine Position „-“ angeordnet wird, um eine Schaltposition der Seite eines hohen Gangs auf einen von sequentiell begrenzten Automatikschaltbereichen einzurichten, um einen Kraftmaschinenbremszustand zu bilden. In einer Alternative gestattet die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten, dass eine aus einer Vielzahl von Schaltpositionen direkt bestimmt wird, um den Kraftmaschinenbremszustand zu bilden. Ein derartiger Kraftmaschinenbremszustand, der in dem Manuellschaltmodus erzielt wird, wird nicht mechanisch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bewirkt, sondern wird elektrisch mit einer Hybridsteuereinrichtung 84, die später beschrieben wird, auf dieselbe Weise realisiert, wie derjenige, der in dem Ausrollmodus bewirkt wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 betreibt die Kraftmaschine 8 in einem optimalen Betriebsbereich mit einem hohen Wirkungsgrad, während sie die Antriebskräfte der Kraftmaschine 8 und des zweiten Elektromotors M2 bei optimalen Raten verteilt und eine Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 während seines Betriebs optimal verändert, um elektrische Leistung zu erzeugen, um dadurch den Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe gesteuert zu betreiben, um ein Drehzahlverhältnis γ0 zu steuern. Bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit V während des Fahrens des Fahrzeugs bei einer Gelegenheit wird beispielsweise eine Sollabgabe (eine angeforderte Abgabe) für das Fahrzeug auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, die beide Abgabeanforderungsvariablen des Fahrers darstellen, woraufhin eine angeforderte Gesamtsollabgabe auf der Grundlage der Sollabgabe des Fahrzeugs und eines Batterieladeanforderungswerts berechnet wird.
Nachfolgend wird eine Soll-Kraftmaschinenabgabe unter Berücksichtigung eines Verlusts der Leistungsübertragung, von Lasten von Hilfseinheiten, eines Unterstützungsdrehmoments des zweiten Elektromotors M2 und dergleichen berechnet, um die Gesamtsollabgabe zu erhalten. Dann steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die Kraftmaschine 8, während sie eine Rate von elektrischer Leistung steuert, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E und das Kraftmaschinendrehmoment T_E zu erhalten, so dass die Soll-Kraftmaschinenabgabe erhalten wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 führt derartige Steuerungen unter Berücksichtigung von beispielsweise der Schaltposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 im Hinblick auf die Erhöhung der dynamischen Leistungsfähigkeit und der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs aus. Während derartiger Hybridsteuerungen wird verursacht, dass der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe arbeitet, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E und die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die bestimmt werden, damit die Kraftmaschine 8 in dem Betriebsbereich bei einem hohen Wirkungsgrad arbeitet, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 übereinstimmen, die mit der Schaltposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt werden.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 bestimmt nämlich einen Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses yT des Getriebemechanismus 10, so dass verursacht wird, dass die Kraftmaschine 8 entlang einer Kurve mit optimalem Kraftstoffwirkungsgrad (eines Kraftstoffwirkungsgrad-Kennfelds und der Beziehungen) der Kraftmaschine 8 arbeitet, wie durch eine gepunktete Linie in 9 angegeben ist, die im Voraus und experimentell erhalten und vorab gespeichert wird. Das erzielt einen Kompromiss zwischen der Fahrleistung und dem Kraftstoffverbrauch während des Fahrens des Fahrzeugs in einem stufenlos variablen Schaltmodus in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das mit der Kraftmaschinendrehzahl N_E und dem Ausgangsdrehmoment (Kraftmaschinendrehmoment) T_E der Kraftmaschine 8 gebildet wird. Beispielsweise wird der Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses yT des Getriebemechanismus 10 bestimmt, um ein Kraftmaschinendrehmoment T_E und die Kraftmaschinendrehzahl N_E zu erhalten, um die Kraftmaschinenabgabe zu erzeugen, die zum Erfüllen von Sollabgaben angefordert wird (eine Gesamtsollabgabe und ein angefordertes Antriebsdrehmoment). Dann wird das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 unter Berücksichtigung der Schaltposition in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 gesteuert, um den relevanten Sollwert zu erhalten, um dadurch das Gesamtdrehzahlverhältnis yT innerhalb des stufenlos variablen Schaltbereichs zu steuern.
Dabei gestattet die Hybridsteuereinrichtung 84, dass elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, durch einen Wandler 54 zu einer Batterievorrichtung 56 und dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird. Somit wird ein Hauptanteil der Antriebsleistung der Kraftmaschine 8 mechanisch zu dem Leistungsübertragungselement 18 übertragen. Jedoch wird ein Teil der Antriebsleistung der Kraftmaschine 8 von dem ersten Elektromotor M1 zur Erzeugung von elektrischer Leistung verbraucht und in elektrische Energie umgewandelt. Die sich ergebende elektrische Energie wird durch den Wandler 54 in den zweiten Elektromotor M2 zugeführt, der folglich angetrieben wird. Daher wird ein Teil der Antriebsleistung durch den zweiten Elektromotor M2 auf das Leistungsübertragungselement 18 übertragen. Eine Ausstattung, die mit den Vorgängen verknüpft ist, die von dem Schritt der Erzeugung elektrischer Leistung beginnen, bis zu dem Schritt zur Verursachung, dass der zweite Elektromotor M2 die sich ergebende elektrische Energie verbraucht, bildet einen elektrischen Pfad, in dem der Teil der elektrischen Leistung der Kraftmaschine 8 in elektrische Energie umgewandelt wird, und die sich ergebende elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 gestattet, dass der Differentialabschnitt 11 eine elektrisch gesteuerte CVT-Funktion durchführt, um beispielsweise eine erste Elektromotordrehzahl N_M1 und/oder eine zweite Elektromotordrehzahl N_M2 zu steuern, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem nahezu konstanten Niveau zu erhalten, oder um die Drehzahl auf einem frei wählbaren Niveau ungeachtet der Tatsache zu steuern, dass das Fahrzeug sich in einem angehaltenen Zustand oder einem fahrenden Zustand befindet. Anders gesagt steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 und/oder die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 auf einem frei wählbaren Niveau, während sie die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem nahezu konstanten Niveau oder der frei wählbaren Drehzahl hält.
