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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE
ANMELDUNG
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Die
vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-141588 ,
die am 29. Mai 2007 eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin
insgesamt durch Bezugnahme enthalten ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Steuervorrichtung
für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungssystem und
insbesondere eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug-Leistungsübertragungssystem,
das einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt und einen
Getriebeabschnitt aufweist.
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2. Diskussion des Stands der
Technik
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Es
ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das (a) einen elektrisch gesteuerten
Differentialabschnitt, der einen Differentialmechanismus und einen
ersten Elektromotor aufweist, der mit einem Drehelement des Differentialmechanismus
verbunden ist, und der betriebsfähig ist, um einen Differentialzustand
zwischen Drehzahlen seiner Eingangswelle, die mit der Kraftmaschine
verbunden ist, und einer Drehzahl seiner Ausgangswelle durch Steuern
eines Betriebszustands des ersten Elektromotors zu steuern, und
(b) einen zweiten Elektromotor aufweist, der mit einem Leistungsübertragungspfad
zwischen dem elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt und einem
Antriebsrad eines Fahrzeugs verbunden ist.
JP-2000-197208A offenbart
ein Beispiel einer Steuervorrichtung für ein solches Hybridfahrzeug.
Diese Veröffentlichung offenbart Technologien zum Berechnen
einer geschätzten Betriebsdrehzahl der Kraftmaschine auf
der Grundlage einer erforderlichen Fahrzeugantriebskraft und einer
Kurve mit höchster Kraftstoffwirtschaftlichkeit, und zum
Bestimmen von Ausgangsdrehmomenten des ersten und des zweiten Elektromotors
gemäß der geschätzten Kraftmaschinendrehzahl.
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Bei
einem Herunterschaltvorgang des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts
wird beispielsweise die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors
gemäß der Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors
rückgeführt geregelt. Bei dem in der vorstehend
angegebenen Veröffentlichung offenbarten Hybridfahrzeug
wird jedoch die Rückführregelung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors ohne Berücksichtigung einer Änderung
der Drehzahl des zweiten Elektromotors in dem Prozess eines Herunterschaltvorgangs
des Getriebeabschnitts ausgeführt, so dass die rückgeführt
geregelte Drehzahl des ersten Elektromotors der Betriebsdrehzahl
des zweiten Elektromotors nicht mit einem guten Ansprechverhalten
folgen kann, was an einer raschen Änderung der Drehzahl
des zweiten Elektromotors in einer Trägheitsphase des Herunterschaltvorgangs
des Getriebeabschnitts liegt. Demgemäß kann eine
unnötige Änderung der Betriebsdrehzahl des ersten
Elektromotors in der Trägheitsphase des Herunterschaltvorgangs
des Getriebeabschnitts auftreten. Dieser Nachteil wurde in dem Stand
der Technik nicht berücksichtigt und muss so bald wie möglich
gelöst werden.
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Ein
Liniendiagramm von 14 gibt eine Änderung
der Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors M1 eines elektrisch
gesteuerten Differentialabschnitts von einem Punkt „a"
zu einem Punkt „b" aufgrund eines Herunterschaltvorgangs
des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und eine Änderung
der Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors (M1) von dem Punkt „b"
zu einem Punkt „c" aufgrund eines Herunterschaltvorgangs
eines Getriebeabschnitts (A/T) von einer vierten Schaltposition
zu einer dritten Schaltposition an, wobei der Herunterschaltvorgang
des Differentialabschnitts und der Herunterschaltvorgang des Getriebeabschnitts
gleichzeitig stattfinden. Da die Richtung der Drehzahländerung
des ersten Elektromotors (M1) von dem Punkt „a" zu dem
Punkt „b" und die Richtung der Drehzahländerung
von dem Punkt „b" zu dem Punkt „c" entgegengesetzt
zueinander sind, ergibt sich bei dem ersten Elektromotor eine unnötige Änderung
seiner Drehzahl, so dass ein Eingangsdrehmoment des Getriebeabschnitts
(A/T) sich verändert, was Anlass für eine beträchtlichen
Schaltstoß des Getriebeabschnitts gibt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen
Stand der Technik gemacht. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung,
eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungssystem
zu schaffen, das einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt
und einen Getriebeabschnitt aufweist, wobei die Steuervorrichtung
konfiguriert ist, um eine unnötige Änderung der Drehzahl
des ersten Elektromotors des Differentialabschnitts zum Reduzieren
des Schaltstoßes des Getriebeabschnitts zu reduzieren.
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Die
vorstehend angegebene Aufgabe kann gemäß einer
der folgenden Ausführungsformen der Erfindung gelöst
werden, von denen jede wie die beigefügten Ansprüche
nummeriert ist, und die von der anderen Ausführungsform
oder anderen Ausführungsformen abhängig sind,
wenn es geeignet ist, für ein einfacheres Verständnis
der technischen Merkmale, die in der vorliegenden Anmeldung offenbart sind,
und von Kombinationen dieser Merkmale.
- (1)
Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungssystem
mit (a) einem elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt, der
einen Differentialmechanismus und einen ersten Elektromotor hat,
der betriebsfähig mit einem Drehelement des Differentialmechanismus
verbunden ist, und der betreibbar ist, um einen Differentialzustand
zwischen einer Drehzahl seiner Eingangswelle, die mit einer Antriebsleistungsquelle
verbunden ist, und einer Drehzahl seiner Ausgangswelle durch Steuern
eines Betriebszustands des ersten Elektromotors zu steuern, (b)
einem Getriebeabschnitt, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads
zwischen dem elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt und einem
Antriebsrad eines Fahrzeugs bildet, und (c) einem zweiten Elektromotor,
der mit dem Leistungsübertragungspfad verbunden ist, wobei
die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: einen Abschnitt zur Unterbindung
einer Rückführregelung, der konfiguriert ist,
um eine Rückführregelung des ersten Elektromotors
gemäß einer Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors
bei gleichzeitigen Schaltvorgängen des elektrisch gesteuerten
Differentialabschnitts und des Getriebeabschnitts zu unterbinden.
Bei
der Steuervorrichtung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
(1) wird gemäß einem ersten Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung die Rückführregelung des
ersten Elektromotors gemäß der Betriebsdrehzahl
des zweiten Elektromotors während der gleichzeitigen Schaltvorgänge
des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und des Getriebeabschnitts
unterbunden, wodurch es möglich wird, eine unnötige Änderung
der Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors durch die Rückführregelung
zu verhindern, die aufgrund einer raschen Änderung der Betriebsdrehzahl
des zweiten Elektromotors in einer Trägheitsphase des Schaltvorgangs
des Getriebeabschnitts stattfinden würde. Somit ist die vorliegende
Steuervorrichtung konfiguriert, um eine Veränderung eines
Eingangswellendrehmoments des Getriebeabschnitts und einen Schaltstoß des
Getriebeabschnitts zu reduzieren.
- (2) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (1), ferner mit einem Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt,
der konfiguriert ist, um eine Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors
zu steuern, um einen Betrag einer Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors während der gleichzeitigen Schaltvorgänge
zu reduzieren, auf der Grundlage einer geschätzten Betriebsdrehzahl
des zweiten Elektromotors beim Abschluss des Schaltvorgangs des
Getriebeabschnitts und der geschätzten Betriebsdrehzahl
der Antriebsleistungsquelle beim Abschluss des Schaltvorgangs des
Getriebeabschnitts.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
(2) der Erfindung wird die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors
gesteuert, um den Betrag einer Änderung der Betriebsdrehzahl
während der Schaltvorgänge des Differentialabschnitts
und des Getriebeabschnitts zu reduzieren, wodurch es möglich
wird, die unnötige Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors effektiv zu reduzieren, so dass der Betrag
der Eingangsdrehmomentveränderung des Getriebeabschnitts
minimiert wird, um den Schaltstoß des Getriebeabschnitts
zu reduzieren.
- (3) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (2), wobei der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt
konfiguriert ist, um eine Weise zum Steuern des ersten Elektromotors
nach einem Eintritt einer Trägheitsphase des Schaltvorgangs
des Getriebeabschnitts zu ändern.
In der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform (3) dieser Erfindung, bei
der die Weise zum Steuern des ersten Elektromotors nach dem Eintritt
der Trägheitsphase des Schaltvorgangs des Getriebeabschnitts
geändert wird, kann die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors
auf die geschätzte Betriebsdrehzahl beim Abschluss des Schaltvorgangs
nach dem Eintritt oder der Einleitung der Trägheitsphase
des Schaltvorgangs gesteuert werden, während eine unnötige Änderung der
Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors verhindert wird.
- (4) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (2) oder (3), wobei der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt
konfiguriert ist, um die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors
auf einem vorbestimmten Wert zu halten, bis der Schaltvorgang des
Getriebeabschnitts in eine Trägheitsphase eingetreten ist, wenn
eine Richtung einer geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors während der vorstehend angegebenen,
gleichzeitigen Schaltvorgänge verschieden von einer Richtung
einer geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl
der Antriebsleistungsquelle während der gleichzeitigen
Schaltvorgänge ist.
In der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (4) wird die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors
auf dem vorbestimmten Wert gehalten, bis der Schaltvorgang des Getriebeabschnitts
in die Trägheitsphase eingetreten ist, wenn die Richtung
der geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors während der gleichzeitigen Schaltvorgänge
verschieden von der Richtung der geschätzten Änderung der
Betriebsdrehzahl der Antriebsleistungsquelle während der
gleichzeitigen Schaltvorgänge ist. Demgemäß kann
die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors sanft geändert
werden, während der Betrag einer Änderung von
einem Augenblick einer Einleitung der gleichzeitigen Schaltvorgänge
zu einem Augenblick des Abschlusses der gleichzeitigen Schaltvorgänge
minimiert wird, so dass der Schaltstoß des Getriebeabschnitts
reduziert werden kann.
- (5) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (2)–(4), wobei
der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt konfiguriert ist, um die Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors mit einer vorbestimmten Rate zu ändern,
bis der Schaltvorgang des Getriebeabschnitts in eine Trägheitsphase
eingetreten ist, wenn eine Richtung einer geschätzten Änderung der
Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors während der vorstehend
angegebenen gleichzeitigen Schaltvorgänge dieselbe wie
eine Richtung einer geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl der
Antriebsleistungsquelle während der gleichzeitigen Schaltvorgänge
ist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
(5) der vorliegenden Erfindung wird die Betriebsdrehzahl des ersten
Elektromotors mit einer vorbestimmten Rate geändert, bis
der Schaltvorgang des Getriebeabschnitts in die Trägheitsphase
eingetreten ist, wenn die Richtung der geschätzten Änderung
der Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors während der
gleichzeitigen Schaltvorgänge dieselbe wie die Richtung
der geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl
der Antriebsleistungsquelle während der gleichzeitigen Schaltvorgänge
ist. Demgemäß kann die Betriebsdrehzahl des ersten
Elektromotors sanft geändert werden, während der
Betrag einer Änderung von einem Augenblick einer Einleitung
der gleichzeitigen Schaltvorgänge zu einem Augenblick eines
Abschlusses der gleichzeitigen Schaltvorgänge minimiert
wird, so dass der Schaltstoß des Getriebeabschnitts reduziert
werden kann.
- (6) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (2)–(5), wobei
der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt konfiguriert ist, um die Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors gemäß der Betriebsdrehzahl des
zweiten Elektromotors zu ändern, nachdem der Schaltvorgang
des Getriebeabschnitts in eine Trägheitsphase eingetreten
ist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
(6) wird die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors gemäß der
Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors gesteuert, nachdem der Schaltvorgang
des Getriebeabschnitts in eine Trägheitsphase eingetreten
ist. Demgemäß kann die Betriebsdrehzahl des ersten
Elektromotors nach dem Eintritt der Trägheitsphase sanft
auf den geschätzten Wert beim Abschluss der gleichzeitigen
Schaltvorgänge geändert werden, so dass eine unnötige Änderung
der Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors reduziert wird, um den
Schaltstoß des Getriebeabschnitts zu reduzieren.
- (7) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (1)–(6), wobei
der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt als stufenlos variabler
Getriebemechanismus betreibbar ist, während der Betriebszustand des
ersten Elektromotors gesteuert wird.
In der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (7) der Erfindung, bei der der elektrisch
gesteuerte Differentialabschnitt als der stufenlos variable Getriebemechanismus
betreibbar ist, während der Betriebszustand des ersten
Elektromotors gesteuert wird, kann ein Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs
sanft geändert werden. Der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt
ist nicht nur als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe
betreibbar, dessen Drehzahlverhältnis stufenlos variabel
ist, sondern ebenso als gestuft variables Getriebe, dessen Drehzahlverhältnis
in Stufen variabel ist, so dass ein Gesamtdrehzahlverhältnis
des Fahrzeugleistungs-Übertragungssystems gestuft geändert
werden kann, um das Fahrzeugantriebsdrehmoment rasch zu ändern.
- (8) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (1)–(7), wobei
der Differentialmechanismus ein Planetengetriebesatz mit drei Drehelementen
ist, die aus einem Träger, der mit der Eingangswelle des
elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und der Antriebsleistungsquelle
verbunden ist, einem Sonnenrad, das mit dem ersten Elektromotor
verbunden ist, und einem Zahnkranz bestehen, der mit der Eingangswelle
des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts verbunden ist.
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (8) der vorliegenden
Erfindung kann der Differentialmechanismus, der aus dem einzigen
Planetengetriebesatz besteht, bezüglich seiner Konstruktion
vereinfacht werden, und kann die erforderliche axiale Abmessung
des Differentialmechanismus reduziert werden.
- (9) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (8), wobei der Planetengetriebesatz ein
Einzelritzel-Planetengetriebesatz ist.
In der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (9) kann der Differentialmechanismus, der aus
dem einzigen Einzelritzel-Planetengetriebesatz besteht, bezüglich
seiner Konstruktion vereinfacht werden, und kann die erforderliche
axiale Abmessung des Plantetengetriebesatzes reduziert werden.
- (10) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (1)–(9),
wobei das Fahrzeugleistungs-Übertragungssystem ein Gesamtdrehzahlverhältnis
hat, das durch ein Drehzahlverhältnis des Getriebeabschnitts
und ein Drehzahlverhältnis des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts
definiert wird.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
(10) kann die Fahrzeugantriebskraft über einen breiten
Bereich eines Drehzahlverhältnisses durch Ändern
des Drehzahlverhältnisses des Getriebeabschnitts ebenso
wie des Drehzahlverhältnisses des Differentialabschnitts
erhalten werden.
- (11) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (1)–(10),
wobei der Getriebeabschnitt ein mechanisches Automatikgetriebe ist.
