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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steuervorrichtungen für
Antriebsgeräte eines Hybridfahrzeugs, die es ermöglichen,
dass ein Elektromotor ein Fahrzeug antreibt, wobei ein Verbrennungsmotor im
angehaltenen Zustand bleibt. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Technologie zum minimalen Gestalten eines nachteilhaften Effektes
auf die Haltbarkeit eines Elektromotors, der durch Fahrschwingungen
bewirkt wird, die sich bei dem Verbrennungsmotor während
eines Anhaltens des Verbrennungsmotors ergeben.
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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
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Im
Stand der Technik ist eine Steuervorrichtung für ein Antriebsgerät
eines Hybridfahrzeugs bekannt, das einen Differenzialmechanismus
mit einem ersten Drehelement, das mit einem Verbrennungsmotor verbunden
ist, einem zweiten Elektromotor, der mit einem ersten Elektromotor
verbunden ist, und einem dritten Drehelement, das mit einem zweiten Elektromotor
verbunden ist, und einen Kraftübertragungsweg (Kraftübertragungspfad)
aufweist. Beispielsweise offenbart die Patentveröffentlichung
1 (die
japanische Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer 2005-264 762 )
eine derartige Steuervorrichtung für ein Antriebsgerät
eines Hybridfahrzeugs. Die Steuervorrichtung für ein Antriebsgerät
eines Hybridfahrzeugs war so eingerichtet, dass sie einen Motorantriebsfahrmodus
ausführt, um zu bewirken, dass ein Fahrzeug unter Verwendung
einer Abgabeleistung des zweiten Elektromotors fährt, wobei der
Verbrennungsmotor im angehaltenen Zustand verbleibt.
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Während
des Motorantriebsfahrmodus ergeben sich bei dem Verbrennungsmotor
Fahrschwingungen, die von der Fahrt des Fahrzeugs herrühren, wenn
der Verbrennungsmotor im angehaltenen Zustand verbleibt. In einem
derartigen Fall bleiben insbesondere die Bauteile des Verbrennungsmotors kontinuierlich
in Kontakt miteinander in gleicher Stellung und kein Schmieröl
zirkuliert in dem Verbrennungsmotor. Wenn ein derartiger Zustand
kontinuierlich auftritt, ist beobachtet worden, dass die Fahrschwingungen
einen nachteilhaften Effekt auf die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors
ausüben.
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Jedoch
ist, obwohl die Steuervorrichtung für das Antriebsgerät
des Hybridfahrzeugs, die in der Patentveröffentlichung
1 offenbart ist, den Start des Motorantriebsfahrmodus ermöglicht,
nicht berücksichtigt worden, dass die Fahrschwingungen
möglicherweise einen nachteilhaften Effekt auf den Verbrennungsmotor
bewirken, der während des Motorantriebsfahrmodus angehalten
bleibt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das vorstehend Genannte
ausgeführt worden und ihre Aufgabe ist es, eine Steuervorrichtung
für ein Antriebsgerät eines Hybridfahrzeugs zu
schaffen, das es ermöglicht, ein Fahrzeug unter Verwendung
eines Elektromotors fahren zu lassen, wobei ein Verbrennungsmotor
angehalten bleibt, wodurch die Möglichkeit eines nachteilhaften
Effektes auf die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors aufgrund von
Fahrschwingungen minimal gestaltet wird, die auf den Verbrennungsmotor
während eines angehaltenen Zustands desselben einwirken.
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Um
die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, weist
gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
(a) das Antriebsgerät des Hybridfahrzeugs einen Verbrennungsmotor
und einen Elektromotor auf, die mit einem Kraftübertragungspfad
verbunden sind, der sich zu Antriebsrädern erstreckt, wobei
ein Motorantriebsfahrmodus ermöglicht wird, bei dem bewirkt
wird, dass das Fahrzeug durch den Elektromotor fährt, wobei
der Verbrennungsmotor im angehaltenen Zustand bleibt; und (b) bewirkt
eine Steuervorrichtung, dass eine Verbrennungsmotordrehsteuerung
zum Drehen einer Abgabewelle des Verbrennungsmotors in einem derartigen
Fall ausgeführt wird, bei dem eine laufende Fahrstrecke
(Entfernung), die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, einen
vorgegebenen Wert überschreitet.
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Bei
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist (a) das Antriebsgerät
des Hybridfahrzeugs einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor
auf, die mit einem Kraftübertragungspfad verbunden sind,
der sich zu Antriebsrädern erstreckt, wobei ein Motorantriebsfahrmodus ermöglicht
wird, bei dem bewirkt wird, dass das Fahrzeug mit dem Elektromotor
fährt, wobei der Verbrennungsmotor im angehaltenen Zustand
bleibt; und (b) bewirkt eine Steuervorrichtung, dass eine Verbrennungsmotordrehsteuerung
zum Drehen einer Abgabewelle des Verbrennungsmotors in einem Fall
ausgeführt wird, bei dem eine laufende Fahrzeit, die sich
in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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Bei
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist (a) das Antriebsgerät
des Hybridfahrzeugs einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor
auf, die mit einem Kraftübertragungspfad verbunden sind,
der sich zu Antriebsrädern erstreckt, wobei ein Motorantriebsfahrmodus
ermöglicht ist, bei dem bewirkt wird, dass das Fahrzeug
mit dem Elektromotor fährt, wobei der Verbrennungsmotor
im angehaltenen Zustand bleibt; und (b) bewirkt eine Steuervorrichtung,
dass eine Verbrennungsmotordrehsteuerung zum Drehen einer Abgabewelle
des Verbrennungsmotors in einem Fall ausgeführt wird, bei dem
eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die sich in dem Motorantriebsfahrmodus
ergibt, einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Drehzahl der
Abgabewelle bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung in Abhängigkeit
von der Temperatur einer Kühlflüssigkeit in dem Verbrennungsmotor
geändert.
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Bei
einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die
Drehzahl der Abgabewelle bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung
in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur geändert.
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Bei
einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Ausführzeit
zum Drehen der Abgabewelle bei dem Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von
der Temperatur der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors
geändert.
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Bei
einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ausführzeit
zum Drehen der Abgabewelle bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung
in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur geändert.
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Bei
einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist (a) das Antriebsgerät
des Hybridfahrzeugs des Weiteren eine Kraftübertragungsvorrichtung
auf, die mit dem Verbrennungsmotor für einen Kraftübertragungszustand
verbunden ist; und weist (b) die Kraftübertragungsvorrichtung
Folgendes auf: einen elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt, der
einen Differenzialmechanismus und einen Differenzialbetrieb-Elektromotor
aufweist, der mit dem Differenzialmechanismus zum Zwecke eines Kraftübertragungszustandes
verbunden ist, und der so arbeitet, dass ein Differenzialzustand
des Differenzialmechanismus beim Steuern eines Betriebszustands des
Differenzialbetrieb-Elektromotors gesteuert wird, und einen Schaltabschnitt,
der einen Teil der Kraftübertragungsbahn ausbildet.
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Bei
einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Schaltabschnitt
ein gestuft variables Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten).