Wie aus dem in 3 gezeigten Liniendiagramm erkennbar ist, hebt beispielsweise, wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl N_E während des Fahrens des Fahrzeugs erhöht, die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 an, während sie die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 auf einem nahezu feststehenden Niveau hält, das mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verknüpft ist (dargestellt durch die Antriebsräder 34). Wenn zusätzlich die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem nahezu feststehenden Niveau während des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 gehalten wird, verändert die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 in einer Richtung, die entgegengesetzt zu derjenigen ist, in der die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 sich mit dem Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 verändert, während sie die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem nahezu feststehenden Niveau hält.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 verursacht, dass das Drosselstellglied 64 das elektronische Drosselventil 62 gesteuert öffnet oder schließt, um eine Drosselsteuerung durchzuführen. Zusätzlich weist die Hybridsteuereinrichtung 84 funktional eine Kraftmaschinenabgabe-Steuereinrichtung auf, die Befehle an eine Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 allein oder in Kombination abgibt. Das verursacht, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritz-Zeitabstimmung für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung steuert, während sie verursacht, dass eine Zündvorrichtung 68 eine Zündzeitabstimmung einer Zündvorrichtung 68, wie z.B. einer Zündeinrichtung oder Ähnlichem, für eine Zündzeitabstimmungssteuerung steuert. Beim Empfang derartiger Befehle führt die Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 eine Abgabesteuerung der Kraftmaschine 8 aus, um eine angeforderte Kraftmaschinenabgabe bereitzustellen.
Beispielsweise treibt die Hybridsteuereinrichtung 84 grundsätzlich das Drosselstellglied 60 als Reaktion auf die Beschleunigeröffnung Acc durch Bezugnahme auf die im Voraus gespeicherte Beziehung (nicht gezeigt) an. Die Drosselsteuerung wird so ausgeführt, dass die Drosselventilöffnung θ_TH umso größer wird, je größer die Beschleunigeröffnung Acc ist. Beim Empfang der Befehle von der Hybridsteuereinrichtung 84 gestattet ferner die Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58, dass das Drosselstellglied 64 das elektronische Drosselventil 62 für eine Drosselsteuerung gesteuert öffnet oder schließt, während sie die Zündzeitabstimmung der Zündvorrichtung 68, wie z.B. der Zündeinrichtung oder Ähnlichem, für eine Zündzeitabstimmungssteuerung steuert, um dadurch eine Kraftmaschinendrehmomentsteuerung auszuführen.
Ferner gestattet die Hybridsteuereinrichtung 84, dass der Differentialabschnitt 11 eine elektrisch gesteuerte CVT-Funktion (Differentialfunktion) durchführt, um den Motorantriebsmodus ungeachtet eines angehaltenen oder sich im Leerlauf befindenden Zustands der Kraftmaschine 8 zu bilden. Beispielsweise führt die Hybridsteuereinrichtung 84 den Motorantriebsmodus in einer Region mit relativ niedrigem Ausgangsdrehmoment T_OUT, insbesondere einer Region mit niedrigem Kraftmaschinendrehmoment aus, bei dem der Kraftmaschinenwirkungsgrad im Allgemeinen als niedriger als derjenige einer Region mit hohem Drehmoment betrachtet wird, oder einer Region mit relativ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, insbesondere einer Region mit niedriger Last.
Ferner steuert zum Zweck der Unterdrückung eines Schleppwiderstands der angehaltenen Kraftmaschine 8 zum Bewirken eines verbesserten Kraftstoffverbrauchs während des Motorantriebsmodus die Hybridsteuereinrichtung 84 eine erste Motordrehzahl N_M1 in einer negativen Drehzahl, um den ersten Elektromotor M1 in einem lastfreien Zustand für einen Leerlaufbetrieb anzuordnen. Das gestattet, dass der Differentialabschnitt 11 die elektrisch gesteuerte CVT-Funktion (Differentialfunktion) durchführt, um dadurch die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem Niveau von Null oder nahezu Null in Abhängigkeit des Bedarfs zu halten.