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (11) wirkt
der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt, der als elektrisch
gesteuertes, stufenlos variables Getriebe funktioniert, mit dem mechanischen
Automatikgetriebe zusammen, um einen stufenlos variablen Getriebemechanismus zu
bilden, der betreibbar ist, um das Fahrzeugantriebsdrehmoment sanft
zu ändern. Wenn ein Drehzahlverhältnis des elektrisch
gesteuerten Differentialabschnitts so gesteuert wird, dass es konstant
gehalten wird, wirken der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt
und der Getriebeabschnitt zusammen, um einen gestuft variablen Getriebemechanismus
zu bilden, dessen Gesamtdrehzahlverhältnis in Stufen veränderlich
ist, was eine rasche Änderung des Fahrzeugantriebsdrehmoments
gestattet.
- (12) Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungssystem,
das (a) einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt, der
einen Differentialmechanismus und einen ersten Elektromotor hat,
der betriebsfähig mit einem Drehelement des Differentialmechanismus
verbunden ist, und der betreibbar ist, um einen Differentialzustand
zwischen einer Drehzahl seiner Eingangswelle, die mit einer Antriebsleistungsquelle
verbunden ist, und einer Drehzahl seiner Ausgangswelle durch Steuern
eines Betriebszustands des ersten Elektromotors zu steuern, (b)
einen Getriebeabschnitt, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads
zwischen dem elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt und einem
Antriebsrad eines Fahrzeugs bildet, und (c) einen zweiten Elektromotor
aufweist, der mit dem Leistungsübertragungspfad verbunden
ist, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: einen Abschnitt
zur Unterbindung einer Rückführregelung, der konfiguriert
ist, um eine Rückführregelung des ersten Elektromotors
gemäß einer Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors
zu unterbinden, wenn Schaltvorgänge des elektrisch gesteuerten
Differentialabschnitts und des Getriebeabschnitts, die eine Bewegung
eines Betriebspunkts der Antriebsleistungsquelle verursachen, stattfinden.
Bei
der Steuervorrichtung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
(12) wird gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung die Rückführregelung des
ersten Elektromotors gemäß der Betriebsdrehzahl
des zweiten Elektromotors während der Schaltvorgänge des
elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und des Getriebeabschnitts
unterbunden, die eine Bewegung des Betriebspunkts der Antriebsleistungsquelle
verursachen. Demgemäß macht es die Steuervorrichtung
möglich, eine unnötige Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors durch die Rückführregelung
zu verhindern, die aufgrund einer raschen Änderung der Betriebsdrehzahl
des zweiten Elektromotors während der Schaltvorgänge
stattfinden würde, die die Bewegung des Betriebspunkts
der Antriebsleistungsquelle verursachen. Somit ist die vorliegende
Steuervorrichtung konfiguriert, um eine Veränderung eines
Eingangswellendrehmoments des Getriebeabschnitts und einen Schaltstoß des Getriebeabschnitts
zu reduzieren.
- (13) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (12), ferner mit einem Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt,
der konfiguriert ist, um eine Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors
zu steuern, um einen Betrag einer Änderung einer Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors während der Schaltvorgänge
des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und des Getriebeabschnitts
auf der Grundlage einer geschätzten Betriebsdrehzahl des
zweiten Elektromotors beim Abschluss des Schaltvorgangs des Getriebeabschnitts
und einer geschätzten Betriebsdrehzahl der Antriebsleistungsquelle
beim Abschluss des Schaltvorgangs des Getriebeabschnitts zu reduzieren.
Die
vorstehend beschriebene Ausführungsform (13) hat denselben
Vorteil wie derjenige, der vorstehend mit Bezug auf die vorstehend
beschriebene Ausführungsform (2) beschrieben ist.
- (14) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (13), wobei der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt
konfiguriert ist, um eine Weise zum Steuern des ersten Elektromotors
nach einem Eintritt einer Trägheitsphase des Schaltvorgangs
des Getriebeabschnitts zu ändern.
Die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (14) hat denselben Vorteil wie derjenige,
der vorstehend unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (3) beschrieben ist.
- (15) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (13) oder (14), wobei der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt konfiguriert
ist, um die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors auf einem
vorbestimmten Wert zu halten, bis der Schaltvorgang des Getriebeabschnitts
in eine Trägheitsphase eingetreten ist, wenn eine Richtung
einer geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors während der Schaltvorgänge
des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und des Getriebeabschnitts
verschieden von einer Richtung einer geschätzten Änderung
der Betriebsdrehzahl der Antriebsleistungsquelle während
der Schaltvorgänge ist.
Die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (15) hat denselben Vorteil wie derjenige,
der vorstehend mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
(4) beschrieben ist.
- (16) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (13)–(15),
wobei der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt konfiguriert ist, um
die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors mit einer vorbestimmten Rate
zu ändern, bis der Schaltvorgang des Getriebeabschnitts
in eine Trägheitsphase eingetreten ist, wenn eine Richtung
einer geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors während der Schaltvorgänge
des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und des Getriebeabschnitts
dieselbe wie eine Richtung einer geschätzten Änderung
der Betriebsdrehzahl der Antriebsleistungsquelle während
der Schaltvorgänge ist.
Die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (16) hat denselben Vorteil wie derjenige,
der vorstehend unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (5) beschrieben ist.
- (17) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (13)–(16),
wobei der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt konfiguriert ist, um
die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors gemäß der
Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors zu steuern, nachdem der
Schaltvorgang des Getriebeabschnitts in eine Trägheitsphase
eingetreten ist.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform (17)
hat denselben Vorteil wie derjenige, der vorstehend unter Bezugnahme
auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform (6) beschrieben ist.
- (18) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (12)–(17),
wobei der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt als stufenlos
variabler Getriebemechanismus betreibbar ist, während der
Betriebszustand des ersten Elektromotors gesteuert wird.
Die
vorstehend beschriebene Ausführungsform (18) hat denselben
Vorteil wie derjenige, der vorstehend unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (7) beschrieben ist.
- (19) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (12)–(18),
wobei der Differentialmechanismus ein Planetengetriebesatz mit drei
Drehelementen ist, die aus einem Träger, der mit der Eingangswelle des
elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und der Antriebsleistungsquelle
verbunden ist, einem Sonnenrad, das mit dem ersten Elektromotor verbunden
ist, und einem Zahnkranz bestehen, der mit der Ausgangswelle des
elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts verbunden ist.
Die
vorstehend beschriebene Ausführungsform (19) hat denselben
Vorteil wie derjenige, der vorstehend unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (8) beschrieben ist.
- (20) Die Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform (19), wobei der Planetengetriebesatz ein
Einzelritzel-Planetengetriebesatz ist.
Die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (20) dieser Erfindung hat denselben Vorteil
wie derjenige, der vorstehend unter Bezugnahme auf die vorstehend
beschriebene Ausführungsform (9) beschrieben ist.
- (21) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (12)–(20),
wobei das Leistungsübertragungssystem ein Gesamtdrehzahlverhältnis
hat, das durch ein Drehzahlverhältnis des Getriebeabschnitts und
ein Drehzahlverhältnis des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts
definiert wird.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform (21)
hat denselben Vorteil wie derjenige, der vorstehend unter Bezugnahme
auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform (10) beschrieben ist.
- (22) Die Steuervorrichtung gemäß einer der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (12)–(21),
wobei der Getriebeabschnitt ein mechanisches Automatikgetriebe ist.
Die
vorstehend beschriebene Ausführungsform (22) hat denselben
Vorteil wie derjenige, der vorstehend unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebene
Ausführungsform (11) beschrieben ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile sowie
die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden durch
das Studium der folgenden genauen Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung
der beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
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1 eine
schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines Leistungsübertragungssystems
eines Hybridfahrzeugs zeigt, das durch eine Steuervorrichtung gesteuert
wird, die gemäß einem Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung konstruiert ist;
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2 eine
Tabelle ist, die Schaltvorgänge eines Automatikgetriebeabschnitts,
der in dem Leistungsübertragungssystem von 1 vorgesehen
ist, in Relation zu unterschiedlichen Kombinationen von Betriebszuständen
von hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen
angibt, um die entsprechenden Schaltvorgänge zu bewirken;
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3 ein
Liniendiagramm ist, das relative Drehzahlen von Drehelementen eines
elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts und des Automatikgetriebeabschnitts
des Leistungsübertragungssystems von 1 angibt;
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4 eine
Ansicht ist, die Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen
Steuervorrichtung angibt, die als die Steuervorrichtung gemäß dem
Ausführungsbeispiel dient, um das Leistungsübertragungssystem
von 1 zu steuern;
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5 ein
Schaltkreisdiagramm ist, das Hydraulikstellglieder, die in einer
Hydrauliksteuereinheit vorgesehen sind, um Kupplungen C und Bremsen
B, die in dem Automatikgetriebeabschnitt eingebaut sind, zu betätigen,
und Linearsolenoidventile zum Steuern der Hydraulikstellglieder
zeigt;
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6 eine
Ansicht ist, die ein Beispiel einer manuell betätigten
Schaltvorrichtung zeigt, die einen Schalthebel aufweist und betätigbar
ist, um eine aus einer Vielzahl von Schaltpositionen auszuwählen;
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7 ein
Funktionsblockdiagramm ist, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen
Steuervorrichtung von 4 darstellt;
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8 eine
Ansicht ist, die ein Beispiel eines gespeicherten Schaltgrenzlinien-Kennfelds,
das zum Bestimmen eines Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts
verwendet wird, und ein Beispiel eines gespeicherten Antriebsleistungsquellen-Umschaltgrenzlinien-Kennfelds
darstellt, das zum Umschalten eines Fahrzeugantriebsmodus zwischen
einem Kraftmaschinenantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus verwendet
wird, wobei das Schalt- und Umschaltgrenzlinien-Kennfeld in demselben zweidimensionalen
Koordinatensystem in Relation zueinander definiert sind;
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9 eine
Ansicht ist, die ein Beispiel eines Kraftstoffverbrauchs-Kennfelds
darstellt, das eine Kurve mit höchster Kraftstoffwirtschaftlichkeit
einer Kraftmaschine definiert (durch eine gestrichelte Linie angegeben);
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10 ein
Zeitdiagramm zum Erklären eines Beispiels von Leistungseinschalt-Herunterschaltvorgängen
des Differentialabschnitts und des Automatikgetriebeabschnitts ist,
die stattfinden, wenn ein Beschleunigerpedal niedergedrückt
wird;
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11 ein
Zeitdiagramm zum Erklären eines weiteren Beispiels der
Leistungseinschalt-Herunterschaltvorgänge des Differentialabschnitts
und des Automatikgetriebeabschnitts ist, die stattfinden, wenn das
Beschleunigerpedal niedergedrückt wird;
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12 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Steuerroutine darstellt, die durch
die elektronische Steuervorrichtung von 4 ausgeführt
wird, um eine unnötige Änderung der Betriebsdrehzahl
des ersten Elektromotors des Differentialabschnitts zu reduzieren,
um einen Schaltstoß des Automatikgetriebes zu reduzieren,
wenn die Herunterschaltvorgänge des Differentialabschnitts
und des Automatikgetriebeabschnitts gleichzeitig stattfinden; und
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13 ein
Liniendiagramm des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts
ist, das demjenigen von 3 entspricht.
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GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Unter
Bezugnahme auf die schematische Ansicht von 1 ist zunächst
ein Getriebemechanismus 10 gezeigt, der einen Teil eines
Leistungsübertragungssystems für ein Hybridfahrzeug
bildet, wobei das Leistungsübertragungssystem durch eine Steuervorrichtung gesteuert
wird, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung konstruiert ist. Wie in 1 gezeigt
ist, weist der Getriebemechanismus 10 Folgendes auf: ein
Eingangsdrehelement in der Form einer Eingangswelle 14;
einen stufenlos variablen Getriebeabschnitt in der Form eines Differentialabschnitts 11,
der mit der Eingangswelle 14 entweder direkt oder indirekt über
einen pulsationsabsorbierenden Dämpfer (eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung),
der nicht gezeigt ist, verbunden ist; einen Leistungsübertragungsabschnitt
in der Form eines hydraulischen Automatikgetriebeabschnitts 20,
der zwischen dem Differentialabschnitt 11 und Antriebsrädern 34 (in 7 gezeigt)
des Hybridfahrzeugs angeordnet ist, und der in Reihe über ein
Leistungsübertragungselement 18 (eine Leistungsübertragungswelle)
mit dem Differentialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34 verbunden
ist; und ein Ausgangsdrehelement in der Form einer Ausgangswelle 22,
die mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden ist.
Die Eingangswelle 12, der Differentialabschnitt 11,
der Automatikgetriebeabschnitt 20 und die Ausgangswelle 22 sind
koaxial an einer gemeinsamen Achse in einem Getriebegehäuse 12 (im
Folgenden einfach als „Gehäuse 12" bezeichnet),
das als stationäres Element dient, das an einer Karosserie
des Fahrzeugs angebracht ist, angeordnet und sind in Reihe miteinander
verbunden. Dieser Getriebemechanismus 10 wird geeignet für
ein FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit vorne eingebauter Kraftmaschine und
Hinterradantrieb) verwendet und ist zwischen einer Antriebsleistungsquelle
in der Form einer Brennkraftmaschine 8 und dem Paar Antriebsrädern 34 angeordnet,
um eine Fahrzeugantriebskraft von der Kraftmaschine 8 zu
dem Paar Antriebsrädern 34 durch eine Differentialgetriebevorrichtung 32 (ein
Enddrehzahl-Reduktionsgetriebe) und ein Paar Antriebsachsen zu übertragen,
wie in 7 gezeigt ist. Die Kraftmaschine 8 kann
eine Benzinkraftmaschine oder eine Dieselkraftmaschine sein und
funktioniert als Fahrzeugantriebsleistungsquelle, die direkt mit
der Eingangswelle 14 oder indirekt über einen
pulsationsabsorbierenden Dämpfer verbunden ist. Es ist
ersichtlich, dass die Kraftmaschine 8 als Antriebsleistungsquelle
des Antriebssystems funktioniert, während der Getriebemechanismus 10 als
das Leistungsübertragungssystem funktioniert, das durch
die Steuervorrichtung gemäß dem Prinzip dieser
Erfindung gesteuert wird.
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Bei
dem vorliegenden Getriebemechanismus 10, der konstruiert
ist, wie vorstehend beschrieben ist, sind die Kraftmaschine 8 und
der Differentialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden.
Diese direkte Verbindung bedeutet, dass die Kraftmaschine 8 und
der Getriebeabschnitt 11 miteinander ohne eine fluidbetriebene
Leistungsübertragungsvorrichtung, wie z. B. einen Drehmomentwandler
oder eine Fluidkupplung, verbunden sind, die dazwischen angeordnet
ist, aber sie können miteinander durch den pulsationsabsorbierenden
Dämpfer verbunden werden, wie vorstehend beschrieben ist.
Es ist anzumerken, dass die 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 Erfindung, die nachstehend beschrieben werden.