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Bei
einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht der elektrisch
gesteuerte Differenzialabschnitt aus mehr als zwei Elektromotoren
und einem Planetengetriebesatz.
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Wenn
bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die aufeinanderfolgende
(laufende) Fahrentfernung, die bei dem Motorantriebsfahrmodus involviert
ist, den vorgegebenen Wert überschreitet, wird die Verbrennungsmotordrehsteuerung
ausgeführt, um die Abgabewelle des Verbrennungsmotors zu
drehen. Dies ermöglicht eine Drehung der Abgabewelle zum
Zwecke der Beschleunigung der Schmierung des Verbrennungsmotors.
Dadurch wird außerdem vermieden, dass die Bauteile des
Verbrennungsmotors kontinuierlich miteinander in gleicher Stellung
während eines Anhaltens des Verbrennungsmotors in Kontakt
bleiben, wodurch ein nachteilhafter Effekt auf die Haltbarkeit des
Verbrennungsmotors aufgrund der Laufschwingungen minimal gestaltet
wird, die während des Motorantriebsfahrmodus bewirkt werden.
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Vorzugsweise
wird während der Verbrennungsmotordrehsteuerung die Abgabewelle
des Verbrennungsmotors nicht dazu gebracht, dass sie zum Zwecke
des Startens desselben dreht. Somit wird kein Zünden bei
dem Verbrennungsmotor herbeigeführt.
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Vorzugsweise
wird die Drehung der Abgabewelle des Verbrennungsmotors bei der
Verbrennungsmotordrehsteuerung eine vorgegebene Zeitspanne (Zeitintervall)
lang oder eine vorgegebene Anzahl an Umdrehungen herbeigeführt.
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Häufig
ist ein Resonanzbereich in einem Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors
vorhanden, bei dem Schwingungen des Verbrennungsmotors, die durch
seine Drehung hervorgerufen werden, beträchtlich in einem
bestimmten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors verstärkt
werden. In einem derartigen Fall ermöglicht vorzugsweise
die Verbrennungsmotordrehsteuerung, dass die Drehzahl der Abgabewelle
des Verbrennungsmotors geringer als der Resonanzbereich ist.
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Wenn
gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
die aufeinanderfolgende (laufende) Fahrzeit, die bei dem Motorantriebsfahrmodus involviert
ist, den vorgegebenen Wert überschreitet, wird die Verbrennungsmotordrehsteuerung
ausgeführt. Dadurch wird ermöglicht, dass die
Drehung der Abgabewelle die Schmierung des Verbrennungsmotors beschleunigt.
Des Weiteren wird dadurch außerdem vermieden, dass die
Bauteile des Verbrennungsmotors kontinuierlich miteinander bei gleicher Stellung
während eines Anhaltens des Verbrennungsmotors in Kontakt
bleiben. Somit wird ein nachteilhafter Einfluss auf die Haltbarkeit
des Verbrennungsmotors aufgrund der Fahrschwingungen, die während
des Motorantriebsfahrmodus bewirkt werden, minimal gestaltet.
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Im
Allgemeinen nimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, die
Größe der Schwingungen zu, die bei dem Verbrennungsmotor
bewirkt werden, der zu einem Kraftfahrzeug gehört. In dieser Hinsicht
wird bei einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt,
wenn die bei dem Motorantriebslaufmotor involvierte Fahrzeuggeschwindigkeit
den vorgegebenen Wert überschreitet. Dies ermöglicht,
dass die Drehung der Abgabewelle die Schmierung des Verbrennungsmotors
beschleunigt. Des Weiteren wird dadurch auch vermieden, dass der
Verbrennungsmotor kontinuierlich in einem stationären Zustand
während einer Phase verbleibt, bei der verstärkte
Fahrschwingungen auftreten, wodurch der nachteilhafte Effekt auf
die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors aufgrund der Fahrschwingungen
minimal gestaltet wird, die während des Motorantriebsfahrmodus
bewirkt werden.
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Im
Allgemeinen ergeben sich, wenn die Temperatur eines Kühlmittels
(Kühlflüssigkeit) des Verbrennungsmotors variiert,
Variationen bei der Temperatur und der Viskosität des Schmieröls
in dem Verbrennungsmotor. Somit ergibt sich selbst dann, wenn der
Verbrennungsmotor dazu gebracht wird, dass er bei einer vorgegebenen
Drehzahl eine vorgegebene Zeitspanne lang arbeitet, ein Unterschied
bei den Wirkungen der Beschleunigung des Schmierens des Verbrennungsmotors.
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Bei
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dieser Hinsicht
die Verbrennungsmotordrehsteuerung so ausgeführt, dass
die Drehzahl der Abgabewelle in Abhängigkeit von der Temperatur
der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors variiert.
Somit kann die Verbrennungsmotordrehsteuerung das Auftreten einer
Zunahme von Differenzen bei dem Effekt zum Beschleunigen der Schmierung des
Verbrennungsmotors unterdrücken. Vorzugsweise wird die
Drehzahl der Abgabewelle bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung
derart geändert, dass, je niedriger die Temperatur des
Kühlmittels des Verbrennungsmotors ist, die Drehzahl der
Abgabewelle umso größer wird.
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Im
Allgemeinen ergeben sich, wenn die Umgebungstemperatur variiert,
Variationen in der Temperatur und der Viskosität des Schmieröls
in dem Verbrennungsmotor. Somit ergibt sich selbst dann, wenn der
Verbrennungsmotor dazu gebracht wird, dass er bei der vorgegebenen
Drehzahl die vorgegebene Zeitspanne lang arbeitet, der Unterschied
bei den Wirkungen der Beschleunigung des Schmierens des Verbrennungsmotors.
Bei einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ändert
in dieser Hinsicht die Verbrennungsmotordrehsteuerung die Drehzahl der
Abgabewelle in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur.
Somit kann die Verbrennungsmotordrehsteuerung das Auftreten einer
Zunahme von Unterschieden bei den Wirkungen der Beschleunigung des
Schmierens des Verbrennungsmotors aufgrund der Differenz der Umgebungstemperatur
unterdrücken. Vorzugsweise wird die Drehzahl der Abgabewelle
bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung derart geändert,
dass, je geringer die Umgebungstemperatur ist, die Drehzahl der
Abgabewelle umso größer wird.
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Bei
einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Ausführzeit
zum Drehen der Abgabewelle bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung
in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlflüssigkeit in
dem Verbrennungsmotor geändert. Dies kann das Auftreten
einer Zunahme eines Unterschieds bei den Wirkungen der Beschleunigung
des Schmierens des Verbrennungsmotors, der sich aufgrund der Temperaturdifferenz
der Kühlflüssigkeit ergibt, unterdrücken.
Vorzugsweise wird die Ausführzeit zum Drehen der Abgabewelle
bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung derart geändert,
dass, je geringer die Temperatur der Kühlflüssigkeit
in dem Verbrennungsmotor ist, umso länger die Ausführzeit
ist.
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Bei
einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Ausführzeit
zum Drehen der Abgabewelle bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung
in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur geändert.