Auch wenn die Kraftmaschinenantriebs-Fahrregion vorliegt, gestattet die Hybridsteuereinrichtung 84, dass der erste Elektromotor M1 und/oder die Batterievorrichtung 56 elektrische Energie zu dem zweiten Elektromotor M2 unter Verwendung des vorstehend erwähnten elektrischen Pfads zuführt. Das treibt den zweiten Elektromotor M2 an, um ein Drehmoment auf die Antriebsräder 34 aufzubringen, wodurch es möglich wird, eine so genannte Drehmomentunterstützung zum Unterstützen der Antriebsleistung der Kraftmaschine 8 bereitzustellen.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 hält den ersten Elektromotor M1 in dem lastfreien Zustand betriebsfähig, so dass dieser sich in dem Leerlaufzustand frei dreht. Das macht es möglich zu verursachen, dass der Differentialabschnitt 11 eine Drehmomentübertragung unterbricht; insbesondere wird der Differentialabschnitt 11 außer Betrieb gesetzt, wobei keine Abgabe in demselben Zustand wie demjenigen bereitgestellt wird, in dem der Leistungsübertragungszustand in dem Differentialabschnitt 11 unterbrochen ist. Die Hybridsteuereinrichtung 84 versetzt nämlich den ersten Elektromotor M1 in den lastfreien Zustand, wodurch es möglich wird, den Differentialabschnitt 11 in eine neutrale Bedingung (einen neutralen Zustand) zu versetzen, in der der Leistungsübertragungspfad elektrisch getrennt ist.
Ferner hat die Hybridsteuereinrichtung 84 eine Funktion, mit der sie als Regenerationssteuereinrichtung dient, um die elektrische Energie in die Batterie 56 im Hinblick auf eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs während eines Freilaufzustands (eines Ausrollzustands) zu laden, wobei ein Beschleunigerpedal losgelassen ist, und während eines Bremszustands, in dem eine Fußbremse in Betrieb niedergedrückt wird. Die kinetische Energie des Fahrzeugs, nämlich eine umgekehrte Antriebskraft, die von den Antriebsrädern 38 zu der Kraftmaschine 8 zugeführt wird, treibt nämlich antriebsfähig den zweiten Elektromotor M2 an, der als elektrischer Leistungsgenerator zum Erzeugen solcher elektrischer Energie dient. Derartige elektrische Energie, insbesondere ein Leistungserzeugungsstrom des zweiten Motors, wird in die Batterie 56 über den Wandler 54 geladen. Diese regenerative Steuerung wird zum Erzielen eines Regenerationsbetrags ausgeführt, der auf der Grundlage des Ladezustands (SOC) und der Bremskraftverteilungsrate der Bremskraft bestimmt wird, die sich aus der Hydraulikbremse zum Erhalten der Bremskraft in Abhängigkeit der Auslenkung des Beschleunigerpedals beim Niederdrücken ergibt.
Wenn ferner eine Bestimmungseinrichtung 86 für manuelles Herunterschalten während eines Fahrzustands ohne Beschleunigung wie in dem Ausrollzustand oder dem Bremszustand eine Anforderung für ein manuelles Herunterschalten bestimmt, steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 den ersten und den zweiten Elektromotor M1 und M2 auf eine Weise, wie nachstehend beschrieben wird. Wenn nämlich die Bestimmung als Reaktion auf die Betätigung des Schalthebels 52 vorgenommen wird, der auf die Position „-“ angeordnet wird, die die Existenz der Anforderung für das manuelle Herunterschalten durch Bezugnahme auf den gegenwärtigen Bereich zu einem anderen Bereich darstellt, der um eine Schaltposition niedriger ist, steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 den ersten und den zweiten Elektromotor M1 und M2, um eine Verzögerung in Übereinstimmung mit dem Herunterschalten zu erzeugen.
9 ist ein Liniendiagramm zum Darstellen, wie der Differentialabschnitt 11 arbeitet, wenn der Schaltbereich manuell ausgewählt wird. Wenn beispielsweise der Schalthebel 52 von einem Bereich „6“ zu einem Bereich „5“ geschaltet wird, leitet die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten ein Herunterschalten von einer Schaltposition des 4. Gangs zu einer Schaltposition des 3. Gangs ein, während sie gleichzeitig die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 steuert, um die Beziehung aufrechtzuerhalten, die auf einer Linie des Bereichs „6“ aufgetragen ist, wie in 9 gezeigt ist. Das ergibt eine Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl N_E, um dadurch die Verzögerung (mit einer Kraftmaschinenbremskraft) entsprechend dem Bereich „5“ zu erzeugen.
Wenn der Schalthebel 52 manuell von dem Bereich „5“ zu dem Bereich „4“ geschaltet wird, gestattet die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten, dass die Schaltposition des 3. Gangs gehalten wird, während sie gleichzeitig die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 anhebt, um die Beziehung aufrechtzuerhalten, die auf einer Linie des Bereichs „4“ aufgetragen ist, die in 9 gezeigt ist. Das ergibt die Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl N_E. Das verursacht nämlich, dass der Differentialabschnitt 11 das Drehzahlverhältnis γ0 erhöht. Das hebt die Kraftmaschinendrehzahl N_E an, um dadurch eine Verzögerung (mit einer Kraftmaschinenbremskraft) entsprechend dem Bereich „4“ zu erzeugen.
Auch wenn der Schalthebel 52 manuell von dem Bereich „4“ zu dem Bereich „3“, von dem Bereich „3“ zu dem Bereich „2“ und von dem Bereich „2“ zu dem Bereich „1“ geschaltet wird, führt die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten in ähnlicher Weise die entsprechenden Betriebsweisen durch, um dadurch Verzögerungen in Abhängigkeit von einem Bereich zu erhalten, der manuell ausgewählt wird. Eine solche Steuerung stellt eine normale Steuerung dar, die für die Anforderung für das manuelle Herunterschalten eingeleitet wird, und die Hybridsteuereinrichtung 84 funktioniert als Verzögerungssteuereinrichtung für eine manuelle Herunterschaltanforderung.