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Der
Differentialabschnitt 11 ist mit Folgendem versehen: einem
ersten Elektromotor M1; einem Leistungsverteilungsmechanismus 16,
der als Differentialmechanismus funktioniert, der betreibbar ist, um
eine Abgabe der Kraftmaschine 8, die von der Eingangswelle 14 empfangen
wird, mechanisch auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 zu verteilen;
und einem zweiten Elektromotor M2, der betriebsfähig mit
dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden
ist und mit diesem gedreht wird. Jeder des ersten und zweiten Elektromotors
M1 und M2, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendet werden, ist ein so genannter Motorgenerator mit einer
Funktion eines Elektromotors und einer Funktion eines elektrischen Generators.
Jedoch sollte der erste Elektromotor M1 zumindest als elektrischer
Generator funktionieren, der betreibbar ist, um eine elektrische
Energie und eine Reaktionskraft zu erzeugen, während der
zweite Elektromotor M2 zumindest als Antriebsleistungsquelle funktionieren
sollte, die betreibbar ist, um eine Fahrzeugantriebskraft zu erzeugen.
Es ist ersichtlich, dass der Differentialabschnitt 11 als
ein elektrisch gesteuerter Differentialabschnitt funktioniert.
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Der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 weist als Hauptbestandteil
einen ersten Planetengetriebesatz 24 einer Einzelritzel-Bauweise
mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von
beispielsweise ungefähr 0,418 auf. Der erste Planetengetriebesatz 24 hat Drehelemente,
die aus Folgendem bestehen: einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten
Planetenrad P1; einem ersten Träger CA1, der das erste
Planetenrad P1 so stützt, dass das erste Planetenrad P1
um seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehbar
ist; und einem ersten Zahnkranz R1, der mit dem ersten Sonnenrad
S1 durch das erste Planetenrad P1 kämmend eingreift. Wenn
die Anzahlen der Zähne des ersten Sonnenrads S1 und des
ersten Zahnkranzes R1 durch ZS1 bzw. ZR1 dargestellt werden, wird
das vorstehend angegebene Übersetzungsverhältnis ρ1
durch ZS1/ZR1 dargestellt.
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Bei
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Träger
CA1 mit der Eingangswelle 14, nämlich mit der Kraftmaschine 8 verbunden,
und ist das erste Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden,
während der erste Zahnkranz R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der aufgebaut ist,
wie vorstehend beschrieben ist, wird in einem Differentialzustand
betrieben, in dem drei Elemente des ersten Planetengetriebesatzes 24,
die aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und
dem ersten Zahnkranz R1 bestehen, relativ zueinander drehbar sind,
um eine Differentialfunktion durchzuführen. In dem Differentialzustand
wird die Abgabe der Kraftmaschine 8 auf den ersten Elektromotor
M1 und das Leistungsübertragungselement 18 verteilt,
wodurch ein Teil der Abgabe der Kraftmaschine 8 verwendet
wird, um den ersten Elektromotor M1 anzutreiben, um elektrische
Energie zu erzeugen, die gespeichert wird oder zum Antreiben des
zweiten Elektromotors M2 verwendet wird. Der Differentialabschnitt 11 (der
Leistungsverteilungsmechanismus 16) funktioniert nämlich
als eine elektrische Differentialvorrichtung, die in einem stufenlos
variablen Schaltzustand (elektrisch gebildeten CVT-Zustand) betreibbar
ist, in dem die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 ungeachtet
der Drehzahl der Kraftmaschine 8 stufenlos variabel ist,
nämlich in dem Differentialzustand angeordnet, in dem ein Drehzahlverhältnis γ0
(Drehzahl NIN der Eingangswelle 14/Drehzahl
N18 des Leistungsübertragungselements 18)
des Differentialabschnitts 11 stufenlos von einem minimalen
Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max geändert
wird, nämlich in dem stufenlos variablen Schaltzustand,
in dem der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes,
stufenlos variables Getriebe funktioniert, dessen Drehzahlverhältnis γ0
stufenlos variabel von dem minimalen Wert γ0min zu dem
maximalen Wert γ0max ist. Somit funktioniert der Differentialabschnitt 11 als
ein stufenlos variabler Getriebemechanismus, bei dem ein Differentialzustand
zwischen der Drehzahl der Eingangswelle 14 und der Drehzahl
des Leistungsübertragungselements 18, das als
Ausgangswelle des Differentialabschnitts 11 funktioniert,
durch Steuern der Betriebszustände des ersten Elektromotors
M1, des zweiten Elektromotors M2 und der Kraftmaschine 8 gesteuert
wird, die betriebsfähig mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 verbunden
sind. Es ist ersichtlich, dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als
Differentialmechanismus funktioniert, während das Leistungsübertragungselement 18 als
Ausgangswelle des Differentialmechanismus funktioniert.
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Der
Automatikgetriebeabschnitt 20 ist ein gestuft variables
Automatikgetriebe, das einen Teil eines Leistungsübertragungspfads
zwischen dem Differentialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34 bildet.
Der Automatikgetriebeabschnitt 20 weist einen zweiten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 26,
einen dritten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 28 und
einen vierten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 30 auf. Somit
ist der Automatikgetriebeabschnitt 20 ein Mehrstufengetriebe
der Planetengetriebebauart. Der zweite Planetengetriebesatz 26 hat
Folgendes: ein zweites Sonnenrad S2; ein zweites Planetenrad P2; einen
zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 so stützt,
dass das zweite Planetenrad P2 um seine Achse und um die Achse des
zweiten Sonnenrads S2 drehbar ist; und einen zweiten Zahnkranz R2,
der mit dem zweiten Sonnenrad S2 durch das zweite Planetenrad P2
kämmend eingreift. Beispielsweise hat der zweite Planetengetriebesatz 26 ein Übersetzungsverhältnis ρ2
von ungefähr 0,562. Der dritte Planetengetriebesatz 28 hat
Folgendes: ein drittes Sonnenrad S3; ein drittes Planetenrad P3;
einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 so
stützt, dass das dritte Planetenrad P3 um seine Achse und
um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehbar ist; und einen dritten
Zahnkranz R3, der mit dem dritten Sonnenrad S3 durch das dritte
Planetenrad P3 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der dritte
Planetengetriebesatz 28 ein Übersetzungsverhältnis ρ3
von ungefähr 0,425. Der vierte Planetengetriebesatz 30 hat
Folgendes: ein viertes Sonnenrad S4; ein viertes Planetenrad P4;
einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenrad P4
so stützt, dass das vierte Planetenrad P4 um seine Achse
und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehbar ist; und einen
vierten Zahnkranz R4, der mit dem vierten Sonnenrad S4 durch das
vierte Planetenrad P4 kämmend eingreift. Beispielsweise
hat der vierte Planetengetriebesatz 30 ein Übersetzungsverhältnis ρ4 von
ungefähr 0,421. Wenn die Anzahlen der Zähne des
zweiten Sonnenrads S2, des zweiten Zahnkranzes R2, des dritten Sonnenrads
S3, des dritten Zahnkranzes R3, des vierten Sonnenrads S4 und des
vierten Zahnkranzes R4 durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 dargestellt
werden, werden die vorstehend angegebenen Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3
und ρ4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
Es ist ersichtlich, dass der Automatikgetriebeabschnitt 20 als
gestuft variabler Getriebeabschnitt funktioniert. Es ist ersichtlich,
dass der Automatikgetriebeabschnitt 20 als Getriebeabschnitt
funktioniert, der einen Teil des Leistungsübertragungspfads
zwischen dem Differentialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34 bildet.
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Bei
dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad
S2 und das dritte Sonnenrad S3 integral miteinander als eine Einheit
fixiert, die selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch
eine zweite Kupplung C2 verbunden wird und selektiv mit dem Gehäuse 12 durch
eine erste Bremse B1 fixiert wird. Der zweite Träger CA2
wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine zweite
Bremse B2 fixiert und der vierte Zahnkranz R4 wird selektiv mit dem
Gehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 fixiert. Der
zweite Zahnkranz R2, der dritte Träger CA3 und der vierte
Träger CA4 sind integral miteinander fixiert und mit der
Ausgangswelle 22 fixiert. Der dritte Zahnkranz R3 und das
vierte Sonnenrad S4 sind integral miteinander fixiert und werden
selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch
eine erste Kupplung C1 verbunden.
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Somit
sind der Automatikgetriebeabschnitt 20 und der Differentialabschnitt 11 (das
Leistungsübertragungselement 18) selektiv miteinander
durch eine der ersten oder zweiten Kupplung C1, C2 verbunden, die
zum Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen
sind. Anders gesagt funktionieren die erste und zweite Kupplung
C1, C2 als Kopplungsvorrichtungen, die betreibbar sind, um einen
Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsverteilungselement 18 und
dem Automatikgetriebeabschnitt 20 (Leistungsübertragungspfad
zwischen dem Differentialabschnitt 11 oder Leistungsübertragungselement 18 und
Antriebsrädern 34) in einen ausgewählten
Zustand eines Leistungsübertragungszustands, in dem eine
Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden
kann, oder einen Leistungsabschaltzustand (Zustand ohne Leistungsübertragung)
umzuschalten, in dem die Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad
nicht übertragen werden kann. Wenn zumindest eine der ersten
und zweiten Kupplungen C1 und C2 in den eingerückten Zustand versetzt
wird, wird der Leistungsübertragungspfad in den Leistungsübertragungszustand
versetzt. Wenn sowohl die erste als auch die zweite Kupplung C1,
C2 in den ausgerückten Zustand versetzt werden, wird der
Leistungsübertragungspfad in den Leistungsabschaltzustand versetzt.
Es ist ersichtlich, dass die erste und die zweite Kupplung C1, C2
als Umschaltabschnitt funktionieren, der betreibbar ist, um den Leistungsübertragungspfad
zwischen dem Differentialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34 zwischen dem
Leistungsübertragungszustand und dem Leistungsabschaltzustand
umzuschalten.
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Der
Automatikgetriebeabschnitt 20 ist betreibbar, um einen
so genannten „Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang" durchzuführen,
um eine Ausgewählte seiner Betriebspositionen (Schaltpositionen) durch
einen Einrückvorgang von einer der Kopplungsvorrichtungen
und einen Ausrückvorgang einer anderen Kopplungsvorrichtung
zu erzielen. Die vorstehend angegebenen Betriebspositionen haben
entsprechende Drehzahlverhältnisse γ (Drehzahl
N18 des Leistungsübertragungselements 18/Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22), die sich
als geometrische Reihen ändern. Wie in der Tabelle von 2 angegeben
ist, wird die erste Schaltposition mit dem höchsten Drehzahlverhältnis γ1
von beispielsweise ungefähr 3,357 durch Einrückvorgänge
der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 erzielt, und wird
die zweite Schaltposition mit dem Drehzahlverhältnis γ2
von beispielsweise ungefähr 2,180, das niedriger als das
Drehzahlverhältnis γ1 ist, durch Einrückvorgänge
der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 gebildet. Ferner
wird die dritte Schaltposition mit dem Drehzahlverhältnis γ3
von beispielsweise 1,424, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ2
ist, durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung
C1 und der ersten Bremse B1 gebildet, und wird die vierte Schaltposition
mit dem Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise
ungefähr 1,000, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ3
ist, durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung
C1 und der zweiten Kupplung C2 gebildet. Die Rückwärtsschaltposition mit
dem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise ungefähr
3,209, die zwischen den Drehzahlverhältnissen γ1
und γ2 liegt, wird durch Einrückvorgänge der
zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 gebildet, und die
neutrale Position N wird gebildet, wenn die erste Kupplung C1, die
zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die
dritte Bremse B3 allesamt in den ausgerückten Zustand versetzt
sind.
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Die
vorstehend genannte erste Kupplung C1, zweite Kupplung C2, erste
Bremse B1, zweite Bremse B2 und dritte Bremse B3 (im Folgenden kollektiv
als Kupplungen C und Bremsen B bezeichnet, es sei denn, es ist anders
angegeben) sind hydraulisch betätigte Reibungskopplungsvorrichtungen,
die bei einem herkömmlichen Fahrzeugautomatikgetriebe verwendet
werden. Jede dieser Reibungskopplungsvorrichtungen wird durch eine
Mehrscheibenkupplung der Nassbauart mit einer Vielzahl von Reibungsplatten
gebildet, die gegeneinander durch ein Hydraulikstellglied getrieben
werden, oder durch eine Bandbremse mit einer Drehtrommel und einem
Band oder zwei Bändern, die um die äußere
Umfangsfläche der Drehtrommel gewunden sind und die durch ein
Hydraulikstellglied an einem Ende festgezogen werden. Jede der Kupplungen
C1, C2 und der Bremsen B1–B3 wird selektiv zum Verbinden
von zwei Elementen eingerückt, zwischen denen die entsprechende
Kupplung oder Bremse zwischengesetzt ist.
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Bei
dem Getriebemechanismus 10, der aufgebaut ist, wie vorstehend
beschrieben ist, wirken der Differentialabschnitt 11, der
als das stufenlos variable Getriebe funktioniert, und der Automatikgetriebeabschnitt 20 miteinander
zusammen, um ein stufenlos variables Getriebe zu bilden, dessen
Drehzahlverhältnis stufenlos variabel ist. Während
der Differentialabschnitt 11 gesteuert wird, um sein Drehzahlverhältnis
konstant zu halten, wirken der Differentialabschnitt 11 und
der Automatikgetriebeabschnitt 20 zusammen, um ein gestuft
variables Getriebe zu bilden, dessen Drehzahlverhältnis
in Stufen variabel ist.
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Wenn
der Differentialabschnitt 11 als das stufenlos variable
Getriebe funktioniert, während der Automatikgetriebeabschnitt 20,
der in Reihe mit dem Differentialabschnitt 11 verbunden
ist, als das gestuft variable Getriebe funktioniert, wird die Drehzahl
der Drehbewegung, die auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen
wird, der in einer Ausgewählten der Schaltpositionen M
angeordnet ist (im Folgenden als „Eingangsdrehzahl des
Automatikgetriebeabschnitts 20" bezeichnet), nämlich
die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 (im
Folgenden als „Übertragungselementdrehzahl N18" bezeichnet) stufenlos geändert,
so dass das Drehzahlverhältnis des Hybridfahrzeug-Antriebssystems,
wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 in der ausgewählten Schaltposition
M angeordnet ist, stufenlos variabel über einen vorbestimmten
Bereich ist. Demgemäß ist ein Gesamtdrehzahlverhältnis γT
des Getriebemechanismus 10 (Drehzahl NIN der
Eingangswelle 14/Drehzahl NOUT der
Ausgangswelle 22) stufenlos variabel. Somit ist der Getriebemechanismus 10 im Ganzen
als stufenlos variables Getriebe betreibbar. Das Gesamtdrehzahlverhältnis γT
wird durch das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 und
das Drehzahlverhältnis γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt.