Dadurch kann das Auftreten einer Zunahme eines Unterschieds bei
den Wirkungen der Beschleunigung des Schmierens des Verbrennungsmotors,
die sich aufgrund der Differenz bei der Umgebungstemperatur ergibt,
unterdrückt werden. Vorzugsweise wird die Ausführzeit
zum Drehen der Abgabewelle bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung derart
geändert, dass dann, wenn die Umgebungstemperatur niedriger
ist, die Ausführzeit länger wird.
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Bei
einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kraftübertragungsvorrichtung den
elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt, der den Differenzialmechanismus
und den Differenzialbetrieb-Elektromotor aufweist, der mit dem Differenzialmechanismus
aus Kraftübertragungsgründen verbunden ist, und
der so arbeitet, dass der Differenzialzustand des Differenzialmechanismus
beim Steuern des Betriebszustandes des Differenzialbetrieb-Elektromotors
gesteuert wird, und den Schaltabschnitt auf, die einen Teil der
Kraftübertragungsbahn ausbilden. Somit ermöglichen
der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt und der Schaltabschnitt
das Ausbilden des kontinuierlich variablen Getriebes als Ganzes.
Außerdem kann der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt
nicht nur so arbeiten, dass das Schaltverhältnis kontinuierlich
variiert wird, d. h., das Schaltverhältnis kann außerdem
Schritt für Schritt (stufenweise) variieren.
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Vorzugsweise
weist das Antriebsgerät des Hybridfahrzeugs die Differenzialbetriebbegrenzungsvorrichtung
auf, die so betreibbar ist, dass sie den Differenzialbetrieb des
Differenzialmechanismus begrenzt, wodurch bewirkt wird, dass die
Abgabewelle des Verbrennungsmotors sich bei Begrenzung des Differenzialvorgangs
(Differenzialbetrieb) des Differenzialmechanismus dreht. Bei einem
derartigen Betrieb kann die Abgabewelle des Verbrennungsmotors gedreht
werden, ohne den Differenzialbetrieb-Elektromotor zum Steuern des
Differenzialzustandes des Differenzialmechanismus anzutreiben.
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Bei
einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Schaltabschnitt
das variable Schrittgetriebe (Getriebe zum gestuften variablen Schalten)
auf, wodurch ermöglicht wird, dass der Schaltabschnitt
das Schaltverhältnis in einem breiten Bereich variabel
vorsieht.
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Bei
einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der elektrisch
gesteuerte Differenzialabschnitt mehr als zwei Elektromotoren und
einen Planetengetriebesatz auf. Bei einem derartigen Aufbau ermöglicht
das Steuern des Betriebszustandes der Elektromotoren, dass der elektrisch
gesteuerte Differenzialabschnitt kontinuierlich die Abgabedrehzahl
erhöht oder verringert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Skelettansicht eines Aufbaus eines Antriebsgeräts
eines Hybridfahrzeugs, bei dem eine Steuervorrichtung der vorliegenden
Erfindung angewendet wird.
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2 zeigt
eine Einrückbetriebstabelle der Beziehung zwischen einem
Schaltvorgang, bei dem das in 1 gezeigte
Antriebsgerät des Hybridfahrzeugs in einen kontinuierlich
variablen Schaltzustand oder einen gestuft variablen Schaltzustand
versetzt ist, und den Betriebsvorgängen der Reibungseingriffsvorrichtungen
der Hydraulikart in Kombination.
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3 zeigt
ein colineares Diagramm der Relativdrehzahlen von Drehelementen
bei verschiedenen Gangpositionen, wenn das in 1 gezeigte
Antriebsgerät des Hybridfahrzeugs dazu gebracht wird, dass
es in dem gestuft variablen Schaltzustand arbeitet.
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4 zeigt
eine Ansicht von Eingangssignalen und Ausgangssignalen, die in eine
elektronische Steuereinheit eingegeben werden oder von der elektronischen
Steuereinheit ausgegeben werden, die in dem in 1 gezeigten
Antriebsgerät des Hybridfahrzeugs eingebaut ist.
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5 zeigt
ein Beispiel einer Schaltbetriebsvorrichtung, die mit einem Schalthebel
versehen ist, um eine einer Vielzahl von Schaltpositionen auszuwählen.
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6 zeigt
eine Funktionsblockdarstellung von einer Hauptsteuerfunktion, die
durch die in 4 gezeigte elektronische Steuereinheit
ausgeführt wird.
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7 zeigt
eine Ansicht eines Beispiels eines zuvor gespeicherten Schaltdiagramms,
das an einem zweidimensionalen Koordinatensystem im Hinblick auf
Parameter abgetragen ist, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein
abgegebenes Moment umfassen, wobei auf der Grundlage von diesem
ein Schalten in einem Automatikschaltabschnitt bestimmt wird. Außerdem
ist ein Beispiel eines zuvor gespeicherten Schaltdiagramms gezeigt,
auf dessen Grundlage ein Schalten des Schaltzustandes des Schaltmechanismus
bestimmt wird, und es ist ein Beispiel eines zuvor gespeicherten
Antriebskraftquellenschaltdiagramms gezeigt, das eine Grenzlinie zwischen
einem Verbrennungsmotorantriebsbereich und einem Motorantriebsbereich
hat, die zum Schalten eines Verbrennungsmotorantriebsmodus und eines Motorantriebsfahrmodus
verwendet werden, während die Beziehung zwischen diesen
Beispielen dargestellt ist.
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8 zeigt
eine Konzeptansicht der zuvor gespeicherten Beziehung, die eine
Grenzlinie zwischen dem kontinuierlich variablen Steuerbereich und
einem gestuft variablen Steuerbereich betrifft, die in geeigneter
Weise verwendet wird, um eine Grenze zwischen dem kontinuierlich
variablen Steuerbereich und dem gestuft variablen Steuerbereich abzubilden,
wie dies in gestrichelten Linien in 7 gezeigt
ist.
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9 zeigt
ein Flussdiagramm einer Basisabfolge von Hauptsteuervorgängen,
die bei der in 4 gezeigten elektronischen
Steuereinheit ausgeführt werden, d. h. eine Basisabfolge
von Hauptsteuervorgängen, die ausgeführt werden,
um einen nachteilhaften Effekt auf die Haltbarkeit eines Verbrennungsmotors
minimal zu gestalten, der sich aufgrund von Fahrschwingungen ergibt,
die in dem Motorantriebsfahrmodus bewirkt werden.
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10 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung
von Steuervorgängen, die in dem Flussdiagramm von 9 gezeigt
sind, wobei eine Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt
wird, wenn eine aufeinanderfolgende Fahrentfernung, die bei dem
Motorantriebsfahrmodus involviert ist, einen vorgegebenen Bestimmungswert
der aufeinanderfolgenden Fahrentfernung überschreitet.
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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Nachstehend
sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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<Ausführungsbeispiel>
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Ein
Antriebssystem eines Hybridfahrzeugs, bei dem eine Steuervorrichtung
der vorliegenden Erfindung angewendet wird, weist einen Schaltmechanismus 10,
der als eine Kraftübertragungsvorrichtung wirkt, und einen
Verbrennungsmotor 8 auf. 1 zeigt
eine Skelettansicht des Schaltmechanismus 10, der einen
Teil des Antriebssystems für das Hybridfahrzeug ausbildet.