Eine Bestimmungseinrichtung 88 für begrenztes Schalten bestimmt auf der Grundlage einer Fehlfunktion (einer Beschädigung oder eines Defekts), die in dem Linearsolenoidventil auftritt, das in dem Hydrauliksteuerschaltkreis 70 eingebaut ist, ob der Automatikschaltabschnitt 20, der zum Verwirklichen der Verzögerung beabsichtigt ist, die durch den Fahrer angefordert wird, in einem Zustand verbleibt oder nicht, der die Änderung der Schaltposition außer Kraft setzt. Zusätzlich bestimmt eine Bestimmungseinrichtung 90 für begrenztes Laden den Betrieb auf der Grundlage der Tatsache, ob der Ladezustand SOC eine vorbestimmte obere Grenze erreicht oder nicht, ob die Batterie 56 geladen werden kann oder nicht.
Wenn die Bestimmung gemacht wird, dass die Änderung der Schaltposition in dem außer Kraft gesetzten Zustand verbleibt und ein Herunterschalten für die Schaltposition des Automatikschaltabschnitts 20 eingeleitet wird, um die Verzögerung zu verwirklichen, die durch den Fahrer angefordert wird, arbeitet eine Bestimmungseinrichtung 92 einer übermäßigen Kraftmaschinenumdrehung, insbesondere einer Überdrehzahl, auf eine nachstehend beschriebene Weise. Die Bestimmungseinrichtung 92 der Kraftmaschinenüberdrehzahl bestimmt nämlich auf der Grundlage der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl N_E, ob die Kraftmaschine 8 einem Überdrehzahlzustand ausgesetzt wird oder nicht, der ein vorbestimmtes oberes Grenzniveau übersteigt, wie beispielsweise 6 000 U/min, in Anwesenheit einer Bestrebung, die Kraftmaschinendrehzahl N_E durch Anheben der Drehzahl des ersten Elektromotors M1 auf der Grundlage des Herunterschaltens zu erhöhen.
Wenn die Bestimmungseinrichtung 86 für manuelles Herunterschalten während eines Fahrzustands ohne Beschleunigung, wobei die Beschleunigeröffnung Acc oder die Drosselöffnung θ_TH zu Null gemacht sind, eine Anforderung für das manuelle Herunterschalten bestimmt, arbeitet eine Verzögerungssteuereinrichtung 94 für einschaltbegrenztes Schalten auf eine nachstehend beschriebene Weise. Bei der Anforderung für das manuelle Herunterschalten bestimmt nämlich die Bestimmungseinrichtung 88 für begrenztes Schalten, dass der Automatikschaltabschnitt 20 in dem Zustand bleibt, der die Änderung der Schaltposition außer Kraft setzt. Wenn jedoch die Bestimmungseinrichtung 90 für begrenztes Laden bestimmt, dass die Batterie 56 noch in einem Zustand bleibt, in dem das Laden möglich ist, arbeitet die Verzögerungssteuerungseinrichtung 94 für einschaltbegrenztes Schalten, um die durch den Fahrer angeforderte Verzögerung zu verwirklichen.
Genauer gesagt wird, um eine vorgegebene Rate einer Verzögerung zu verwirklichen, verursacht, dass der zweite Elektromotor M2 die Regeneration anstelle des Herunterschaltens in der Schaltposition des Automatikschaltabschnitts 20 einleitet. Gleichzeitig verursacht das Erhöhen der Drehzahl des ersten Elektromotors M1, dass sich die Kraftmaschinendrehzahl N_E erhöht, um dadurch die Verzögerung mit einer Rate entsprechend dem Bereich zu erzeugen, der manuell durch den Fahrer ausgewählt wird.
Wenn dagegen die Bestimmungseinrichtung 90 für begrenztes Laden bestimmt, dass die Batterie 56 noch in einem Zustand verbleibt, in dem das Laden außer Kraft gesetzt ist, arbeitet dann die Verzögerungssteuereinrichtung 94 für einschaltbegrenztes Schalten ausschließlich, um die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 auf ein höheres Niveau als dasjenige zu erhöhen, das erzielt wird, wenn die Batterie in einem Zustand verbleibt, in dem das Laden ermöglicht ist, was eine weitergehende Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl N_E verursacht. Das stellt sicher, dass die Verzögerung in Übereinstimmung mit dem Bereich erzeugt wird, der manuell durch den Fahrer ausgewählt wird.
Wenn ferner die Bestimmungseinrichtung 92 der Kraftmaschinenüberdrehzahl bestimmt, dass die Kraftmaschine 8 in einen Überdrehzahlzustand eintreten wird, arbeitet dann die Verzögerungssteuereinrichtung 94 für einschaltbegrenztes Schalten ausschließlich, um zu verursachen, dass der zweite Elektromotor M2 die Regeneration mit einer größeren Rate als derjenigen durchführt, die erzielt wird, wenn die Möglichkeit besteht, die Kraftmaschinendrehzahl zu erhöhen. Das stellt sicher, dass die Verzögerung mit einer Rate entsprechend dem Bereich erzeugt wird, der durch den Fahrer ausgewählt wird. Wenn nämlich der Automatikschaltabschnitt 20 in einem Zustand verbleibt, in dem die Änderung der Schaltposition außer Kraft gesetzt ist, wird die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 angehoben, um den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 abzuwandeln, um dadurch die Veränderung der Antriebskraft mit einer Rate entsprechend der Betätigung des Schalthebels 52 zu erhalten, der manuell durch den Fahrer geschaltet wird.