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Beispielsweise
ist die Übertragungselementdrehzahl N18 stufenlos
variabel über den vorbestimmten Bereich, wenn der Differentialabschnitt 11 als
das stufenlos variable Getriebe funktioniert, während der Automatikgetriebeabschnitt 20 in
eine Ausgewählte der ersten bis vierten Schaltpositionen
und der Rückwärtsschaltposition angeordnet ist,
wie in der Tabelle von 2 angegeben ist. Demgemäß ist
das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 über
die angrenzenden Schaltpositionen stufenlos variabel.
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Wenn
das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 konstant
gehalten wird, während die Kupplungen C und Bremsen B selektiv
eingerückt werden, um die Ausgewählte der ersten
bis vierten Schaltpositionen und der Rückwärtsschaltposition
zu bilden, ist das Gesamtdrehzahlverhältnis γT
des Getriebemechanismus 10 in Stufen als geometrische Reihe
variabel. Somit ist der Getriebemechanismus 10 wie ein
gestuft variables Getriebe betreibbar.
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Wenn
das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 beispielsweise
konstant auf 1 gehalten wird, ändert sich das Gesamtdrehzahlverhältnis γT
des Getriebemechanismus 10, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 von
einer der ersten bis vierten Schaltpositionen und der Rückwärtsschaltposition
zu einer anderen geschaltet wird, wie in der Tabelle von 2 gezeigt
ist. Wenn das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 konstant
auf einem Wert von weniger als 1 gehalten wird, beispielsweise auf
ungefähr 0,7, während der Automatikgetriebeabschnitt 20 in
der vierten Schaltposition angeordnet ist, wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT
des Getriebemechanismus 10 auf ungefähr 0,7 gesteuert.
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Das
Liniendiagramm von 3 gibt durch Geraden eine Beziehung
zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in den entsprechenden Schaltpositionen
des Getriebemechanismus 10 an, der durch den Differentialabschnitt 11 und
den Automatikgetriebeabschnitt 20 gebildet wird. Die unterschiedlichen Schaltpositionen
entsprechen den entsprechenden unterschiedlichen Zuständen
der Verbindung der Drehelemente. Das Liniendiagramm von 3 ist ein
rechtwinkliges zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetengetriebesätze 24, 26, 28, 30 entlang
der horizontalen Achse aufgetragen sind, während die relativen
Drehzahlen der Drehelemente entlang der vertikalen Achse aufgetragen
sind. Die horizontale Linie X1 gibt die Drehzahl von 0 an, während
die horizontale Linie X2 die Drehzahl von 1,0, nämlich
eine Betriebsdrehzahl NE der Kraftmaschine 8 angibt,
die mit der Eingangswelle 14 verbunden ist. Die horizontale Linie
XG gibt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
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Drei
vertikale Linien Y1, Y2 und Y3 entsprechend dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 des
Differentialabschnitts 11 stellen entsprechend die relativen
Drehzahlen eines zweiten Drehelements (eines zweiten Elements) RE2
in der Form des ersten Sonnenrads S1, eines ersten Drehelements (eines
ersten Elements) RE1 in der Form des ersten Trägers CA1,
und eines dritten Drehelements (eines dritten Elements) RE3 in der
Form des ersten Zahnkranzes R1 dar. Die Abstände zwischen
den Angrenzenden der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden durch
das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten
Planetengetriebesatzes 24 bestimmt. Der Abstand zwischen
den vertikalen Linien Y1 und Y2 entspricht nämlich „1",
während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und
Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ1 entspricht.
Ferner stellen fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und
Y8 entsprechend dem Getriebeabschnitt 20 entsprechend die
relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (eines vierten Elements) RE4
in der Form des zweiten und dritten Sonnenrads S2, S3, die integral
miteinander fixiert sind, eines fünften Drehelements (eines
fünften Elements) RE5 in der Form des zweiten Trägers
CA2, eines sechsten Drehelements (eines sechsten Elements) RE6 in
der Form des vierten Zahnkranzes R4, eines siebten Drehelements
(eines siebten Elements) RE7 in der Form des zweiten Zahnkranzes
R2 und des dritten und vierten Trägers CA3, CA4, die integral
miteinander fixiert sind, und eines achten Drehelements (eines achten
Elements) RE8 in der Form des dritten Zahnkranzes R3 und des vierten
Sonnenrads S4 dar, die integral miteinander fixiert sind. Die Abstände zwischen
den Angrenzenden der vertikalen Linien werden durch die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4
des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 bestimmt.
In der Beziehung zwischen den vertikalen Linien des Liniendiagramms entspricht
der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger jedes
Planetengetriebesatzes „1", während die Abstände
zwischen dem Träger und dem Zahnkranz jedes Planetengetriebesatzes
dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
Bei dem Differentialabschnitt 11 entspricht der Abstand
zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 „1", während
der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 entspricht der Abstand zwischen
dem Sonnenrad und dem Träger von jedem des zweiten, dritten
und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 „1",
während der Abstand zwischen dem Träger und dem
Zahnkranz jedes Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
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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 integral
mit der Eingangswelle 14 (der Kraftmaschine 8)
fixiert ist, und das zweite Drehelement RE2 mit dem ersten Elektromotor
M1 fixiert ist, während das dritte Drehelement RE3 (der erste
Zahnkranz R1) mit dem Leistungsübertragungselement 18 und
dem zweiten Elektromotor M2 fixiert ist, so dass eine Drehbewegung
der Eingangswelle 14 auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 durch
das Leistungsübertragungselement 18 übertragen
(in diesen eingeleitet) wird. 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.
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In
dem Differentialzustand des Differentialabschnitts 11,
in dem das erste bis dritte Drehelement RE1–RE3 relativ
zueinander drehbar sind, wird beispielsweise die Drehzahl des ersten
Sonnenrads S1, nämlich die Drehzahl des ersten Elektromotors M1,
die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen
Linie Y1 dargestellt wird, durch Steuern der Kraftmaschinendrehzahl
NE angehoben oder abgesenkt, so dass die
Drehzahl des ersten Trägers CA1, die durch einen Schnittpunkt
zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y2 dargestellt
wird, wenn die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1 durch einen Schnittpunkt
zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y3 dargestellt wird,
im Wesentlichen konstant gehalten wird.
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Wenn
die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 so gesteuert wird, dass
das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 auf
1 gehalten wird, so dass die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 gleich der
Kraftmaschinendrehzahl NE gemacht wird,
wird die Gerade L0 in Ausrichtung mit der horizontalen Linie X2
gebracht, so dass der erste Zahnkranz R1, nämlich das Leistungsübertragungselement 18,
mit der Kraftmaschinendrehzahl NE gedreht
wird. Wenn die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 so gesteuert
wird, dass das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 auf
einem Wert von weniger als 1, beispielsweise auf 0,7 gehalten wird,
so dass andererseits die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 zu Null
gemacht wird, wird das Leistungsübertragungselement 18 mit
einer Drehzahl N18 gedreht, die höher als
die Kraftmaschinendrehzahl NE ist.
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Bei
dem Automatikgetriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement
RE4 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch
die zweite Kupplung C2 verbunden und wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch
die erste Bremse B1 fixiert, und das fünfte Drehelement
RE5 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die
zweite Bremse B2 fixiert, während das sechste Drehelement
RE6 selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die dritte
Bremse B3 fixiert wird. Das siebte Drehelement RE7 ist mit der Ausgangswelle 22 fixiert,
während das achte Drehelement RE8 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch
die erste Kupplung C1 verbunden wird.
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Der
Automatikgetriebeabschnitt 20 wird in der ersten Schaltposition
angeordnet, wenn die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3
in dem Zustand des Differentialabschnitts 11 eingerückt
werden, in dem eine Drehbewegung des Differentialabschnitts 11 mit
einer Drehzahl, die gleich der Kraftmaschinendrehzahl NE ist,
in das achte Drehelement RE8 des Automatikgetriebeabschnitts 20 eingeleitet wird.
Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der ersten Schaltposition
wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7,
die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der
Ausgangswelle 22 fixiert ist, und einer geneigten Geraden
L1 dargestellt, die durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen
Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelements RE8 angibt, und
der horizontalen Linie X2 und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen
Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt,
und der horizontalen Linie X1 verläuft, wie in 3 angegeben
ist. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in
der zweiten Schaltposition, die durch die Einrückvorgänge
der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 gebildet wird,
durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L2, die
durch diese Einrückvorgänge bestimmt wird, und
der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten
Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 fixiert
ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der dritten Schaltposition,
die durch die Einrückvorgänge der ersten Kupplung
C1 und der ersten Bremse B1 gebildet wird, wird durch einen Schnittpunkt
zwischen einer geneigten Geraden L3, die durch diese Einrückvorgänge
bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die
Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 fixiert
ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der vierten Schaltposition,
die durch die Einrückvorgänge der ersten Kupplung
C1 und der zweiten Kupplung C2 gebildet wird, wird durch einen Schnittpunkt
zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch diese Einrückvorgänge
bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die
Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 fixiert
ist.
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4 stellt
Signale dar, die von einer elektronischen Steuervorrichtung 80 empfangen
werden, die zum Steuern des Getriebemechanismus 10 vorgesehen
ist, und Signale, die durch die elektronische Steuervorrichtung 80 erzeugt
werden. Diese elektronische Steuervorrichtung 80 weist
einen so genannten Mikrocomputer auf, der eine CPU, einen ROM, einen
RAM und eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle aufweist, und ist angeordnet,
um die Signale gemäß Programmen zu verarbeiten,
die in dem ROM gespeichert werden, während Verwendung von
einer zeitweiligen Datenspeicherfunktion des ROM 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.
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Die
elektronische Steuervorrichtung 80 ist angeordnet, um von
verschiedenartigen Sensoren und Schaltern, die in 4 gezeigt
sind, verschiedenartige Signale zu empfangen, wie z. B. Folgende: ein
Signal, das eine Temperatur TEMPW von Kühlwasser
der Kraftmaschine 8 angibt; ein Signal, das eine Ausgewählte
der Betätigungspositionen PSH eines
manuell betätigbaren Schaltelements in der Form eines Schalthebels 52 angibt
(in 6 gezeigt); ein Signal, das die Anzahl von Betätigungen des
Schalthebels 52 von einer Manuell-Vorwärtsantriebs-Schaltposition
M angibt (nachstehend beschrieben); ein Signal, das die Betriebsdrehzahl
NE der Kraftmaschine 8 angibt;
ein Signal, das einen Wert angibt, der eine ausgewählte
Gruppe von Vorwärtsantriebspositionen des Getriebemechanismus 10 angibt;
ein Signal, das einen M-Modus (Manuellschaltmodus) angibt; ein Signal,
das einen betriebenen Zustand einer Klimaanlage angibt; ein Signal, das
eine Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend der Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22 angibt
(im Folgenden als „Ausgangswellendrehzahl" bezeichnet);
ein Signal, das eine Temperatur TOIL eines
Arbeitsfluids oder Arbeitsöls des Automatikgetriebeabschnitts 20 angibt;
ein Signal, das einen betriebenen Zustand einer Handbremse angibt;
ein Signal, das einen betriebenen Zustand eines Fußbremspedals
angibt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators angibt;
ein Signal, das einen erforderlichen Betrag einer Abgabe des Fahrzeugs
in der Form eines Betrags einer Betätigung (eines Winkels
einer Betätigung) ACC eines Beschleunigerpedals
angibt; ein Signal, das einen Winkel eines Nockens angibt; ein Signal,
das die Auswahl eines Schneeantriebsmodus angibt; ein Signal, das
einen Längsbeschleunigungswert G des Fahrzeugs angibt;
ein Signal, das die Auswahl eines Antriebsmodus mit automatischer
Geschwindigkeitsregelung angibt; ein Signal, das ein Gewicht des
Fahrzeugs angibt; Signale, die Drehzahlen der Räder des
Fahrzeugs angeben; ein Signal, das eine Drehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 angibt (im Folgenden als „erste
Elektromotordrehzahl NM1" bezeichnet, wenn
es geeignet ist); ein Signal, das eine Drehzahl NM2 des
zweiten Elektromotors M2 angibt (im Folgenden als „zweite
Elektromotordrehzahl NM2" bezeichnet, wenn
es geeignet ist); und ein Signal, das einen Betrag elektrischer
Energie SOC angibt, die in einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 gespeichert
ist (in 7 gezeigt).
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Die
elektronische Steuervorrichtung 80 ist ferner angeordnet,
um verschiedenartige Signale zu erzeugen, wie z. B. Folgende: Steuersignale,
die auf eine Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 (in 7 gezeigt)
aufzubringen sind, um die Abgabe der Kraftmaschine 8 zu
steuern, wie z. B. ein Antriebssignal zum Antreiben eines Drosselstellglieds 64 zum Steuern
eines Winkels einer Öffnung θTH eines
elektronischen Drosselventils 62, das in einem Einlassrohr 60 der
Kraftmaschine 8 angeordnet ist, ein Signal zum Steuern
einer Menge einer Einspritzung von Kraftstoff durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 in
das Einlassrohr 60 oder in Zylinder der Kraftmaschine 8,
ein Signal, das auf eine Zündvorrichtung 68 aufzubringen
ist, um die Zündzeitabstimmung der Kraftmaschine 8 zu
steuern, und ein Signal zum Einstellen eines Ladedrucks der Kraftmaschine 8;
ein Signal zum Betreiben der elektrischen Klimaanlage; Signale zum
Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors M1 und M2; ein
Signal zum Betreiben eines Schaltbereichs-Indikators zum Anzeigen
der ausgewählten Betätigungs- oder Schaltposition
des Schalthebels 52; ein Signal zum Betreiben eines Übersetzungsverhältnis-Indikators
zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses; ein
Signal zum Betreiben eines Schneemodus-Indikators zum Anzeigen der
Auswahl des Schneeantriebsmodus; ein Signal zum Betreiben eines
ABS-Stellglieds für eine Antiblockierbremsung der Räder;
ein Signal zum Betreiben eines M-Modus-Indikators zum Anzeigen der Auswahl
des M-Modus; Signale zum Betreiben von solenoidbetätigten
Ventilen in der Form von Linearsolenoidventilen, die in einer Hydrauliksteuereinheit 70 (in 7 gezeigt)
eingebaut sind, die zum Steuern der Hydraulikstellglieder der hydraulisch
betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen ist; ein
Signal zum Betreiben eines Regulierventils, das in der Hydrauliksteuereinheit 70 eingebaut
ist, um einen Leitungsdruck PL zu regulieren; ein Signal zum Steuern
einer elektrisch betriebenen Ölpumpe, die eine Hydraulikdruckquelle
zum Erzeugen eines Hydraulikdrucks ist, der auf den Leitungsdruck
PL reguliert wird; und ein Signal zum Antreiben einer elektrischen
Heizung; ein Signal, das auf einen Computer für die automatische
Geschwindigkeitsregelung aufzubringen ist.