In 1 weist der Schaltmechanismus 10 eine
Eingangswelle 14, die als ein Eingangsdrehelement in einem
Getriebegehäuse 12 (nachstehend ist dieses als
"Gehäuse 12" bezeichnet) in Übereinstimmung
mit einer gemeinsamen Achse angeordnet ist, die an einem Fahrzeugkörper als
ein nicht drehendes Element montiert ist, einen Differenzialabschnitt 11,
der direkt mit der Eingangswelle 14 verbunden ist oder
indirekt mit dieser über einen nicht gezeigten Pulsationsabsorbierdämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung)
verbunden ist, einen Automatikschaltabschnitt 20, der mit
einer Kraftübertragungsbahn zwischen dem Differenzialmechanismus 11 und
den Antriebsrädern 38 (siehe 6) über
ein Kraftübertragungselement (eine Übertragungswelle) 18 in
Reihe verbunden ist, und ein Abgabedrehelement 22, das
mit dem Automatikschaltmechanismus 20 verbunden ist, auf,
wobei alle miteinander in Reihe verbunden sind.
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Der
Schaltmechanismus 10, der vorzugsweise bei einem Fahrzeug
der FR-Art (Fahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb) anwendbar ist,
ist zwischen dem Verbrennungsmotor 8, der aus einer Fahrantriebskraftquelle,
wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor, wie ein Benzinmotor oder
ein Dieselmotor besteht und direkt mit der Eingangswelle 14 verbunden
ist oder indirekt mit dieser über den Pulsationsabsorbierdämpfer
verbunden ist, und einem Paar an Antriebsrädern 38 angeordnet
(siehe 6). Dadurch wird ermöglicht,
dass eine von dem Verbrennungsmotor 8 gelieferte Antriebskraft
zu den als ein Paar vorgesehenen Antriebsrädern 38,
die sich links und rechts befinden, in Abfolge durch eine Differenzialgetriebevorrichtung 36 (Enddrehzahlverringerungsgetriebe)
und ein Paar an Antriebsachsen übertragen wird.
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Bei
dem Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
sind der Verbrennungsmotor 8 und der Differenzialabschnitt 11 direkt miteinander
verbunden. Genauer gesagt sind eine Verbrennungsmotorabgabewelle 94,
die als eine Abgabewelle des Verbrennungsmotors 8 dient,
und die Eingangswelle 14 des Schaltmechanismus 10 direkt miteinander
verbunden. Der hierbei verwendete Ausdruck "direkte Verbindung"
bezieht sich auf eine Verbindung, die ohne Zwischenanordnung irgendeiner Übertragungsvorrichtung
der Fluidart, wie beispielsweise ein Drehmomentwandler, ein Fluideingriff
oder dergleichen verwirklicht wird, die eine Verbindung umfasst,
die beispielsweise unter Verwendung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung
verwirklicht wird. Der Schaltmechanismus 10 hat eine obere
und eine untere Hälfte, die in symmetrischer Beziehung
in Bezug auf eine Achse des Schaltmechanismus 10 angeordnet
sind, und folglich ist in der Skelettansicht von 1 die
untere Hälfte weggelassen worden.
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Der
Differenzialabschnitt 11, von dem gesagt werden kann, dass
er ein elektrisch gesteuerter Differenzialabschnitt im Hinblick
auf einen ersten Elektromotor ist, der zum Variieren eines Differenzialzustandes
genutzt wird, ist mit einem Kraftverteilmechanismus 16 versehen,
der zwei Elektromotoren und eine Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 aufweist,
die einer beanspruchten Planetengetriebeeinheit entspricht. Insbesondere
weist der Differenzialabschnitt 11 einen ersten Elektromotor
M1, der einem beanspruchten, einen Differenzialvorgang initiierenden
Elektromotor entspricht, einen Kraftverteilmechanismus 16 und
einen zweiten Elektromotor M2 auf. Der Kraftverteilmechanismus 16 weist
einen mechanischen Mechanismus auf, durch den eine Abgabeleistung
des Verbrennungsmotors 8, die zu der Eingangswelle 14 eingegeben
wird, mechanisch verteilt wird, und dient als ein Differenzialmechanismus zum
Verteilen der Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 zu
dem ersten Elektromotor M1 und dem Kraftübertragungselement 18.
Der zweite Elektromotor M2 ist ein Elektromotor, der durch die Kraftübertragungsbahn
mit den Antriebsrädern 38 so verbunden ist, dass
sie mit dem Kraftübertragungselement 18 als eine
Einheit drehbar sind.
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Des
Weiteren sind der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 sogenannte
Motor-Generatoren, von denen jeder eine Funktion zum Ausführen des
Betriebs sogar als ein elektrischer Antriebsgenerator hat. Der erste
Elektromotor M1 hat zumindest eine Funktion als ein elektrischer
Antriebsgenerator, der eine Reaktionskraft erzeugt, und der zweite
Elektromotor M2 hat zumindest eine Funktion, bei der er als ein
Elektromotor so arbeitet, dass er als Fahrantriebskraftquelle zum
Erzeugen einer Antriebskraft arbeitet.
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Der
Kraftverteilmechanismus 16, der dem beanspruchten Differenzialmechanismus
entspricht, weist hauptsächlich eine Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 einer
Einzelzahnradart mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ρ0
in der Größenordnung von beispielsweise ungefähr "0,418",
eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B0 auf. Die Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 weist
Drehelemente, wie beispielsweise ein Differenzialabschnitt-Sonnenrad
S0, Differenzialabschnitt-Planetenräder P0, einen Differenzialabschnittträger
CA0, der die Differenzialabschnitt-Planetenräder P0 derart
stützt, dass sie um ihre Achse drehbar sind und sich um
das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0 bewegen, und ein Differenzialabschnitt-Hohlrad
R0 auf, das in Zahneingriff mit dem Differenzialabschnitt-Sonnenrad
S0 über die Differenzialabschnitt-Planetenräder
P0 gehalten wird. Unter der Annahme, dass das Differenzialabschnitt-Sonnenrad
S0 und das Differenzialabschnitt-Hohlrad R0 die Zähnezahlen
ZS0 bzw. ZR0 jeweils haben, wird das Übersetzungsverhältnis ρ0 als
ZS0/ZR0 ausgedrückt.
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Bei
einem derartigen Kraftverteilmechanismus 16 ist der Differenzialabschnittträger
CA0 mit der Eingangswelle 14, d. h. dem Verbrennungsmotor 8 verbunden,
ist das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0 mit dem ersten Elektromotor
M1 verbunden und ist das Differenzialabschnitt-Hohlrad R0 mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden.
Die Schaltbremse B0 ist zwischen dem Differenzialabschnitt-Sonnenrad
S0 und dem Gehäuse 12 angeordnet, und die Schaltkupplung
C0 ist zwischen dem Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0 und dem Differenzialabschnittträger
CA0 angeordnet.