10 ist ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Basisablaufs von Steuerbetrieben, die durch die elektronische Steuereinheit 80 auszuführen sind. Es stellt einen Basisablauf von Verzögerungssteuerungsbetrieben für ein schaltbegrenztes Schalten dar, das während des Fahrzustands ohne Beschleunigung auszuführen ist, während die Beschleunigeröffnung Acc oder die Drosselöffnung θ_TH Null betragen. Diese Abfolge wird wiederholt in einem extrem kurzen Zeitzyklus von beispielsweise mehreren Millisekunden oder einem Vielfachen von zehn Millisekunden ausgeführt.
Zuerst bestimmt Schritt (im Folgenden wird der Ausdruck „Schritt“ weggelassen) S1 entsprechend der Bestimmungseinrichtung 86 für manuelles Herunterschalten die Anwesenheit/Abwesenheit einer Anforderung für ein manuelles Herunterschalten von dem gegenwärtigen Bereich zu einem anderen Bereich, der um eine Schaltposition niedriger ist, während des Auslaufzustands (Freilaufzustands), wobei das Beschleunigerpedal losgelassen ist. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage der Tatsache vorgenommen, dass der Schalthebel 52 auf die Position „-“ geschaltet wird. Wenn eine negative Bestimmung in S1 gemacht wird, wird dann die gegenwärtige Routine beendet.
Wenn eine positive Bestimmung in S1 gemacht wird, bestimmt dann S2 entsprechend der Bestimmungseinrichtung 88 für begrenztes Schalten, ob der Automatikschaltabschnitt 20 in dem Zustand bleibt oder nicht, in dem die Änderung der Schaltposition zum Verwirklichen der Verzögerung außer Kraft gesetzt ist, die durch den Fahrer angefordert wird. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage des Auftretens einer Fehlfunktion (einer Beschädigung oder eines Defekts) gemacht, die in dem Linearsolenoidventil SL verursacht wird, das in dem Hydrauliksteuerschaltkreis 70 eingebaut ist. Wenn die Bestimmung in S2 negativ ist, führt dann S3 entsprechend der Verzögerungssteuereinrichtung für eine manuelle Herunterschaltanforderung (die Hybridsteuereinrichtung 84) eine Verzögerungssteuerung für eine normale manuelle Herunterschaltanforderung aus. Insbesondere wird die Steuerung durchgeführt, um die Schaltposition des gestuft variablen Schaltabschnitts 22 umzuschalten, während sie die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 erhöht, um die Verzögerung mit einer Rate entsprechend dem Bereich zu erhalten, der durch den Fahrer manuell ausgewählt wird.
Wenn die Bestimmung in S2 positiv ist, bestimmt dann S4 entsprechend der Bestimmungseinrichtung 90 für begrenztes Laden auf der Grundlage des Ladezustands SOC, ob die Batterie noch in einem Zustand bleibt oder nicht, in dem das Laden möglich ist. Sie bestimmt nämlich, ob der zweite Elektromotor M2 noch elektrische Leistung erzeugen kann. Wenn die Bestimmung in S4 negativ ist, hebt dann SA5 entsprechend der Verzögerungssteuereinrichtung 94 für einschaltbegrenztes Schalten allein die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 auf ein Niveau an, das höher als dasjenige ist, in dem das Laden möglich ist, um dadurch eine weitergehende Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl N_E bereitzustellen, um die Verzögerung zu verwirklichen, die durch den Fahrer angefordert wird. Das stellt sicher, dass die Verzögerung mit einer Rate entsprechend dem Bereich erzeugt wird, der manuell durch den Fahrer ausgewählt wird.
Wenn jedoch die Bestimmung in S4 positiv ist, bestimmt dann S6 entsprechend der Bestimmungseinrichtung 92 der Kraftmaschinenüberdrehung, ob die Kraftmaschine 8 in den Überdrehungszustand eintreten wird oder nicht. Das wird in Anwesenheit der Bestrebung bestimmt, die Kraftmaschinendrehzahl N_E durch Anheben der Drehzahl des ersten Elektromotors M1 anstelle der Einleitung des Herunterschaltens für die Schaltposition in dem Automatikschaltabschnitt 20 zu erhöhen. Wenn die Bestimmung in S6 positiv ist, verwirklicht dann S7 entsprechend der Verzögerungssteuereinrichtung 94 für einschaltbegrenztes Schalten allein die Verzögerung, die durch den Fahrer angefordert wird. Daher wird verursacht, dass der zweite Elektromotor M2 die Regeneration mit einer höheren Rate als derjenigen durchführt, die erzielt wird, wenn die Kraftmaschinendrehzahl erhöht werden kann. Das stellt sicher, dass die Verzögerung mit einer Rate entsprechend dem Bereich sichergestellt wird, der manuell durch den Fahrer ausgewählt ist.