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5 zeigt
einen Hydraulikschaltkreis der Hydrauliksteuereinheit 70,
die zum Steuern von Linearsolenoidventilen SL1–SL5 zum
Steuern von Hydraulikstellgliedern (Hydraulikzylindern) AC1, AC2, AB1,
AB2 und AB3 zum Betätigen der Kupplungen C1, C2 und Bremsen
B1–B3 angeordnet ist.
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Wie
in 5 gezeigt ist, sind die Hydraulikstellglieder
AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 mit den entsprechenden Linearsolenoidventilen
SL1–SL5 verbunden, die gemäß Steuerbefehlen
von der elektronischen Steuervorrichtung 80 gesteuert werden,
um den Leitungsdruck PL auf entsprechende Einrückdrücke
PC1, PC2, PB1, PB2 und PB3 einzustellen, die direkt auf die entsprechenden
Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 aufzubringen sind. Der
Leitungsdruck PL ist ein Druck, der durch die mechanische Ölpumpe 40,
die durch die Kraftmaschine 8 angetrieben wird, oder die
elektrische Ölpumpe 76 erzeugt wird, die zusätzlich
zu der mechanischen Ölpumpe 40 vorgesehen ist,
und der durch ein Ablassdruck-Regulierventil gemäß einer
Last der Kraftmaschine 8 reguliert wird, die durch den
Betätigungsbetrag ACC des Beschleunigerpedals
oder den Öffnungswinkel θTH des
elektronischen Drosselventils 62 beispielsweise dargestellt
wird.
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Die
Linearsolenoidventile SL1–SL5 haben im Wesentlichen dieselbe
Konstruktion und werden unabhängig voneinander durch die
elektronische Steuervorrichtung 80 gesteuert, um die Hydraulikdrücke der
Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 unabhängig
voneinander einzustellen, um die Einrückdrücke
PC1, PC2, PB1, PB2, PB3 zu steuern, so dass die geeigneten zwei
Kopplungsvorrichtungen (C1, C2, B1, B2, B3) eingerückt
werden, um den Automatikgetriebeabschnitt 20 auf die ausgewählte
Betätigungsposition oder Schaltposition zu schalten. Ein
Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 von einer
Position zu einer anderen Position ist ein so genannter „Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang",
der mit einem Einrückvorgang der Kopplungsvorrichtungen
(C, B) und einem Ausrückvorgang einer anderen der Kopplungsvorrichtungen
einhergeht, die gleichzeitig stattfinden.
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6 zeigt
ein Beispiel einer manuell betätigbaren Schaltvorrichtung
in der Form einer Schaltvorrichtung 50. Die Schaltvorrichtung 50 weist
den vorstehend beschriebenen Schalthebel 52 auf, der seitlich
neben einem Fahrersitz des Fahrzeugs beispielsweise angeordnet ist,
und der manuell betätigt wird, um eine von einer Vielzahl
von Betätigungspositionen PSH auszuwählen.
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Die
Betätigungspositionen PSH des Schalthebels 52 bestehen
aus Folgenden: einer Parkposition P zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 (nämlich
des Automatikgetriebeabschnitts 20) in einen neutralen
Zustand, in dem ein Leistungsübertragungspfad durch den
Automatikgetriebeabschnitt 20 getrennt ist, während
gleichzeitig die Ausgangswelle 22 in den gesperrten Zustand
versetzt ist; einer Rückwärtsantriebsposition
R zum Antreiben des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung;
einer neutralen Position N zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 in
den neutralen Zustand; einer Automatik-Vorwärtsantriebs-Schaltposition
D zum Bilden eines Automatikschaltmodus; und der vorstehend angegebenen
Manuell-Vorwärtsantriebs-Schaltposition M zum Bilden eines
Manuellschaltmodus. In dem Automatikschaltmodus wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT durch
das stufenlos variable Drehzahlverhältnis des Differentialabschnitts 11 und
das Drehzahlverhältnis des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt,
das sich in Stufen als Ergebnis eines automatischen Schaltvorgangs
des Automatikgetriebeabschnitts 20 von einer der ersten
bis vierten Schaltpositionen zu einer anderen ändert. In
dem Manuellschaltmodus ist die verfügbare Anzahl der Schaltpositionen
durch Außerkraftsetzen der Schaltung des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu
der relativ hohen Schaltposition oder den relativen hohen Schaltpositionen
begrenzt.
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Wenn
der Schalthebel 52 auf eine Ausgewählte der Betätigungspositionen
PSH betätigt wird, wird die Hydrauliksteuereinheit 70 elektrisch
betrieben, um den Hydraulikschaltkreis umzuschalten, um die Rückwärtsantriebsposition
R, die neutrale Position N und eine der ersten bis vierten Vorwärtsantriebs-Schaltpositionen
zu bilden, wie in der Tabelle von 2 angegeben
ist.
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Die
vorstehend angegebene Parkposition P und die vorstehend angegebene
neutrale Position N sind Positionen ohne Antrieb, die ausgewählt
werden, wenn das Fahrzeug nicht angetrieben wird, während
die vorstehend angegebene Rückwärtsantriebsposition
R und die vorstehend angegebene Automatik- und Manuell-Vorwärtsantriebspositionen
D, M Antriebspositionen sind, die ausgewählt werden, wenn
das Fahrzeug angetrieben wird. In den Positionen P, N ohne Antrieb
befindet sich der Leistungsübertragungspfad in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 in
dem Leistungsabschaltzustand, der durch Ausrücken von den
beiden Kupplungen C1 und C2 gebildet wird, wie in der Tabelle von 2 gezeigt
ist. In den Antriebspositionen R, D, M befindet sich der Leistungsübertragungspfad
in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 in dem Leistungsübertragungszustand,
der durch Einrücken von zumindest einer der Kupplungen
C1 und C2 gebildet wird, wie ebenso in der Tabelle von 2 gezeigt
ist.
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Im
Einzelnen beschrieben verursacht eine manuelle Betätigung
des Schalthebels 52 von der Parkposition P oder der neutralen
Position N zu der Rückwärtsantriebsposition R,
dass die zweite Kupplung C2 eingerückt wird, um den Leistungsübertragungspfad
in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 von dem Leistungsabschaltzustand
zu dem Leistungsübertragungszustand umzuschalten. Eine
manuelle Betätigung des Schalthebels 52 von der
neutralen Position N zu der Automatik-Vorwärtsantriebsposition
D verursacht, dass zumindest die erste Kupplung C1 eingerückt
wird, um den Leistungsübertragungspfad in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 von
dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand
umzuschalten. Eine manuelle Betätigung des Schalthebels 52 von
der Rückwärtsantriebsposition R zu der Parkposition
P oder der neutralen Position N verursacht, dass die zweite Kupplung
C2 ausgerückt wird, um den Leistungsübertragungspfad
in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 von dem Leistungsübertragungszustand
zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten. Eine manuelle Betätigung
des Schalthebels 52 von der Automatik-Vorwärtsantriebsposition
D zu der neutralen Position N verursacht, dass die erste Kupplung
C1 und die zweite Kupplung C2 ausgerückt werden, um den Leistungsübertragungspfad
von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten.
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Unter
Bezugnahme auf das Funktionsblockdiagramm von 7 weist
die elektronische Steuervorrichtung 80 einen Steuerabschnitt 82 für
gestuft variables Schalten, einen Hybridsteuerabschnitt 84, einen
Elektromotorsteuerabschnitt 100 für gleichzeitiges
Schalten, einen Bestimmungsabschnitt 106 für gleichzeitiges
Schalten, einen Bestimmungsabschnitt 108 für einen
Kraftmaschinendrehzahlanstieg, einen Bestimmungsabschnitt 110 für
einen ersten Elektromotor-Drehzahlanstieg und einen Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 auf.
Der Schaltsteuerabschnitt 82 für gestuft variables
Schalten ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Schaltvorgang
des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfinden sollte,
nämlich um die Schaltposition zu bestimmen, zu der der
Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet werden sollte.
Diese Bestimmung wird auf der Grundlage eines Zustands des Fahrzeugs
vorgenommen, der durch die Ist-Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V und
das Ist-Ausgangsdrehmoment TOUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 dargestellt
wird, und gemäß einem gespeicherten Schaltgrenzlinien-Kennfeld
(Schaltsteuer-Kennfeld oder Schaltsteuerbeziehung), das Hochschaltgrenzlinien,
die durch durchgezogene Linien in 8 angegeben
sind, und Herunterschaltgrenzlinien, die durch Strichpunktlinien
in 8 angegeben sind, darstellt.
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Der
Steuerabschnitt 82 für gestuft variables Schalten
erzeugt einen Schaltbefehl (einen Hydrauliksteuerbefehl), der auf
die Hydrauliksteuereinheit 70 aufzubringen ist, um die
geeigneten zwei hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen (C1,
C2, C1, B2, B3) zum Bilden der bestimmen Schaltposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 gemäß der
Tabelle von 2 einzurücken und auszurücken.
Im Einzelnen beschrieben befiehlt der Steuerabschnitt 82 für
gestuft variables Schalten der Hydrauliksteuereinheit 70,
die geeigneten zwei Linearsolenoidventile SL zu steuern, die in
der Hydrauliksteuereinheit 70 eingebaut sind, um die geeigneten Hydraulikstellglieder
der geeigneten zwei Reibungskopplungsvorrichtungen (C, B) zum gleichzeitigen Einrücken
von einer der zwei Reibungskopplungsvorrichtungen und Ausrücken
der anderen Reibungskopplungsvorrichtung zu aktivieren, um den Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang
des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu der bestimmten Schaltposition zu
bewirken.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 steuert die Kraftmaschine 8,
so dass diese mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben wird, und steuert
den ersten und zweiten Elektromotor M1, M2, um einen Anteil von Antriebskräften,
die durch die Kraftmaschine 8 und den zweiten Elektromotor
M2 erzeugt werden, und einer Reaktionskraft, die durch den ersten
Elektromotor M1 während seines Betriebs als elektrischer
Generator erzeugt wird, zu optimieren, um dadurch das Drehzahlverhältnis γ0
des Differentialabschnitts 11, der als das elektrische
stufenlos variable Getriebe arbeitet, zu steuern. Beispielsweise
berechnet der Hybridsteuerabschnitt 84 eine Soll-Fahrzeugabgabe (erforderliche
Fahrzeugabgabe) bei der vorliegenden Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs
auf der Grundlage des Betätigungsbetrags ACC des
Beschleunigerpedals 74, der als vom Betreiber angeforderte
Fahrzeugabgabe verwendet wird, und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit
V, und zum Berechnen einer Soll-Gesamtfahrzeugabgabe auf der Grundlage
der berechneten Soll-Fahrzeugabgabe und eines erforderlichen Betrags
einer Erzeugung elektrischer Energie durch den ersten Elektromotor
M1. Der Hybridsteuerabschnitt 84 berechnet eine Sollabgabe
der Kraftmaschine 8, um die berechnete Soll-Gesamtfahrzeugabgabe
zu erhalten, während ein Leistungsübertragungsverlust,
eine Last, die an verschiedenartigen Vorrichtungen des Fahrzeugs
wirkt, ein Unterstützungsdrehmoment, das durch den zweiten Elektromotor
M2 erzeugt wird, usw., berücksichtigt werden. Der Hybridsteuerabschnitt 84 steuert
die Drehzahl NE und das Drehmoment TE der Kraftmaschine 8, um die berechnete
Soll-Kraftmaschinenabgabe zu erhalten, und den Betrag der Erzeugung
der elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor M1.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 ist angeordnet, um die Hybridsteuerung
auszuführen, während die gegenwärtig
ausgewählte Schaltposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 berücksichtigt
wird, um die Fahrleistung des Fahrzeugs und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
der Kraftmaschine 8 zu verbessern. Bei der Hybridsteuerung
wird der Differentialabschnitt 11 so gesteuert, dass er
als elektrisches stufenlos variables Getriebe funktioniert, für
eine optimale Koordination der Kraftmaschinendrehzahl NE für
seinen effizienten Betrieb und der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18,
die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die ausgewählte Schaltposition
des Getriebeabschnitts 20 bestimmt wird. Der Hybridsteuerabschnitt 82 bestimmt
nämlich einen Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des
Getriebemechanismus 10, so dass die Kraftmaschine 8 gemäß einer
gespeicherten Kurve mit höchster Kraftstoffwirtschaftlichkeit
(Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Kennfeld oder Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Beziehung)
betrieben wird, die durch eine gestrichelte Linie in 9 angegeben
ist. Der Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT
des Getriebemechanismus 10 gestattet, dass das Kraftmaschinendrehmoment
TE und die Drehzahl NE gesteuert werden,
so dass die Kraftmaschine 8 eine Abgabe bereitstellt, die
zum Erhalten der Soll-Fahrzeugabgabe notwendig ist (Soll-Gesamtfahrzeugabgabe
oder erforderliche Fahrzeugantriebskraft). Die Kurve mit höchster
Kraftstoffwirtschaftlichkeit wird durch Experimente erhalten, um
sowohl die gewünschte Betriebseffizienz als auch die höchste
Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine 8 zu erhalten,
und ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert,
das durch eine Achse der Kraftmaschinendrehzahl NE und
einer Achse des Kraftmaschinendrehmoments TE definiert
ist. Der Hybridsteuerabschnitt 82 steuert das Drehzahlverhältnis γ0 des
Differentialabschnitts 11, um den Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT
zu erhalten, so dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gesteuert werden kann.
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Bei
der Hybridsteuerung steuert der Hybridsteuerabschnitt 84 einen
Wandler 54, so dass die elektrische Energie, die durch
den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, zu einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 56 und
zu dem zweiten Elektromotor M2 durch den Wandler 54 zugeführt
wird. Ein Hauptanteil der Antriebskraft, die durch die Kraftmaschine 8 erzeugt
wird, wird nämlich mechanisch auf das Leistungsübertragungselement 18 übertragen, während
der übrige Anteil der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor
M1 verbraucht wird, um diesen Anteil in elektrische Energie umzuwandeln,
die durch den Wandler 54 dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt
wird, so dass der zweite Elektromotor M2 mit der zugeführten
elektrischen Energie betrieben wird, um mechanische Energie zu erzeugen,
die auf das Leistungsübertragungselement 18 übertragen
wird. Somit ist das Antriebssystem mit einem elektrischen Pfad versehen,
durch den elektrische Energie, die durch eine Umwandlung eines Anteils
einer Antriebskraft der Kraftmaschine 8 erzeugt wird, in
mechanische Energie umgewandelt wird.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 ist ferner angeordnet, um die
Kraftmaschinendrehzahl NE im Wesentlichen
konstant oder auf einem gewünschten Wert zu halten, indem
er die erste Elektromotordrehzahl NM1 und/oder
die zweite Elektromotordrehzahl NM2 aufgrund
der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 steuert,
nämlich ungeachtet der Tatsache, ob das Fahrzeug stationär
ist oder fährt. Anders gesagt kann der Hybridsteuerabschnitt 84 die
erste Elektromotordrehzahl NM1 wie gewünscht
steuern, während er die Kraftmaschinendrehzahl NE im Wesentlichen konstant oder auf einem
gewünschten Wert hält. Beispielsweise hebt der Hybridsteuerabschnitt 84 die
Kraftmaschinendrehzahl NE durch Anheben
der ersten Elektromotordrehzahl NM1 während
des Fahrens des Fahrzeugs an, während die zweite Elektromotordrehzahl
NM2, die durch die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit
V (die Drehzahl der Antriebsräder 34) bestimmt
wird, im Wesentlichen konstant gehalten wird.