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Wenn
sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 dazu gebracht
werden, dass sie ausrücken, arbeitet der Kraftverteilmechanismus 16 derart,
dass das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0, der Differenzialabschnittträger
CA0 und das Differenzialabschnitt-Hohlrad R0, die sämtlich
miteinander die drei Elemente der Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 bilden, dazu
gebracht werden, dass sie sich relativ zueinander drehen. Dies ermöglicht,
dass der Kraftverteilmechanismus 16 betriebsbereit gemacht
wird, um einen Differenzialvorgang auszuführen, d. h. in
einem Differenzialzustand, bei dem der Differenzialvorgang ausgeführt
wird. In diesem Augenblick wird die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 zu
dem ersten Elektromotor M1 und dem Kraftübertragungselement 18 verteilt.
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Ein
Teil der verteilten Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 bewirkt,
dass der erste Elektromotor M1 elektrische Energie erzeugt, die
in einer Batterie gespeichert wird, während der zweite
Elektromotor M2 drehend angetrieben wird. Dies macht den Differenzialabschnitt 11 (den
Kraftverteilmechanismus 16) betriebsbereit und zwar so,
dass er als elektrisch gesteuerte Differenzialvorrichtung wirkt. Somit
wird der Differenzialabschnitt 11 in einen sogenannten
kontinuierlich variablen Schaltzustand (elektrisch gesteuerter CVT-Zustand)
versetzt, bei dem die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18 unabhängig
von dem Verbrennungsmotor 8 kontinuierlich variiert, der
bei einer vorgegebenen Drehzahl arbeitet.
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Das
heißt, wenn der Kraftverteilmechanismus 16 in
den Differenzialzustand versetzt wird, wird der Differenzialabschnitt 11 ebenfalls
in den Differenzialzustand versetzt. In diesem Augenblick ermöglicht
das Steuern des Betriebszustandes des ersten Elektromotors M1, dass
der Kraftverteilmechanismus 16 gesteuert wird. Bei einer
derartigen Steuerung wird der Differenzialabschnitt 11 in
den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, bei dem er
als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe fungiert.
Dadurch wird ein Schaltverhältnis γ0 (die Drehzahl
der Eingangswelle 14/die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18)
bewirkt, das kontinuierlich in Werten variiert, die von einem minimalen Wert γ0min
bis zu einem maximalen Wert γ0max reichen.
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Wenn
in einem derartigen Zustand die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse
B0 dazu gebracht wird, dass sie einrückt, wird der Kraftverteilmechanismus 16 in
einen Nicht-Differenzialzustand versetzt, bei dem der Differenzialvorgang
außer Kraft gesetzt wird, d. h., es wird kein Differenzialvorgang bewirkt.
Insbesondere werden, wenn die Schaltkupplung C0 dazu gebracht wird,
dass sie einrückt, was bewirkt, dass das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0
und der Differenzialabschnittträger CA0 als eine Einheit
miteinander gekuppelt werden, die drei Elemente der Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24,
die das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0, den Differenzialabschnittträger
CA0 und das Differenzialabschnitt-Hohlrad R0 umfassen, dazu gebracht,
dass sie sich miteinander drehen, d. h. in einen als eine Einheit
bewirkten Drehzustand gelangen. Dies bewirkt, dass der Kraftverteilmechanismus 16 in
einen arretierten Zustand im Nicht-Differenzialzustand versetzt
wird, bei dem kein Differenzialvorgang bewirkt wird. Somit wird
der Differenzialabschnitt 11 in den Nicht-Differenzialzustand
gebracht. Des Weiteren führt dies zu einem Zustand, bei
dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors 8 mit der Drehzahl
des Kraftübertragungselementes 18 übereinstimmt.
Somit wird der Differenzialabschnitt 11 (der Kraftverteilmechanismus 16)
in einen fixierten Schaltzustand versetzt, d. h. in einen gestuft
variablen Schaltzustand, bei dem er als ein Getriebe fungiert, bei
dem das Schaltverhältnis γ0 auf "1" fixiert ist.
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Anstelle
eines Einrückens der Schaltkupplung C0 wird als Nächstes,
wenn die Schaltbremse B0 dazu gebracht wird, dass sie einrückt,
das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0 mit dem Gehäuse 12 gekuppelt.
In diesem Fall wird der Kraftverteilmechanismus 16 in den
arretierten Zustand versetzt, bei dem das Differenzialabschnitt-Sonnenrad
S0 in einen nicht drehenden Zustand unter Nicht-Differenzialzustand
gebracht wird, bei dem kein Differenzialvorgang bewirkt wird. Dies
bewirkt außerdem, dass der Differenzialabschnitt 11 in
den Nicht-Differenzialzustand versetzt wird. Des Weiteren dreht
sich das Differenzialabschnitt-Hohlrad R0 bei einer Drehzahl, die höher
als die Drehzahl des Differenzialabschnittträgers CA0 ist,
und folglich wird bewirkt, dass der Kraftverteilmechanismus 16 als
ein Drehzahlerhöhungsmechanismus arbeitet. Somit wird der
Differenzialabschnitt 11 (der Kraftverteilmechanismus 16)
in den fixierten Schaltzustand versetzt, d. h. in den gestuft variablen
Schaltzustand, um als ein Drehzahlerhöhungsgetriebe zu
fungieren, bei dem das Schaltverhältnis γ0 auf
einen Wert fixiert ist, der kleiner als "1" ist, d. h. in der Größenordnung
von beispielsweise ungefähr 0,7.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bewirken die Schaltkupplung
C0 und die Schaltbremse B0, dass der Schaltzustand des Differenzialabschnitts 11 (Kraftverteilmechanismus 16)
wahlweise in den Differenzialzustand d. h. den nicht-arretierten Zustand
und den Nicht-Differenzialzustand d. h. den arretierten Zustand
versetzt wird. Das heißt, der Schaltzustand wird in einer Phase
zu dem Differenzialzustand geschaltet, bei dem der Differenzialabschnitt 11 (Kraftverteilmechanismus 16)
betriebsbereit gemacht wird, und zwar als die elektrisch gesteuerte
Differenzialvorrichtung in einem kontinuierlich variablen Schaltzustand.
In einem derartigen Schaltzustand wird der Differenzialabschnitt 11 als
das kontinuierlich variable Getriebe betriebsbereit gestaltet, bei
dem beispielsweise das Schaltverhältnis kontinuierlich
variabel ist.
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In
der anderen Phase wird der Schaltzustand zu einem anderen Schaltzustand
geschaltet, bei dem kein elektrisch gesteuerter kontinuierlich variabler Schaltvorgang
bewirkt wird, d. h. der arretierte Zustand, bei dem der Differenzialabschnitt 11 nicht
als das kontinuierlich variable Getriebe betriebsbereit gemacht
wird. Dies setzt den Betrieb des kontinuierlich variablen Getriebes
außer Kraft, um zu bewirken, dass das Schaltverhältnis
bei einem fixierten Wert arretiert wird. Das heißt, der
Differenzialabschnitt 11 wird in einen fixierten Schaltzustand
(Nicht-Differenzialzustand) versetzt.
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Somit
wird kein elektrisch gesteuerter, kontinuierlich variabler Schaltvorgang
bewirkt, um den Differenzialabschnitt 11 außer
Betrieb zu setzen, so dass er als ein Getriebe einer Einzelstufe
oder einer Mehrstufe mit Schaltverhältnissen von einer
oder mehr als zwei Arten arbeitet. Anders ausgedrückt wird
der Differenzialabschnitt 11 in einen fixierten Schaltzustand
so versetzt, dass er als das Getriebe mit einer Einzelstufe mit
einem Schaltverhältnis, das fixiert ist, oder als Mehrstufengetriebe
arbeitet. Somit wird bewirkt, dass die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse
B0 als eine Differenzialzustandschaltvorrichtung fungieren, die wahlweise
die Schaltzustände in der vorstehend beschriebenen Weise schaltet.