Wenn jedoch die Bestimmung in S6 negativ ist, verursacht dann S8 entsprechend der Verzögerungssteuereinrichtung 94 für einschaltbegrenztes Schalten, dass der zweite Elektromotor M2 die Regeneration anstelle der Einleitung des Herunterschaltens für die Schaltposition in dem Automatikschaltabschnitt 20 im Hinblick auf die Verwirklichung der Verzögerung durchführt, die durch den Fahrer angefordert wird. Gleichzeitig erhöht der erste Elektromotor M1 seine Drehzahl mit einer Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl N_E, um dadurch die Verzögerung mit einer Rate entsprechend dem Bereich zu erzeugen, der durch den Fahrer manuell ausgewählt wird.
Wenn nämlich der Automatikschaltabschnitt 20 in dem Zustand bleibt, in dem die Änderung der Schaltposition außer Kraft gesetzt ist, wird die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 angehoben, steigt nämlich die Kraftmaschinendrehzahl N_E an, oder führt der zweite Elektromotor M2 die Regeneration durch, um dadurch den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 abzuwandeln. Das macht es möglich, eine Veränderung der Antriebskraft in Abhängigkeit von der manuellen Schaltbetätigung des Schalthebels 52 zu erhalten, der durch den Fahrer betätigt wird.
Wie vorstehend angegeben ist, steuert die elektronische Steuervorrichtung 80 des Schaltmechanismus (der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung) 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11, wenn der Fahrer eine manuelle Schaltbetätigung unter Verwendung des Schalthebels 52 durchführt, wenn insbesondere ein Schaltbefehl auf den Automatikschaltabschnitt 20 aufgebracht wird, der in dem begrenzten Schaltzustand verbleibt. Das gestattet, dass eine Veränderung der Antriebskraft als Reaktion auf den Schaltbefehl auftritt, um dadurch geeignet das Auftreten einer Verschlechterung der Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs zu verhindern.
Ferner gibt die elektronische Steuervorrichtung 80 des Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Schaltbefehl als Reaktion auf die manuelle Schaltbetätigung des Schalthebels 52 ab, die durch den Fahrer bewirkt wird. Das gestattet, dass eine Veränderung der Antriebskraft synchron mit der Schaltbetätigung des Fahrers auftritt, um dadurch geeignet das Auftreten einer Verschlechterung der Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs zu verhindern.
Noch weitergehend steuert die elektronische Steuervorrichtung 80 des Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 beim Ändern der Anzahl der Umdrehungen der Kraftmaschine (der Brennkraftmaschine) 8. Somit ergibt die Änderung der Anzahl der Umdrehungen der Kraftmaschine 8 eine Veränderung der Antriebskraft als Reaktion auf den Schaltbefehl.
Darüber hinaus steuert die elektronische Steuervorrichtung 80 des Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 aufgrund der Änderung des Leistungserzeugungszustands des zweiten Elektromotors M2. Somit ergibt die Änderung des Rotationszustands des ersten Elektromotors M1 oder des Leistungserzeugungszustands des zweiten Elektromotors M2 eine Veränderung der Antriebskraft als Reaktion auf den Schaltbefehl.
Zusätzlich steuert die elektronische Steuervorrichtung 80 des Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Differentialzustand des Differentialabschnitts 11 durch Abwandeln der Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8 und durch Abwandeln des Leistungsübertragungszustands oder des Rotationszustands des zweiten Elektromotors M2 in Abhängigkeit von dem Ladezustand der Batterie 56. Dadurch ergeben das selektive Verändern der Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8 und Verändern des Leistungserzeugungszustands des zweiten Elektromotors M2 das Auftreten einer Veränderung der Antriebskraft als Reaktion auf den Schaltbefehl ungeachtet des Ladezustands der Batterie 56.
Ferner steuert die elektronische Steuervorrichtung 80 des Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 aufgrund des selektiven Abwandelns der Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8 und Abwandelns des Leistungsübertragungszustands des ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors M2 in Abhängigkeit von dem Zustand der Kraftmaschine 8. Daher ergeben das selektive Abwandeln der Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8 oder Abwandeln des Leistungserzeugungszustands des zweiten Elektromotors M2 das Auftreten einer Veränderung der Antriebskraft als Reaktion auf den Schaltbefehl ungeachtet des Leistungserzeugungszustands des zweiten Elektromotors M2.
Mit dem Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist der Automatikschaltabschnitt 20 ein mechanisches Getriebe auf, das ein Drehzahlverhältnis mit dem Verändern eines Leistungsübertragungspunkts des Drehmoments verändert. Daher gestattet die Betriebsweise des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 als stufenlos variables Getriebe durch die elektronische Steuervorrichtung 80, dass die Gesamtheit des Schaltmechanismus (der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung) 10 eine Antriebskraft hat, die sich stufenlos mit einem unendlich verändernden Drehzahlverhältnis verändert.
Die elektronische Steuervorrichtung 80 des Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hält den elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt 11 betriebsfähig, so dass dieser als stufenlos variables Getriebe dient, wenn der Betriebszustand des ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors M2 gesteuert wird. Somit wird ein Antriebsdrehmoment sanft verändert. Zusätzlich kann der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt 11 auch nicht nur eine Funktion zum Betrieb als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe haben, sondern ebenso eine Funktion zum Betrieb als gestuft variables Getriebe, wenn das Drehzahlverhältnis gestuft verändert wird.