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Zum
Anheben der Kraftmaschinendrehzahl NE während
des Fahrens des Fahrzeugs hebt beispielsweise der Hybridsteuerabschnitt 84 die
erste Elektromotordrehzahl NM1 an, während
die zweite Elektromotordrehzahl NM2, die
durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V (die Drehzahl der Antriebsräder 34) bestimmt
wird, im Wesentlichen konstant gehalten wird, wie aus dem Liniendiagramm
von 3 entnehmbar ist. Um die Kraftmaschinendrehzahl
NE während eines Schaltvorgangs
des Automatikgetriebeabschnitts 20 im Wesentlichen konstant
zu halten, ändert der Hybridsteuerabschnitt 84 die
erste Elektromotordrehzahl NM1 in eine Richtung,
die entgegengesetzt zu einer Richtung einer Änderung der
zweiten Elektromotordrehzahl NM2 aufgrund
des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 ist.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 weist eine Kraftmaschinenabgabe-Steuereinrichtung
auf, die zum Befehlen der Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 zum
Steuern der Kraftmaschine 8 funktioniert, um eine erforderliche
Abgabe bereitzustellen, indem das Drosselstellglied 64 zum Öffnen
und Schließen des elektronischen Drosselventils 62 gesteuert
wird, und eine Menge sowie eine Zeit einer Kraftstoffeinspritzung
durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 in die Kraftmaschine 8 und/oder
die Zeitabstimmung einer Zündung der Zündeinrichtung durch
die Zündvorrichtung 68 allein oder in Kombination
gesteuert werden.
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Beispielsweise
ist der Hybridsteuerabschnitt 84 grundsätzlich
angeordnet, um das Drosselstellglied 64 auf der Grundlage
des Betätigungsbetrags ACC des
Beschleunigerpedals und gemäß einer im voraus
bestimmten, gespeicherten Beziehung (nicht gezeigt) zwischen dem
Betätigungsbetrag ACC und dem Öffnungswinkel θTH des elektronischen Drosselventils 62 zu
steuern, so dass der Öffnungswinkel θTH sich
mit einer Vergrößerung des Betätigungsbetrags ACC vergrößert. Die Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 steuert
das Drosselstellglied 64, um das elektronische Drosselventil 62 zu öffnen
und zu schließen, steuert die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66,
um die Kraftstoffeinspritzung zu steuern, und steuert die Zündvorrichtung 68,
um die Zündzeitabstimmung der Zündeinrichtung
zu steuern, um dadurch das Drehmoment der Kraftmaschine 8 gemäß den
Befehlen zu steuern, die von dem Hybridsteuerabschnitt 84 empfangen
werden.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 kann einen Motorantriebsmodus
zum Antreiben des Fahrzeugs durch den Elektromotor unter Verwendung
der elektrischen CVT-Funktion (Differentialfunktion) des Differentialabschnitts 11 ungeachtet
der Tatsache bilden, ob die Kraftmaschine 8 sich in dem
nichtbetriebenen Zustand oder in dem Leerlaufzustand befindet. Beispielsweise
bildet der Hybridsteuerabschnitt 84 den Motorantriebsmodus,
wenn der Betriebswirkungsgrad der Kraftmaschine 8 relativ
niedrig ist, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise
gering ist oder wenn das Fahrzeug in einem Zustand mit geringer
Last fährt. Zum Reduzieren eines Schleppwiderstands der
Kraftmaschine 8 in ihrem nichtbetriebenen Zustand und zum
Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in dem Motorantriebsmodus
ist der Hybridsteuerabschnitt 84 konfiguriert, um die Kraftmaschinendrehzahl
NE nach Bedarf auf Null oder im Wesentlichen
Null aufgrund der elektrischen CVT-Funktion (Differentialfunktion)
des Differentialabschnitts 11, nämlich durch Steuern
des Differentialabschnitts 11 zum Durchführen
seiner CVT-Funktion zu halten, so dass die erste Elektromotordrehzahl
NM1 in einem lastfreien Zustand gesteuert wird,
so dass dieser frei gedreht wird, so dass er eine negative Drehzahl
NM1 hat.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 ist ferner in der Lage, einen
so genannten „Antriebskraft-Unterstützungsbetrieb"
(Drehmoment-Unterstützungsbetrieb) durchführen,
um die Kraftmaschine 8 auch in der Kraftmaschinenantriebsregion
des Fahrzeugzustands durch Zuführen elektrischer Energie
von dem ersten Elektromotor M1 oder der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 zu
dem zweiten Elektromotor M2 durch den vorstehend beschriebenen elektrischen
Pfad zu unterstützen, so dass der zweite Elektromotor M2
betrieben wird, um ein Antriebsdrehmoment auf die Antriebsräder 34 zu übertragen.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 ist ferner konfiguriert, um den
ersten Elektromotor M1 in einen lastfreien Zustand zu versetzen,
in dem der erste Elektromotor M1 frei gedreht wird, so dass der
Differentialabschnitt 11 in einen Zustand versetzt wird,
der ähnlich dem Leistungsabschaltzustand ist, in dem Leistung
durch den Leistungsübertragungspfad innerhalb des Differentialabschnitts 11 nicht übertragen
werden kann, und keine Abgabe von dem Differentialabschnitt 11 erzeugt
werden kann. Der Hybridsteuerabschnitt 84 ist nämlich
angeordnet, um den ersten Elektromotor M1 in den lastfreien Zustand
zu versetzen, um dadurch den Differentialabschnitt 11 in einen
neutralen Zustand zu versetzen, in dem der Leistungsübertragungspfad
elektrisch abgeschaltet ist.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 funktioniert als Regenerationssteuereinrichtung
zum Betreiben des zweiten Elektromotors M2 als elektrischer Generator mit
einer kinetischen Energie des fahrenden Fahrzeugs, nämlich
mit einer Antriebskraft, die von den Antriebsrädern 34 zu
der Kraftmaschine 8 übertragen wird, während
des Ausrollens des Fahrzeugs, während das Beschleunigerpedal 74 in
der nichtbetätigten Position angeordnet ist, oder während
des Aufbringens der Bremsung auf das Fahrzeug mit den hydraulisch
betätigten Radbremsen 86 für die Antriebsräder 34,
die in 7 gezeigt sind. Elektrische Energie, die durch
den zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird, wird in der elektrischen
Energiespeichervorrichtung 56 durch den Wandler 54 zum
Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs gespeichert.
Die Menge der elektrischen Energie, die durch den zweiten Elektromotor
M2 zu erzeugen ist, wird auf der Grundlage der elektrischen Energiemenge SOC,
die in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 56 gespeichert
ist, und eines gewünschten Anteils einer regenerativen
Bremskraft, die durch den zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird,
der als elektrischer Generator betrieben wird, mit Bezug auf eine Gesamtbremskraft
bestimmt, die dem Betätigungsbetrag eines Bremspedals entspricht,
und die aus der regenerativen Bremskraft und einer hydraulischen Bremskraft
besteht, die durch die hydraulisch betätigten Radbremsen 86 erzeugt
wird.
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Der
Hybridsteuerabschnitt 84 weist einen Rückführregelabschnitt 85 auf,
der konfiguriert ist, um die Betriebsdrehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 gemäß der Betriebsdrehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2 während
eines Schaltvorgangs des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 zu
steuern.
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Wenn
ein Herunterschaltvorgang des Differentialabschnitts 11 und
ein Herunterschaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 gleichzeitig stattfinden,
sind eine Richtung einer Änderung der Betriebsdrehzahl
NM1 des ersten Elektromotors M1 aufgrund
des Herunterschaltvorgangs des Differentialabschnitts 11 und
eine Richtung einer Änderung der Betriebsdrehzahl NM1 in einer Trägheitsphase des Herunterschaltvorgangs
des Automatikgetriebeabschnitts 20 entgegengesetzt zueinander,
so dass der erste Elektromotor M1 eine unnötige Änderung
seiner Drehzahl NM1 erfährt, wodurch
ein Eingangsdrehmoment des Automatikgetriebeabschnitts 20 sich verändern
kann, woraus sich ein beträchtlicher Schaltstoß des
Automatikgetriebeabschnitts 20 ergeben kann. Im Hinblick
auf diesen Nachteil ist der Elektromotorsteuerabschnitt 100 für
gleichzeitiges Schalten (der nachstehend im Einzelnen beschrieben
wird) zum Reduzieren der vorstehend angegebenen, unnötigen Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 bei den gleichzeitigen Schaltvorgängen des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen, um dadurch
den Schaltstoß des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu
reduzieren.
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Der
Elektromotorsteuerabschnitt 100 für gleichzeitiges
Schalten weist einen Abschnitt 102 zur Unterbindung der
Rückführregelung und einen Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 auf.
Der Abschnitt 102 zur Unterbindung der Rückführregelung ist
konfiguriert, um die Rückführregelung des ersten Elektromotors
M1 gemäß der Betriebsdrehzahl NM2 des
zweiten Elektromotors M2 bei den gleichzeitigen Herunterschaltvorgängen
des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu
unterbinden, nämlich wenn diese Schaltvorgänge
gleichzeitig oder einander überschneidend stattfinden.
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Der
Abschnitt 102 zur Unterbindung der Rückführregelung
wird betrieben, wenn eine zustimmende Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt 106 für
gleichzeitiges Schalten erhalten wird. Der Bestimmungsabschnitt 106 für
gleichzeitiges Schalten ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Schaltvorgang
des Differentialabschnitts 11 und ein Schaltvorgang des
Automatikgetriebeabschnitts 20 gleichzeitig stattfinden.
Eine Bestimmung, ob ein Herunterschaltvorgang des Differentialabschnitts 11 stattfindet,
wird durch Bestimmen vorgenommen, ob die Betriebsdrehzahl NE der Kraftmaschine 8 angehoben
wird, ob nämlich ein Betriebspunkt der Kraftmaschine 8 sich ändert.
Andererseits wird eine Bestimmung, ob ein Herunterschaltvorgang
des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfindet, durch Bestimmen
vorgenommen, ob ein Punkt, der einen Fahrzustand des Fahrzeugs angibt,
sich über eine Herunterschaltgrenzlinie bewegt, die durch
das Schaltgrenzlinien-Kennfeld dargestellt wird, das beispielhaft
in 8 angegeben ist. Wenn eine zustimmende Bestimmung,
dass der Herunterschaltvorgang des Differentialabschnitts 11 stattfindet,
und eine zustimmende Bestimmung, dass der Herunterschaltvorgang
des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfindet, gleichzeitig
erhalten werden, wird die zustimmende Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt 106 für
gleichzeitiges Schalten erhalten, und wird der Abschnitt 102 zur
Unterbindung der Rückführregelung betrieben. In
dieser Hinsicht ist anzumerken, dass die vorstehend angegebenen,
gleichzeitigen zwei Schaltvorgänge eine Bewegung des Betriebspunkts der Kraftmaschine 8 verursachen,
so dass der Bestimmungsabschnitt 106 für gleichzeitiges
Schalten als derart konfiguriert angenommen wird, dass er bestimmt,
ob Schaltvorgänge des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20, die eine Bewegung des
Betriebspunkts der Kraftmaschine 8 verursachen, stattfinden.
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Der
Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 des Elektromotorsteuerabschnitts 100 für
gleichzeitiges Schalten ist konfiguriert, um die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 zu steuern,
um den Betrag einer Änderung der Betriebsdrehzahl NM1 während eines Schaltvorgangs
des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu reduzieren. Im Einzelnen
beschrieben steuert der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 den
ersten Elektromotor M1, so dass ein Istbetrag einer Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 während
des Schaltvorgangs mit einem Sollwert übereinstimmt, der
eine geschätzte Differenz der Betriebsdrehzahl NM1 beim Abschluss des Schaltvorgangs von
derjenigen bei der Einleitung des Schaltvorgangs ist. Die geschätzte
Drehzahldifferenz des ersten Elektromotors M1 wird auf der Grundlage
der geschätzten Betriebsdrehzahlen NM2 des
zweiten Elektromotors M2 und geschätzten Betriebsdrehzahlen
NE der Kraftmaschine 8 beim Abschluss
und bei der Einleitung des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 erhalten.
Der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 steuert die Betriebsdrehzahl
NM1 des ersten Elektromotors M1 auf der Grundlage
eines Ergebnisses von Bestimmungen, die durch die vorstehend angegebenen
Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108, Bestimmungsabschnitt 110 des
ersten Elektromotordrehzahlanstiegs und Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 vorgenommen
werden.
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Der
Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 ist
konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine geschätzte Kraftmaschinendrehzahl
NE2 beim Abschluss oder unmittelbar nach
dem Abschluss des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 mit
Bezug auf eine geschätzte Kraftmaschinendrehzahl NE1 bei der Einleitung oder unmittelbar vor
der Einleitung des Schaltvorgangs angehoben wird. Die geschätzte
Kraftmaschinendrehzahl NE2 ist die Kraftmaschinendrehzahl
NE beim Abschluss des Schaltvorgangs des
Differentialabschnitts 11. Beispielsweise wird die geschätzte
Kraftmaschinendrehzahl NE2 auf der Grundlage
der Kurve mit höchster Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhalten,
die in 9 angegeben ist, so dass eine Sollabgabe der Kraftmaschine 8 bei
der geschätzten Kraftmaschinendrehzahl NE2 erhalten
wird. Die Sollabgabe der Kraftmaschine 8 wird auf der Grundlage
des Betätigungsbetrags ACC des
Beschleunigerpedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit V während
des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 berechnet.
Die zustimmende Bestimmung wird durch den Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 erhalten,
wenn die geschätzte Kraftmaschinendrehzahl NE2 beim
Abschluss des Schaltvorgangs mit Bezug auf die geschätzte
Kraftmaschinendrehzahl NE1 bei oder unmittelbar
vor der Einleitung des Schaltvorgangs angehoben wird.