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Der
automatische Schaltabschnitt 20, der dem beanspruchten
Schaltabschnitt entspricht, ist ein gestuft variables Getriebe,
das so arbeitet, dass es ein Schaltverhältnis (= ein Verhältnis
aus einer Drehzahl N18 des Kraftübertragungselementes 18/Drehzahl
NOUT des Abgabedrehelementes 22) Schritt
für Schritt variiert. Der automatische Schaltabschnitt 20 dient
als der Schaltabschnitt, der als ein Automatikgetriebe fungiert,
das die Fähigkeit zum automatischen Ausführen
des Schaltens aufweist. Der automatische Schaltabschnitt 20 weist
eine erste Planetengetriebeeinheit 26 einer Einzelzahnradart, eine
zweite Planetengetriebeeinheit 28 einer Einzelzahnradart
und eine dritte Planetengetriebeeinheit 30 einer Einzelzahnradart
auf. Die erste Planetengetriebeeinheit 26 weist ein erstes
Sonnenrad S1, erste Planetenräder P1, einen ersten Träger
CA1, der die ersten Planetenräder P1 derart stützt,
dass sie sich um ihre Achsen drehen können und um das erste Sonnenrad
S1 herum beweglich sind, und ein erstes Hohlrad R1, das in Zahneingriff
mit dem ersten Sonnenrad S1 über die ersten Planetenräder
P1 gehalten wird, auf. Somit hat die erste Planetengetriebeeinheit 26 ein Übersetzungsverhältnis ρ1
von beispielsweise ungefähr "0,562".
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Die
zweite Planetengetriebeeinheit 28 weist ein zweites Sonnenrad
S2, zweite Planetenräder P2, einen zweiten Träger
CA2, der die zweiten Planetenräder P2 derart stützt,
dass sie um ihre Achsen drehbar sind und um das zweite Sonnenrad
S2 herum beweglich sind, und ein zweites Hohlrad R2 auf, das in Zahneingriff
mit dem zweiten Sonnenrad S2 über die zweiten Planetenräder
P2 gehalten wird, wobei sie ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ρ2
von beispielsweise ungefähr "0,425" hat. Die dritte Planetengetriebeeinheit 30 weist
ein drittes Sonnenrad S3, dritte Planetenräder P3, einen
dritten Träger CA4, der die dritten Planetenräder
P3 derart stützt, dass sie um ihre Achsen drehbar sind
und um das dritte Sonnenrad S3 herum beweglich sind, und ein drittes Hohlrad
R3 auf, das in Zahneingriff mit dem dritten Sonnenrad S3 durch die
dritten Planetenräder P3 gehalten wird, wobei sie ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ρ3
von beispielsweise "0,421" hat.
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Unter
der Annahme, dass das erste Sonnenrad S1, das erste Hohlrad R1,
das zweite Sonnenrad S2, das zweite Hohlrad R2, das dritte Sonnenrad
S3 und das dritte Hohlrad R3 Zähnezahlen haben, die durch
ZS1, ZR1, ZS2, ZR2, ZS3 bzw. ZR3 jeweils repräsentiert
werden, werden die Übersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2
und ρ3 jeweils als ZS1/ZR1 ZS2/ZR2 bzw. ZS3/ZR3 ausgedrückt.
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Bei
dem automatischen Schaltabschnitt 20 sind das erste und
das zweite Sonnenrad S1 und S2 einstückig miteinander verbunden
und wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 durch
eine zweite Kupplung C2 verbindbar, während sie mit dem
Gehäuse 12 über eine erste Bremse B1
wahlweise verbindbar sind. Der erste Träger CA1 ist mit
dem Gehäuse 12 über eine zweite Bremse
B2 wahlweise verbindbar und das dritte Hohlrad R3 ist mit dem Gehäuse 12 über
eine dritte Bremse B3 wahlweise verbindbar. Das erste Hohlrad R1,
der zweite Träger CA2 und der dritte Träger CA3
sind einstückig miteinander verbunden und sind außerdem
mit dem Abgabedrehelement 22 verbunden. Das zweite Hohlrad
R2 und das dritte Sonnenrad S3 sind einstückig miteinander verbunden
und sind wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 über
die erste Kupplung C1 verbindbar. Somit sind der automatische Schaltabschnitt 20 und
das Kraftübertragungselement 18 wahlweise miteinander verbindbar über
die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2, die für
den automatischen Schaltabschnitt 20 verwendet werden,
um eine Gangschaltposition zu verwirklichen.
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Anders
ausgedrückt fungieren die erste und die zweite Kupplung
C1 und C2 gemeinsam als eine Eingriffsvorrichtung zum Schalten der
Betriebsvorgänge des Kraftübertragungselementes 18 und
des automatischen Schaltabschnittes 20. Das heißt,
eine derartige Eingriffsvorrichtung schaltet wahlweise eine Kraftübertragungsbahn
zwischen dem Differenzialabschnitt 11 (Übertragungselement 18)
und den Antriebsrädern 38 in einen Kraft übertragenden
Zustand, wobei eine Kraftübertragung durch die Kraftübertragungsbahn
ermöglicht wird, und einen Kraftunterbrechungsmodus, bei
dem die Kraftübertragung über die Kraftübertragungsbahn
unterbrochen ist. Das heißt, indem zumindest ein Element
der ersten und zweiten Kupplung C1 und C2 eingerückt ist,
wird die Kraftübertragungsbahn in den Kraft übertragenden
Zustand versetzt. Im Gegensatz dazu wird beim Ausrücken
von sowohl der ersten als auch der zweiten Kupplung C1 und C2 die
Kraftübertragungsbahn in den Kraftunterbrechungsmodus versetzt.
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Die
Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2,
die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und
die dritte Bremse B3 sind hydraulisch betätigte Reibungseingriffsvorrichtungen,
die häufig in einem bei einem Kraftfahrzeug verwendeten
gestuft variablen Automatikgetriebe des Standes der Technik verwendet
werden. Ein Beispiel der Reibungseingriffsvorrichtungen umfasst
eine Eingriffsvorrichtung der Mehrscheiben-Nass-Art, die eine Vielzahl
an übereinander angeordneten Reibungsplatten aufweist,
die gegeneinander durch einen hydraulischen Aktuator gedrückt
werden. Ein anderes Beispiel umfasst eine Eingriffsvorrichtung der
Bandbremsenart, die eine Drehtrommel aufweist, die eine Außenumfangsfläche hat,
um die ein Band oder zwei Bänder so gewunden sind, dass
sie an einem Ende durch einen hydraulischen Aktuator festgezogen
werden, um zu ermöglichen, dass die zugehörigen
Bauteile, zwischen denen die Drehtrommel vermittelt, wahlweise miteinander
verbindbar sind.