Im vorstehend Angegebenen wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die verschiedenen Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den Zeichnungen gezeigt sind, die mit verschiedenartigen anderen Abwandlungen oder Alternativen ausgeführt werden kann. Obwohl das vorausgehende Ausführungsbeispiel vorstehend unter Bezugnahme auf den Herunterschaltvorgang beschrieben wurde, der durch die manuelle Betätigung eingeleitet wird, kann beispielsweise die vorliegende Erfindung auf ein Ausführungsbeispiel angewendet werden, bei dem ein Hochschaltvorgang durch eine manuelle Betätigung eingeleitet wird. Auch in einem solchen Ausführungsbeispiel kann das Fahrzeug eine sich verändernde Antriebskraft haben, auch wenn der Automatikschaltabschnitt 20 das Schalten in einem begrenzten Zustand ausführt.
Anstelle des zweiten Elektromotors M2, der direkt mit dem Übertragungselement 18 in den dargestellten Ausführungsbeispielen verbunden ist, kann der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungspfad, der sich von der Kraftmaschine 8 oder dem Übertragungselement 18 zu dem Antriebsrad 38 erstreckt, direkt oder indirekt über das Getriebe oder Ähnliches verbunden werden.
In dem vorstehend angegebenen dargestellten Ausführungsbeispiel kann, während der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) konfiguriert ist, so dass dieser als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe funktioniert, bei dem das Drehzahlverhältnis γ0 stufenlos von dem minimalen Wert γ0min zu dem maximalen Wert γ0max verändert wird, die vorliegende Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, bei dem das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 nicht stufenlos verändert wird, sondern gestuft unter Verwendung der Differentialfunktion verändert wird.
Mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 der dargestellten Ausführungsbeispiele ist der erste Träger CA1 mit der Kraftmaschine 8 verbunden; das erste Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden; und der erste Zahnkranz R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf eine derartige Verbindungsanordnung begrenzt und können die Kraftmaschine 8, der erste Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 ohne Probleme mit einem der drei Elemente CA1, S1 und R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 verbunden werden.
Obwohl das dargestellte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Kraftmaschine 8 beschrieben wurde, die direkt mit der Eingangswelle 14 verbunden ist, können dieser Bauteile auch betriebsfähig beispielsweise über Zahnräder, Riemen und dergleichen verbunden werden. Es besteht kein Bedarf, dass die Kraftmaschine 8 und die Eingangswelle 14 notwendigerweise auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Die Kraftmaschine 8 kann zusätzlich zu der Brennkraftmaschine eine Kraftmaschine mit externer Verbrennung oder eine andere Bauart eines Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus sein.
Ferner wurde das dargestellte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf den ersten Elektromotor M1 und den zweiten Elektromotor M2 dargestellt, wobei der erste Elektromotor M1 koaxial zu der Antriebsvorrichtungs-Eingangswelle 14 angeordnet ist und mit dem ersten Sonnenrad S1 verbunden ist, wobei der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist. Jedoch besteht kein Bedarf, dass diese Bauteile notwendigerweise in einer solchen Verbindungsanordnung angeordnet sind. Beispielweise kann der erste Elektromotor M1 mit dem ersten Sonnenrad S1 durch Zahnräder, einen Riemen oder Ähnliches verbunden werden, und kann der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden werden.
Anstelle des Automatikschaltabschnitts 20, der in den dargestellten Ausführungsbeispielen aus dem gestuft variablen Getriebe der Planetengetriebe-Bauart besteht, kann der Automatikschaltabschnitt 20 ein Getriebe mit konstantem Eingriff der Parallelwellen-Bauart, ein stufenlos variables Riemengetriebe oder Ähnliches sein. Zusammengefasst kann es jedes mechanische Getriebe sein, dessen Schaltverhältnis sich mit einer Änderung des Drehmomentübertragungspfads ändert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel können ferner die hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen, wie z.B. die erste und die zweite Kupplung C1, C2, Magnetkupplungen, wie z.B. Pulverkupplungen (Magnetpulverkupplungen), elektromagnetische Kupplungen und Klauenkupplungen, sowie elektromagnetische und mechanische Kopplungsvorrichtungen aufweisen. Beispielsweise wenn die elektromagnetischen Kupplungen eingesetzt werden, kann der Hydrauliksteuerschaltkreis 70 keine Ventilvorrichtung zum Umschalten der Hydraulikdurchgänge aufweisen und kann durch eine Umschaltvorrichtung oder eine elektromagnetisch betätigte Umschaltvorrichtung oder Ähnliches ersetzt werden, die betriebsfähig ist, um elektrische Befehlssignalschaltkreise für elektromagnetische Kupplungen umzuschalten.
Während das dargestellte Ausführungsbeispiel vorstehend unter Bezugnahme auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 beschrieben wurde, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe über das Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist, kann eine Gegenwelle parallel zu der Eingangswelle 14 vorgesehen werden, um zu gestatten, dass der Automatikgetriebeabschnitt 20 koaxial an einer Achse der Gegenwelle angeordnet ist. In diesem Fall können der Differentialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20 miteinander mit einer Leistungsübertragungsfähigkeit über einen Satz Übertragungselemente verbunden werden, die beispielsweise aus einem Gegenzahnradpaar, das als Leistungsübertragungselement 18 wirkt, einem Kettenrad und einer Kette aufgebaut sind.