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Der
Bestimmungsabschnitt 110 für den ersten Elektromotordrehzahlanstieg
ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine geschätzte Drehzahl
NM12 beim Abschluss oder unmittelbar nach
dem Abschluss des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 mit
Bezug auf eine geschätzte Drehzahl NM11 bei
der Einleitung oder unmittelbar vor der Einleitung des Schaltvorgangs
angehoben wird. Die geschätzte Drehzahl NM12 wird
auf der Grundlage der geschätzten Kraftmaschinendrehzahl
NE2 beim Abschluss des Schaltvorgangs des
Differentialabschnitts 11, einer geschätzten Drehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2 beim Abschluss
des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 (NM2 = Betriebsdrehzahl NOUT der
Ausgangswelle 22, multipliziert mit dem Drehzahlverhältnis
der Schaltposition, die nach dem Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 gebildet
wird) und des Übersetzungsverhältnisses ρ1
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 berechnet. Die zustimmende
Bestimmung wird durch den Bestimmungsabschnitt 108 für
den ersten Elektromotordrehzahlanstieg erhalten, wenn die geschätzte
NM12 beim Abschluss des Schaltvorgangs mit
Bezug auf die geschätzte Drehzahl NM11 bei
oder unmittelbar vor der Einleitung des Schaltvorgangs angehoben
wird.
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Der
Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 ist konfiguriert,
um zu bestimmen, ob der Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
eine Trägheitsphase eingetreten ist. Diese Bestimmung wird
durch Bestimmen vorgenommen, ob eine Änderung der Drehzahl
N18 der Leistungsübertragungswelle 18,
die als die Eingangswelle des Automatikgetriebeabschnitts 20 funktioniert,
aufgrund des Schaltvorgangs eingeleitet wird. Die Drehzahl N18 der Leistungsübertragungswelle 18 wird
durch einen Geber (nicht gezeigt) erfasst, der zum Erfassen der
Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors
M2 vorgesehen ist, der mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden
ist. Wenn eine Änderung der erfassten Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2, nämlich
der Drehzahl N18 des Leistungsübertragungselements 18 eingeleitet
wird, erhält der Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 die
zustimmende Bestimmung, dass der Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
die Trägheitsphase eingetreten ist, oder diese eingeleitet
hat.
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Der
Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 ist vorgesehen, um
den ersten Elektromotor M1 zu steuern, nachdem die Steuerung des
ersten Elektromotors M1 durch den Rückführregelungsabschnitt 85 durch
den Rückführregelungs-Unterbindungsabschnitt 102 unterbunden
ist. Die Weise der Steuerung des ersten Elektromotors M1 durch den
Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 wird in Abhängigkeit von
den Ergebnissen der Bestimmungen geändert, die durch den
Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 und
den Bestimmungsabschnitt 110 des ersten Elektromotordrehzahlanstiegs gemacht
werden.
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Zunächst
wird die Weise der Steuerung des ersten Elektromotors M1 beschrieben,
wenn zustimmende Bestimmungen sowohl von dem Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 als auch
dem Bestimmungsabschnitt 110 des ersten Elektromotordrehzahlanstiegs
erhalten werden.
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Wenn
die zustimmenden Bestimmungen sowohl durch den Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 als
auch durch den Bestimmungsabschnitt 110 des ersten Elektromotordrehzahlanstiegs
erhalten werden, ist die Richtung einer Änderung der geschätzten
Drehzahl des ersten Elektromotors M1 während des Schaltvorgangs
des Differentialabschnitts 11 dieselbe wie die Richtung
einer Änderung der geschätzten Drehzahl der Kraftmaschine 8 während
des Schaltvorgangs, wird nämlich die geschätzte
Kraftmaschinendrehzahl NE2 beim Abschluss
des Schaltvorgangs mit Bezug auf die Kraftmaschinendrehzahl NE1 bei der Einleitung des Schaltvorgangs
angehoben und wird die geschätzte Drehzahl NM12 beim
Abschluss des Schaltvorgangs mit Bezug auf die geschätzte
Drehzahl NM11 bei der Einleitung des Schaltvorgangs
angehoben. In diesem Fall hebt der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 die
Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1
mit einer vorbestimmten Rate an, bis der Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
die Trägheitsphase eingetreten ist oder diese eingeleitet
hat. Die vorbestimmte Rate wird durch einen Betrag einer Änderung
der Drehzahl NM1 während des Schaltvorgangs
bestimmt, so dass diese relativ niedrig ist. Die Weise der Steuerung
des ersten Elektromotors M1 durch den Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 wird
geändert, nachdem der Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 eine
zustimmende Bestimmung erhalten hat, dass der Schaltvorgang des
Automatikgetriebeabschnitts 20 in die Trägheitsphase
eingetreten ist. Im Einzelnen beschrieben steuert nach dem Eintritt
der Trägheitsphase des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 der
Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 die Betriebsdrehzahl
NM1 des ersten Elektromotors M1 gemäß der
Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors
M2, ändert insbesondere die Betriebsdrehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 in Richtung auf die geschätzte
Drehzahl NM12 beim Abschluss des Schaltvorgangs
mit einer Rate, die der Rate der Änderung der Betriebsdrehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2 entspricht.
In dieser Hinsicht ist anzumerken, dass die geschätzte
Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2
beim Abschluss des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 durch Multiplizieren
der Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22 des
Automatikgetriebeabschnitts 20 mit dem Drehzahlverhältnis
der Schaltposition erhalten wird, die nach dem Schaltvorgang gebildet
wird. Daher kann die Rate einer Änderung der Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 berechnet
werden.
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Die
Steuerung der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 durch den Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 wird
unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 10 beschrieben,
das ein Beispiel von Leistungseinschalt-Herunterschaltvorgängen
des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 erklärt,
die stattfinden, wenn das Beschleunigerpedal niedergedrückt
wird. In diesem Beispiel wird der Betätigungsbetrag ACC des Beschleunigerpedals durch einen Niederdrückbetrieb des
Beschleunigerpedals zum Zeitpunkt T1 erhöht. Als Ergebnis
werden gleichzeitige Leistungseinschalt-Schaltvorgänge
des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 bei
dem Niederdrücken des Beschleunigerpedals eingeleitet, und
wird die zustimmende Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt 106 für
gleichzeitiges Schalten zum Zeitpunkt T1 erhalten. Demgemäß wird
die Rückführregelung des ersten Elektromotors
M1 durch den Rückführregelungsabschnitt 85 durch
den Abschnitt 102 zur Unterbindung der Rückführregelung
unterbunden. Nachdem zustimmende Bestimmungen durch den Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 und
den Bestimmungsabschnitt 110 des ersten Elektromotordrehzahlanstiegs
erhalten werden, wird die Betriebsdrehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 mit einer vorbestimmten Rate für
eine Dauer von dem Zeitpunkt T1 bis zu einem Zeitpunkt T2 angehoben.
Wenn die zustimmende Bestimmung durch den Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 zum
Zeitpunkt T2 erhalten wird, wird der erste Elektromotor M1 gesteuert,
so dass seine Drehzahl NM1 sich in Richtung
auf die geschätzte Drehzahl NM12 mit
einer Rate erhöht, die der Rate des Anstiegs der Drehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2 entspricht,
nämlich für eine Dauer von dem Zeitpunkt T2 zu
dem Zeitpunkt T4. Während der Steuerung der Drehzahl NM2 des ersten Elektromotors M1 wird die Drehzahl
NE der Kraftmaschine 8 so gesteuert,
wie durch eine gestrichelte Linie angegeben ist.
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Nun
wird die Weise einer Steuerung der Drehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 durch den Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 beschrieben,
wenn die zustimmende Bestimmung durch den Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 erhalten
wird, während die negative Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt 110 des ersten
Elektromotordrehzahlanstiegs erhalten wird. In diesem Fall ist die
Richtung einer Änderung der geschätzten Drehzahl
des ersten Elektromotors M1 während des Schaltvorgangs
der Herunterschaltvorgänge des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 entgegengesetzt zu der Richtung
der Änderung der geschätzten Drehzahl der Kraftmaschine 8.
Die geschätzte Kraftmaschinendrehzahl NE2 beim
Abschluss der Herunterschaltvorgänge wird nämlich
mit Bezug auf die Kraftmaschinendrehzahl NE1 bei
der Einleitung der Herunterschaltvorgänge erhöht,
während die geschätzte Drehzahl NM12 des
ersten Elektromotors M1 mit Bezug auf die geschätzte Drehzahl
NM11 des ersten Elektromotors M1 bei der
Einleitung der Herunterschaltvorgänge verringert wird.
In diesem Fall hält der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 die Drehzahl
NM1 auf einem vorbestimmten Wert, bis die zustimmende
Bestimmung durch den Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 erhalten
wird, nämlich der Herunterschaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
die Trägheitsphase eingetreten ist. Beispielsweise ist
der vorbestimmte Wert die Drehzahl NM1 bei
der Einleitung der gleichzeitigen Leistungseinschalt-Herunterschaltvorgänge.
Wenn die zustimmende Bestimmung durch den Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 erhalten
wird, wird die Weise der Steuerung des ersten Elektromotors M1 durch
den Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 geändert.
Genauer beschrieben wird die Drehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 in Richtung auf die geschätzte
Drehzahl NM12 bei dem Abschluss der Herunterschaltvorgänge
gemäß der Drehzahl NM2 des
zweiten Elektromotors M2 gesteuert.
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Die
Steuerung der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 durch den Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 wird
unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 11 beschrieben,
das ein weiteres Beispiel von Leistungseinschalt-Herunterschaltvorgängen
des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 erklärt,
die stattfinden, wenn das Beschleunigerpedal niedergedrückt wird.
In diesem Beispiel wird der Betätigungsbetrag ACC des Beschleunigerpedals durch einen Niederdrückbetrieb
des Beschleunigerpedals zum Zeitpunkt T11 erhöht. Als Ergebnis
werden gleichzeitige Leistungseinschalt-Schaltvorgänge
des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 bei
dem Niederdrücken des Beschleunigerpedals eingeleitet,
und wird die zustimmende Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt 106 für
gleichzeitiges Schalten zu dem Zeitpunkt T11 erhalten. Demgemäß wird
die Rückführregelung des ersten Elektromotors
M1 durch den Rückführregelungsabschnitt 85 durch
den Abschnitt 102 zur Unterbindung der Rückführregelung
unterbunden. Nachdem die zustimmende Bestimmung durch den Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108 erhalten
ist, während die negative Bestimmung durch den Bestimmungsabschnitt 110 des
ersten Elektromotordrehzahlanstiegs erhalten wird, wird die Betriebsdrehzahl
NM1 des ersten Elektromotors M1 auf einem vorbestimmten
Wert (beispielsweise auf dem Wert bei der Einleitung der Herunterschaltvorgänge)
während einer Dauer von dem Zeitpunkt T11 bis zum Zeitpunkt
T12 konstant gehalten. Wenn die zustimmende Bestimmung durch den
Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 zum Zeitpunkt
T12 erhalten wird, wird der erste Elektromotor M1 gesteuert, so dass
seine Drehzahl NM1 in Richtung auf die geschätzte
Drehzahl NM12 mit einer Rate ansteigt, die der
Rate des Anstiegs der Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors
M2 entspricht, nämlich für eine Dauer von dem
Zeitpunkt T12 bis zu einem Zeitpunkt T13. Während der Steuerung
der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 wird die Drehzahl NE der Kraftmaschine 8 gesteuert,
wie durch eine gestrichelte Linie angegeben ist.
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Unter
Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 12 wird
als Nächstes eine Steuerroutine beschrieben, die durch
die elektronische Steuervorrichtung 80 zum Reduzieren einer
unnötigen Änderung der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors und zum Reduzieren
des Schaltstoßes des Automatikgetriebeabschnitts 20 bei
gleichzeitigen Schaltvorgängen des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 ausgeführt
wird. Diese Steuerroutine wird wiederholt mit einem extrem kurzen
Zeitzyklus von mehreren Millisekunden bis zu einem Vielfachen von
zehn Millisekunden ausgeführt.
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Die
Steuerroutine von 12 wird mit Schritt S1 entsprechend
dem Bestimmungsabschnitt 106 für gleichzeitiges
Schalten eingeleitet, um zu bestimmen, ob Schaltvorgänge
des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 gleichzeitig
stattfinden. Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S1 erhalten
wird, wird ein Zyklus einer Ausführung der vorliegenden
Steuerroutine beendet. Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt
S1 erhalten wird, läuft die Steuerung zu Schritt S2 entsprechend dem
Abschnitt 102 zur Unterbindung der Rückführregelung
weiter, um die Steuerung des ersten Elektromotors M2 gemäß der
Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors
M2 zu unterbinden. Der Steuerablauf läuft dann weiter zu
Schritt S3 entsprechend dem Bestimmungsabschnitt 110 des
ersten Elektromotor-Drehzahlanstiegs, um die geschätzte
Drehzahl NM12 des ersten Elektromotors beim
Abschluss der Schaltvorgänge auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl
NE2 beim Abschluss der Schaltvorgänge
und des Drehzahlverhältnisses der Schaltposition, die nach
dem Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 gebildet
wird, zu berechnen. Dann läuft der Steuerablauf weiter
zu Schritt S4 entsprechend dem Kraftmaschinendrehzahl-Anstiegsbestimmungsabschnitt 108,
um zu bestimmen, dass die geschätzte Drehzahl NE2 der Kraftmaschine 8 beim Abschluss
der Schaltvorgänge mit Bezug auf die geschätzte
Kraftmaschinendrehzahl NE1 bei der Einleitung
der Schaltvorgänge angestiegen ist, nämlich höher
als die geschätzte Kraftmaschinendrehzahl NE1 ist.
Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt S4 erhalten wird, läuft
der Steuerablauf weiter zu Schritt S5, der ebenso dem Bestimmungsabschnitt 110 des
ersten Elektromotordrehzahlanstiegs entspricht, um zu bestimmen,
ob die geschätzte Drehzahl NM12 des
ersten Elektromotors M1 beim Abschluss der Schaltvorgänge
mit Bezug auf die geschätzte Drehzahl NM11 bei
der Einleitung der Schaltvorgänge angehoben ist, nämlich
höher als die geschätzte Drehzahl NM11 ist.
Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt S5 erhalten wird, läuft
der Steuerablauf weiter zu Schritt S6 entsprechend dem Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104,
um die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 mit der vorbestimmten Rate zu ändern.
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Wenn
eine negative Bestimmung in Schritt S4 erhalten wird, läuft
der Steuerablauf zu Schritt S9 weiter, der ebenso dem Bestimmungsabschnitt 110 des
ersten Elektromotordrehzahlanstiegs entspricht, um zu bestimmen, ob
die geschätzte Drehzahl NM12 des
ersten Elektromotors M1 beim Abschluss der Schaltvorgänge
höher als die geschätzte Drehzahl NM11 bei
der Einleitung der Schaltvorgänge ist. Wenn eine negative
Bestimmung in Schritt S9 erhalten wird, läuft der Steuerablauf
weiter zu dem vorstehend beschriebenen Schritt S6, um die Betriebsdrehzahl
NM1 des ersten Elektromotors M1 mit der
vorbestimmten Rate zu ändern. Der Schritt S6 wird durch
den Schritt S7 entsprechend dem Trägheitsphasen-Bestimmungsabschnitt 112 gefolgt,
um zu bestimmen, ob der Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
die Trägheitsphase eingetreten ist oder diese eingeleitet
wurde. Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S7 erhalten wird,
wird ein Zyklus einer Ausführung der vorliegenden Steuerroutine
beendet. Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt S7 erhalten
wird, läuft der Steuerablauf weiter zu Schritt S8, um die
Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1
in Richtung auf die geschätzte Drehzahl NM12 beim
Abschluss der Schaltvorgänge mit einer Rate zu ändern,
die gemäß der Rate einer Änderung der Drehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2 bestimmt
wird.