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Bei
dem in einem derartigen Aufbau ausgebildeten Schaltmechanismus 10 gelangen,
wie dies in einer in 2 gezeigten Einrückbetriebstabelle gezeigt
ist, die Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung
C2, die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse
B2 und die dritte Bremse B3 im Betrieb wahlweise in Eingriff (werden
eingerückt). Dies ermöglicht entweder eine Gangposition
einer 1ten Gangstufe (eine Schaltposition einer 1ten Gangstufe)
bis zu einer Gangposition einer 5ten Gangstufe (eine Schaltposition
einer 5ten Gangstufe) oder entweder eine Rückwärtsfahrtgangposition
(Schaltposition einer Rückwärtsgangstufe) oder
eine neutrale Position, die wahlweise errichtet werden. Somit kann
der Schaltmechanismus 10 ein Schaltverhältnis γ(=
Drehzahl NIN der Eingangswelle/Drehzahl
NOUT der Ausgangswelle) aufweisen, das in
einem annähernd gleichen Verhältnis für
jede Gangposition variiert.
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Insbesondere
weist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kraftverteilmechanismus 16 die
Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 auf, von denen jede dazu
gebracht wird, dass sie im Betrieb eingerückt wird. Dadurch
kann ermöglicht werden, dass der Differenzialabschnitt 11 so
aufgebaut ist, dass er nicht nur einen kontinuierlich variablen Schaltzustand,
bei dem ein Betrieb als ein kontinuierlich variables Getriebe ermöglicht
wird, sondern auch einen fixierten Schaltzustand verwirklicht, bei
dem ermöglicht wird, dass der Differenzialabschnitt 11 als ein
Getriebe arbeitet, bei dem das Schaltverhältnis bei einem
fixierten Niveau gehalten wird.
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Bei
dem Schaltmechanismus 10 ermöglicht daher das
Einrücken von entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse
B0 im Betrieb, dass der Differenzialabschnitt 11 in den
fixierten Schaltzustand versetzt wird, und der automatische Schaltabschnitt 20 verwirklicht
einen gestuft variablen Schaltzustand, bei dem ein gestuft variables
Getriebe arbeitet. Im Gegensatz dazu ermöglicht ein Ausrücken
sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 im Betrieb,
dass der Differenzialabschnitt 11 in den kontinuierlich
variablen Schaltzustand versetzt wird, und der automatische Schaltabschnitt 20 verwirklicht
einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem ein elektrisch
gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe arbeitet.
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Anders
ausgedrückt ermöglicht das Einrücken
von sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 im
Betrieb, dass der Differenzialabschnitt 11 in den gestuft
variablen Schaltzustand geschaltet wird. Im Gegensatz dazu ermöglicht
das Ausrücken sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der
Schaltbremse B0 im Betrieb, dass der Differenzialabschnitt 11 in
den kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet wird. Außerdem
kann gesagt werden, dass der Differenzialabschnitt 11 ein
Getriebe ist, das so arbeitet, dass es entweder in den gestuft variablen
Schaltzustand oder in den kontinuierlich variablen Zustand geschaltet
wird.
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Beispielsweise
werden in einem Fall, bei dem der Schaltmechanismus 10 als
das gestuft variable Getriebe arbeitet, die Schaltkupplung C0, die erste
Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 in einen eingerückten
Zustand gebracht, wie dies in 2 gezeigt
ist. Dadurch wird bewirkt, dass eine Gangposition einer ersten Schaltstufe
verwirklicht wird, bei dem ein Schaltverhältnis γ1
einen maximalen Wert von beispielsweise ungefähr "3,357"
hat. Das Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung
C1 und der zweiten Bremse B2 bewirkt ein Verwirklichen einer Gangposition
einer 2ten Schaltstufe mit einem Schaltverhältnis γ2
von beispielsweise ungefähr "2,180", was ein geringerer
Wert als bei der Gangposition der 1ten Schaltstufe ist. Das Einrücken
der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse
B1 bewirkt ein Verwirklichen einer Gangposition einer 3ten Schaltstufe
mit einem Schaltverhältnis γ3 von beispielsweise
ungefähr "1,424", wobei dieses ein geringerer Wert als
bei der Gangposition der 2ten Schaltstufe ist.
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Das
Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1
und der zweiten Kupplung C2 bewirkt eine Verwirklichung einer Gangposition
einer 4ten Schaltstufe mit einem Schaltverhältnis γ4
von beispielsweise ungefähr "1,000", wobei dieser ein geringer
Wert als bei der Gangposition der 3ten Schaltstufe ist. Das Einrücken
der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse
ermöglicht das Verwirklichen einer Gangposition einer 5ten Schaltstufe
mit einem Schaltverhältnis γ5 von beispielsweise
ungefähr "0,705", wobei dieses ein geringerer Wert als
bei der Gangposition der 4ten Schaltstufe ist. Des Weiteren ermöglicht
das Einrücken der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse
B3 das Verwirklichen einer Gangposition einer Rückwärtsfahrstufe
bei einem Schaltverhältnis γR von beispielsweise
ungefähr "3,209", wobei dieser Wert zwischen dem Wert der
Gangposition und der 1ten und 2ten Schaltstufe liegt. Für
die Errichtung eines neutralen Zustandes "N" werden beispielsweise
sämtliche Kupplungen und Bremsen C0, C1, C2, B0, B1, B2
und B3 dazu gebracht, dass sie ausrücken.
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Jedoch
werden bei dem Schaltmechanismus 10, der als das kontinuierlich
variable Getriebe fungiert, sowohl die Schaltkupplung C0 als auch
die Schaltbremse B0 dazu gebracht, dass sie ausrücken, wie
dies in der in 2 gezeigten Einrückbetriebstabelle
gezeigt ist. Bei derartigen Ausrückvorgängen wird
der Differenzialabschnitt 11 in Betrieb gesetzt, um als
das kontinuierliche variable Getriebe zu fungieren, und der mit
diesem in Reihe verbundene Automatikschaltabschnitt 20 wird
in Betrieb gesetzt, um als das gestuft variable Getriebe zu fungieren.
Dadurch wird bewirkt, dass die Drehzahl, die zu dem automatischen
Schaltabschnitt 20 eingegeben wird, d. h. die Drehzahl
des Kraftübertragungselementes 18 für
die Gangposition der 1ten Schaltstufe, die Gangposition der 2ten
Schaltstufe, die Gangposition der 3ten Schaltstufe und die Gangposition
der 4ten Schaltstufe stufenlos variiert wird, wodurch verschiedene
Gangpositionen mit kontinuierlich variablen Schaltverhältnissen
verwirklicht werden. Demgemäß ist das Schaltverhältnis
unendlich (stufenlos) und kontinuierlich variabel über
die benachbarten Gangpositionen, wodurch ein kontinuierlich variables
Gesamtschaltverhältnis γT als Ganzes für
den Schaltmechanismus 10 erhalten wird.