Ferner kann der Leistungsverteilungsmechanismus 16 des dargestellten Ausführungsbeispiels beispielsweise einen Differentialgetriebesatz aufweisen, in dem ein Ritzel, das drehbar mit der Kraftmaschine angetrieben wird, und ein Paar Kegelräder, die in kämmendem Eingriff mit dem Ritzel gehalten sind, betriebsfähig mit dem ersten Elektromotor M1 und dem Leistungsübertragungselement 18 (dem zweiten Elektromotor M2) verbunden sind.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 des dargestellten Ausführungsbeispiels wurde vorstehend so beschrieben, dass er einen Satz aus Planetengetriebeeinheiten aufweist, wohingegen der Leistungsverteilungsmechanismus 16 zwei oder mehrere Sätze von Planetengetriebeeinheiten aufweisen kann, die so angeordnet sind, dass sie als Getriebe mit drei oder mehr Schaltpositionen in einem Nicht-Differentialzustand (feststehenden Schaltzustand) funktionieren. Zusätzlich ist die Planetengetriebeeinheit nicht auf die Einzelritzel-Bauart beschränkt, sondern kann eine Doppelritzel-Bauart sein.
Während die Schaltbetätigungsvorrichtung 50 des dargestellten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf den Schalthebel 52 beschrieben wurde, der betriebsfähig ist, um eine Vielzahl von Arten von Schaltpositionen P_SH auszuwählen, kann der Schalthebel 52 durch eine andere Bauart eines Schalters oder einer Vorrichtung ersetzt werden. Diese können beispielsweise Folgendes umfassen: einen Wählschalter, wie z.B. einen Druckknopfschalter oder einen Schiebeschalter, die verfügbar sind, um eine aus einer Vielzahl von Schaltpositionen P_SH auszuwählen; eine Vorrichtung, die betriebsfähig ist, um eine Vielzahl von Schaltpositionen P_SH als Reaktion auf nicht die Betätigung umzuschalten, die durch die Hand eingeleitet wird, sondern als Reaktion auf die Stimme eines Fahrers; und eine Vorrichtung, die betriebsfähig ist, um eine Vielzahl von Schaltpositionen P_SH als Reaktion auf die Betätigung umzuschalten, die durch den Fuß eingeleitet wird.
Während das dargestellte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf den Schaltbereich beschrieben wurde, der beim Betätigen des Schalthebels 52 auf die „M“-Position gebildet wird, können die Schaltpositionen eingerichtet werden, insbesondere maximale Gangschaltpositionen für entsprechende Schaltbereiche können als Schaltpositionen eingerichtet werden. In diesem Fall arbeitet der Automatikgetriebeabschnitt 20, um zu gestatten, dass die Schaltpositionen zum Ausführen der Schaltfunktion umgeschaltet werden. Wenn beispielsweise der Schalthebel 52 manuell auf eine Hochschaltposition „+“ oder eine Herunterschaltposition „-“ in der „M“-Position betätigt wird, arbeitet der Automatikschaltabschnitt 20, um zu gestatten, dass eine der Schaltposition des 1. Gangs bis zu der Schaltposition des 4. Gangs in Abhängigkeit der Betätigung des Schalthebels 52 eingerichtet wird.

Claims

Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung, wobei die Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung, (i) einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt (11), der einen Differentialzustand zwischen der Anzahl von Umdrehungen einer Eingangswelle, die mit einer eine Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine (8) verbunden ist, und der Anzahl von Umdrehungen einer Ausgangswelle steuert, die mit Antriebsrädern (38) verbunden ist, während ein Betriebszustand eines Elektromotors gesteuert wird, der mit einem Drehelement eines Differentialabschnitts verbunden ist, und (ii) einen Automatikgetriebeabschnitt (20) aufweist, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (80) betriebsfähig ist, den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts (11) in Anwesenheit eines Schaltbefehls, der in Erwiderung auf eine Schaltbetätigung eines Fahrers erzeugt wird, zu steuern, wenn der Automatikgetriebeabschnitt in einem Zustand, der eine Änderung einer Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts unterbindet, bleibt, um dadurch eine Veränderung einer Antriebskraft in Abhängigkeit des Schaltbefehls zu bewirken, und die Steuervorrichtung (80) in Abhängigkeit von einem Ladezustand einer Batterie (56) selektiv die Anzahl von Umdrehungen der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine (8) abwandelt oder einen Leistungserzeugungszustand des Elektromotors (M1, M2) abwandelt, um dadurch den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts (11) zu steuern.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (80) in Abhängigkeit von einem Zustand der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine selektiv die Anzahl von Umdrehungen der die Antriebskraft erzeugenden Kraftmaschine (8) abwandelt oder den Leistungserzeugungszustand des Elektromotors (M1, M2) abwandelt, um dadurch den Differentialzustand des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts (11) zu steuern.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Automatikgetriebeabschnitt (20) der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung ein mechanisches Getriebe umfasst, das ein Drehzahlverhältnis verändert, während ein Drehmomentübertragungspfad verändert wird.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt (11) der Fahrzeugleistungs-Übertragungsvorrichtung so arbeitet, dass dieser als stufenlos variables Getriebe dient, während ein Betriebszustand des Elektromotors (M1, M2) gesteuert wird.