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Wenn
eine negative Bestimmung in Schritt S5 erhalten wird oder wenn eine
zustimmende Bestimmung in Schritt S9 erhalten wird, läuft
der Steuerablauf weiter zu Schritt S10, der ebenso dem Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 entspricht,
um die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 auf einem geeigneten Wert konstant zu halten. Schritt S10 wird
durch den vorstehend beschriebenen Schritt S7 gefolgt, um zu bestimmen,
ob der Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
die Trägheitsphase eingetreten ist. Wenn die zustimmende
Bestimmung in Schritt S7 erhalten wird, wird der vorstehend beschriebene
Schritt S8 entsprechend dem Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 ausgeführt,
um die Drehzahl NM1 in Richtung auf den geschätzten Wert
NM12 beim Abschluss der Schaltvorgänge
mit einer Rate zu ändern, die gemäß der
Rate der Änderung der Drehzahl NM2 des
zweiten Elektromotors M2 bestimmt wird.
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Die
Steuervorrichtung in der Form der elektronischen Steuervorrichtung 80 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorstehend beschriebenen
Erfindung ist so konfiguriert, dass die Rückführregelung
des ersten Elektromotors M1 gemäß der Betriebsdrehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2 während
der gleichzeitigen Schaltvorgänge des elektrisch gesteuerten
Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 unterbunden
wird, wodurch es möglich wird, eine unnötige Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 durch die Rückführregelung zu verhindern, die
aufgrund einer raschen Änderung der Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 in der Trägheitsphase
des Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfinden
würde. Somit ist die vorliegende Steuervorrichtung konfiguriert,
um eine Veränderung des Eingangswellendrehmoments des Automatikgetriebeabschnitts 20 und
einen Schaltstoß des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu reduzieren.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel ist ferner so konfiguriert,
dass die Rückführregelung des ersten Elektromotors
M1 gemäß der Betriebsdrehzahl NM2 des
zweiten Elektromotors M2 während der Schaltvorgänge
des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 unterbunden wird, die
eine Bewegung des Betriebspunkts der Kraftmaschine 8 verursachen.
Demgemäß macht es die Steuervorrichtung in der
Form der elektronischen Steuervorrichtung 80 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel möglich, eine unnötige Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 durch die Rückführregelung zu verhindern, die
aufgrund einer raschen Änderung der Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 während
der Schaltvorgänge stattfinden würde, die die
Bewegung des Betriebspunkts der Kraftmaschine 8 verursachen.
Somit ist die vorliegende Steuervorrichtung konfiguriert, um eine
Veränderung des Eingangswellendrehmoments des Automatikgetriebeabschnitts 20 und
einen Schaltstoß des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu
reduzieren.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel ist ebenso so konfiguriert,
dass die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten
Elektromotors M1 gesteuert wird, um den Betrag einer Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 während
der Schaltvorgänge des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu reduzieren, wodurch
es möglich wird, die unnötige Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 effektiv zu reduzieren, so dass der Betrag der Eingangsdrehmomentveränderung
des Automatikgetriebeabschnitts 20 minimiert wird, um den Schaltstoß des
Automatikgetriebeabschnitts 20 zu reduzieren.
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Die
Steuervorrichtung gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist so angeordnet, dass die Weise der Steuerung des ersten Elektromotors M1
nach dem Eintritt in die Trägheitsphase des Schaltvorgangs
des Automatikgetriebeabschnitts 20 geändert wird,
wobei die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten
Elektromotors M1 auf die geschätzte Betriebsdrehzahl NM12 beim Abschluss des Schaltvorgangs nach
dem Eintritt oder der Einleitung der Trägheitsphase des
Schaltvorgangs gesteuert werden kann, während eine unnötige Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 verhindert wird.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel ist ferner so angeordnet,
dass die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten
Elektromotors M1 auf dem vorbestimmten Wert gehalten wird, bis der
Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in die
Trägheitsphase eingetreten ist, wenn die Richtung der geschätzten Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 während der gleichzeitigen Schaltvorgänge verschieden
von der Richtung der geschätzten Änderung der
Betriebsdrehzahl NE der Kraftmaschine 8 während
der gleichzeitigen Schaltvorgänge ist. Demgemäß kann
die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 sanft geändert werden, während der Betrag einer Änderung
von einem Augenblick einer Einleitung der gleichzeitigen Schaltvorgänge
bis zu einem Augenblick des Abschlusses der gleichzeitigen Schaltvorgänge
minimiert wird, so dass der Schaltstoß des Automatikgetriebeabschnitts 20 reduziert
werden kann.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel ist ferner so konfiguriert,
dass die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten
Elektromotors M1 mit der vorbestimmten Rate geändert wird,
bis der Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
die Trägheitsphase eingetreten ist, wenn die Richtung der
geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 während
der gleichzeitigen Schaltvorgänge dieselbe wie die Richtung
der geschätzten Änderung der Betriebsdrehzahl
NE der Kraftmaschine 8 während
der gleichzeitigen Schaltvorgänge ist. Demgemäß kann
die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 sanft geändert werden, während der Betrag einer Änderung
von einem Augenblick einer Einleitung der gleichzeitigen Schaltvorgänge
bis zu einem Augenblick des Abschlusses der gleichzeitigen Schaltvorgänge
minimiert wird, so dass der Schaltstoß des Automatikgetriebeabschnitts 20 reduziert
werden kann.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel ist ebenso so konfiguriert,
dass die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten
Elektromotors M1 gemäß der Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 gesteuert
wird, nachdem der Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
die Trägheitsphase eingetreten ist. Demgemäß kann
die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 nach dem Eintritt der Trägheitsphase sanft auf den geschätzten Wert
NM12 beim Abschluss der gleichzeitigen Schaltvorgänge
sanft geändert werden, so dass eine unnötige Änderung
der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 reduziert wird, um den Schaltstoß des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu
reduzieren.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel ist ferner so angeordnet,
dass der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt 11 als
stufenlos variabler Getriebemechanismus betreibbar ist, während
der Betriebszustand des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird,
so dass ein Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs sanft geändert
werden kann.
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Während
das bevorzugte Ausführungsbeispiel dieser Erfindung im
Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung auf
anderem Weg ausgeführt werden kann.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 konfiguriert,
um die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 mit einer vorbestimmten Rate zu ändern, wenn die Betriebsdrehzahl
NE der Kraftmaschine 8 und die
Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 beide während der Schaltvorgänge des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 angehoben werden. Jedoch
kann der Motordrehzahl-Steuerungsabschnitt 104 konfiguriert sein,
um die Drehzahl NM1 auf dem Wert bei der
Einleitung der Schaltvorgänge zu halten, bis der Schaltvorgang
des Automatikgetriebeabschnitts 20 in seine Trägheitsphase
eingetreten ist.
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Bei
dem dargestellten Getriebemechanismus 10 ist der zweite
Elektromotor M2 direkt mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden.
Jedoch kann der zweite Elektromotor M2 mit jedem Abschnitt des Leistungsübertragungspfads
zwischen dem Differentialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34 entweder
direkt oder indirekt durch eine geeignete Übertragungsvorrichtung
verbunden werden.
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Obwohl
der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes,
stufenlos variables Getriebe funktioniert, dessen Übersetzungsverhältnis γ0
stufenlos variabel von dem minimalen Wert γ0min zu dem
maximalen Wert γ0max ist, kann der Differentialabschnitt 11 so
abgewandelt werden, dass sein Drehzahlverhältnis γ0
nicht stufenlos variabel ist, sondern in Stufen unter Einsatz seiner
Differentialfunktion variabel ist. Die vorliegende Erfindung ist
auf ein Hybridfahrzeug-Antriebssystem mit dem Differentialabschnitt
anwendbar, der abgewandelt ist, wie vorstehend beschrieben ist.
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Bei
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 in dem dargestellten
Getriebemechanismus 10 ist der erste Träger CA1
mit der Kraftmaschine 8 fixiert, und ist das erste Sonnenrad
S1 mit dem ersten Elektromotor M1 fixiert, während der
erste Zahnkranz R1 mit dem Leistungsverteilungselement 18 fixiert
ist. Jedoch ist diese Anordnung nicht wesentlich. Die Kraftmaschine 8,
der erste Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 können
mit allen anderen Elementen fixiert werden, die aus den drei Elementen
CA1, S1 und R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 ausgewählt
werden.
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Während
die Kraftmaschine 8 direkt mit der Eingangswelle 14 in
dem dargestellten Getriebemechanismus 10 fixiert ist, kann
die Kraftmaschine 8 betriebsfähig mit der Eingangswelle 14 durch
ein geeignetes Element, wie z. B. Zahnräder und einen Riemen,
verbunden werden und besteht kein Bedarf, dass sie koaxial zu der
Eingangswelle 14 angeordnet ist.
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In
dem dargestellten Getriebemechanismus 10 sind der erste
und der zweite Elektromotor M1, M2 koaxial zu der Eingangswelle 14 angeordnet,
so dass der erste Elektromotor M1 mit dem ersten Sonnenrad S1 verbunden
ist, während der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden
ist. Jedoch ist diese Anordnung nicht wesentlich. Beispielsweise
kann der erste Elektromotor M1 betriebsfähig mit dem ersten
Sonnenrad S1 durch Zahnräder, einen Riemen oder eine Drehzahlverringerungsvorrichtung
verbunden werden, während der zweite Elektromotor M2 mit
dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden
werden kann.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Automatikgetriebeabschnitt 20 in
Reihe mit dem Differentialabschnitt 11 durch das Leistungsübertragungselement 18 verbunden.
Jedoch kann der Automatikgetriebeabschnitt 20 koaxial zu
einer Gegenwelle angeordnet werden, die parallel zu der Eingangswelle 14 angeordnet
ist. In diesem Fall sind der Differentialabschnitt 11 und
der Automatikgetriebeabschnitt 20 miteinander durch ein
geeignetes Leistungsübertragungselement oder Leistungsübertragungselemente
in der Form eines Paars Gegenzahnräder oder Kettenräder
und eine Kette verbunden, so dass eine Drehbewegung zwischen dem
Differentialabschnitt 11 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen
werden kann.
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Ferner
kann der Differentialmechanismus in der Form des Leistungsverteilungsmechanismus 16, der
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist,
durch eine Differentialgetriebevorrichtung mit einem Ritzel, das
durch die Kraftmaschine 8 gedreht wird, und einem Paar
Kegelräder, die mit dem Ritzel kämmend eingreifen,
und die betriebsfähig mit dem ersten Elektromotor M1 und
dem Leistungsübertragungselement 18 (dem zweiten
Elektromotor M2) verbunden sind, ersetzt werden.
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Während
der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel durch einen Planetengetriebesatz 24 gebildet
ist, kann er durch zwei oder mehr Planetengetriebesätze gebildet
werden, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als
Getriebe mit drei oder mehr Schaltpositionen in dem differentiallosen
Zustand betreibbar ist (in dem Schaltzustand mit feststehendem Drehzahlverhältnis).
Die Planetengetriebesätze sind nicht auf die Einzelritzel-Bauart
beschränkt und können eine Doppelritzel-Bauart
sein. Wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch
zwei oder mehr Planetengetriebesätze gebildet wird, sind
die Kraftmaschine 8, der erste und der zweite Elektromotor
M1, M2 und das Leistungsübertragungselement 18 betriebsfähig
mit den entsprechenden Drehelementen der Planetengetriebesätze
verbunden, und wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 zwischen
seinem gestuft variablen und stufenlos variablen Schaltzustand umgeschaltet,
indem die Kupplungen C und Bremsen B gesteuert werden, die mit den entsprechenden
Drehelementen der Planetengetriebesätze verbunden sind.
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Während
die Kraftmaschine 8 und der Differentialabschnitt 11 direkt
miteinander in dem dargestellten Getriebemechanismus 10 verbunden
sind, können sie miteinander indirekt durch eine Kupplung verbunden
werden.
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In
dem dargestellten Getriebemechanismus 10 sind der Differentialabschnitt 11 und
der Automatikgetriebeabschnitt 20 in Reihe miteinander
verbunden. Jedoch ist die Steuervorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung in gleichem Maße auf ein Antriebssystem
anwendbar, bei dem ein elektrisch gesteuerter Differentialabschnitt
und ein gestuft variabler Getriebeabschnitt nicht mechanisch unabhängig voneinander
sind, vorausgesetzt dass das Antriebssystem im Ganzen eine elektrische
Differentialfunktion und eine Schaltfunktion, die unterschiedlich
von der elektrischen Differentialfunktion ist, hat. Ferner können
der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt und der gestuft
variable Getriebeabschnitt geeignet in einer gewünschten
Reihenfolge in dem Antriebssystem angeordnet werden.
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Es
ist ersichtlich, dass das Ausführungsbeispiel der Erfindung
lediglich zum Zweck der Darstellung beschrieben wurde, und dass
die vorliegende Erfindung mit verschiedenartigen Änderungen
und Abwandlungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann
offensichtlich sind.
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Eine
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungssystem 10 weist
(a) einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt 11,
der einen Differentialmechanismus 16 und einen ersten Elektromotor
M1, der betriebsfähig mit einem Drehelement S1 des Differentialmechanismus
verbunden ist, und der betreibbar ist, um einen Differentialzustand zwischen
einer Drehzahl seiner Eingangswelle 14, die mit einer Antriebsleistungsquelle 8 verbunden
ist, und einer Drehzahl seiner Ausgangswelle 18 durch Steuern
eines Betriebszustands des ersten Elektromotors zu steuern, (b)
einen Getriebeabschnitt 20, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads
zwischen dem elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt und einem
Antriebsrad 34 eines Fahrzeugs bildet, und (c) einen zweiten
Elektromotor M2 auf, der mit dem Leistungsübertragungspfad
verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung einen Abschnitt 102 zur Unterbindung
der Rückführregelung aufweist, der konfiguriert
ist, um eine Rückführregelung des ersten Elektromotors
M1 gemäß einer Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors
M2 bei gleichzeitigen Schaltvorgängen des elektrisch gesteuerten
Differentialabschnitts 11 und des Getriebeabschnitt 20 zu
unterbinden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-141588 [0001]
- - JP 2000-197208 A [0003]