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3 zeigt
ein colineares Diagramm, bei dem die Wechselbeziehung zwischen den
Drehzahlen der verschiedenen Drehelemente, die in verschiedenen
Zuständen für die verschiedenen in dem Schaltmechanismus 10 zu
verwirklichenden Gangpositionen gekuppelt sind, an geraden Linien
gezeigt ist. Dieser Schaltmechanismus 10 weist den Differenzialabschnitt 11,
der so arbeitet, dass er als ein kontinuierlich variabler Schaltabschnitt
oder als ein erster Schaltabschnitt fungiert, und den automatischen Schaltabschnitt 20 auf,
der so arbeitet, dass er als ein gestuft variabler Schaltabschnitt
oder als ein zweiter Schaltabschnitt fungiert. Das colineare Diagramm von 3 ist
in einem zweidimensionalen Koordinatensystem abgetragen, das eine
horizontale Achse, die die Wechselbeziehung zwischen den Übersetzungsverhältnissen ρ,
die mit den Planetengetriebeeinheiten 24, 26, 28 und 30 verwirklicht
werden, und eine vertikale Achse hat, die relative Drehzahlen der Drehelemente
repräsentiert. Von den drei horizontalen Linien zeigt eine
horizontale Linie X1 an einer unteren Seite die Drehzahl, die bei
"0" liegt, und eine horizontale Linie X2 an der oberen Seite zeigt
die Drehzahl, die bei "1,0" liegt, d. h. eine Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 8, der
mit der Eingangswelle 14 verbunden ist. Eine horizontale
Linie XG zeigt die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18.
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Beginnend
von links in Abfolge repräsentieren drei vertikale Linien
Y1 bis Y3, die den drei Elementen des Kraftverteilmechanismus 16,
der den Differenzialabschnitt 11 ausbildet, jeweils entsprechen, relative
Drehzahlen des Differenzialabschnitt-Sonnenrades S0, das einem zweiten
Drehelement (zweites Element) RE2 entspricht, des Differenzialabschnittträgers
CA0, der einem ersten Drehelement (erstes Element) RE1 entspricht,
und des Differenzialabschnitt-Hohlrades R0, das einem dritten Drehelement
(drittes Element) RE3 entspricht. Ein Abstand zwischen benachbarten
Linien der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 wird gemäß dem Übersetzungsverhältnis ρ0
der Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 bestimmt.
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Beginnend
von links in der Abfolge repräsentieren fünf vertikale
Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 für den automatischen Schaltabschnitt 20 Relativdrehzahlen
des ersten und des zweiten Sonnenrades S1 und S2, die einem vierten
Drehelement (viertes Element) RE4 entsprechen und miteinander verbunden sind,
des ersten Trägers CA1, der einem fünften Drehelement
(fünftes Element) RE5 entspricht, des dritten Hohlrades
R3, das einem sechsten Drehelement (sechstes Element) RE6 entspricht,
des ersten Hohlrades R1 und des zweiten und dritten Trägers
CA2 und CA3, die einem siebenten Drehelement (siebentes Element)
RE7 entsprechen und miteinander verbunden sind, und dem zweiten
Hohlrad R2 und dem dritten Sonnenrad S3, die einem achten Drehelement (achtes
Element) RE8 entsprechen und miteinander verbunden sind. Ein Abstand
zwischen benachbarten vertikalen Linien Y4 bis Y8 wird auf der Grundlage der Übersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2
und ρ3 der ersten, zweiten und dritten Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 bestimmt.
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In
der Wechselbeziehung zwischen den vertikalen Linien an dem colinearen
Diagramm wird, wenn ein Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger
als ein Abstand bezeichnet ist, der "1" entspricht, ein Abstand
zwischen dem Träger und dem Hohlrad auf einen Abstand festgelegt,
der dem Übersetzungsverhältnis ρ der
Planetengetriebeeinheit entspricht. Das heißt, für
den Differenzialabschnitt 11 wird ein Abstand (Intervall)
zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 auf einen Abstand festgelegt,
der "1" entspricht, und ein Intervall zwischen den vertikalen Linien
Y2 und Y3 wird auf einen Abstand festgelegt, der "ρ0" entspricht.
Für jede der ersten bis dritten Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 des
automatischen Schaltabschnittes 20 wird des Weiteren ein
Intervall zwischen dem Sonnenrad und dem Träger auf einen
Abstand festgelegt, der "1" entspricht, und ein Intervall zwischen
dem Träger und dem Hohlrad wird auf einen Abstand festgelegt,
der "ρ" entspricht.
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Indem
diese Abstände unter Verwendung des in 3 gezeigten
colinearen Diagramms ausgedrückt werden, nimmt der Schaltmechanismus 10 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels die Form eines Aufbaus
ein, der den Kraftverteilmechanismus 16 (Differenzialabschnitt 11)
aufweist. Bei dem Kraftverteilmechanismus 16 hat die Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 das
erste Drehelement RE1 (Differenzialabschnittträger CA0),
das mit der Eingangswelle 14, d. h. mit dem Verbrennungsmotor 8,
verbunden ist, während es wahlweise mit dem zweiten Drehelement
RE2 (Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0) über die Schaltkupplung
C0 verbindbar ist. Das zweite Drehelement RE2 ist mit dem ersten
Elektromotor M1 verbunden, während es wahlweise mit dem
Gehäuse 12 über die Schaltbremse B0 verbindbar
ist, und das dritte Drehelement RE3 (Differenzialabschnitt-Hohlrad
R0) ist mit dem Kraftübertragungselement 18 und
dem zweiten Elektromotor M2 verbunden. Bei einem derartigen Aufbau
repräsentiert eine diagonale gerade Linie L0, die über den
Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 tritt, die Beziehung
zwischen den Drehzahlen des Differenzialabschnitt-Sonnenrades S0
und des Differenzialabschnitt-Hohlrades R0.
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Beispielsweise
wird, wenn die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 dazu gebracht
werden, dass sie im Betrieb einrücken, der Schaltmechanismus 10 in
den kontinuierlich variablen Schaltzustand (Differenzialzustand)
geschaltet. In einem derartigen Zustand bewirkt das Steuern der
Drehzahl des ersten Elektromotors M1, dass die Drehzahl des Differenzialabschnitt-Sonnenrades
S0 zunimmt oder abnimmt, wobei diese Drehzahl durch einen Schnittpunkt
zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y1 repräsentiert
wird. Wenn in diesem Fall die Drehzahl des Differenzialabschnitt-Hohlrades
R0, die an eine Fahrzeuggeschwindigkeit V gebunden ist, bei einer
annähernd fixierten Höhe bleibt, nimmt die Drehzahl
des Differenzialabschnittträgers CA0, die durch einen Schnittpunkt
zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y2 repräsentiert wird,
zu oder ab.
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Wenn
das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0 und der Differenzialabschnittträger
CA0 miteinander beim Einrücken der Schaltkupplung C0 verbunden
sind, wird der Kraftverteilmechanismus 16 in den Nicht-Differenzialzustand
gebracht, wobei die drei Drehelemente dazu gebracht werden, dass
sie sich als eine Einheit drehen. Somit stimmt die gerade Linie
L0 mit der horizontalen Linie X2 überein, wobei das Kraftübertragungselement 18 dazu
gebracht wird, dass es sich in der gleichen Drehzahl wie die Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors dreht. Im Gegensatz
dazu führt das Einrücken der Schaltbremse B0 zu
einem Anhalten der Drehung des Differenzialabschnitt-Sonnenrades
S0. In diesem Fall wird der Differenzialabschnitt 11 in
den Nicht-Differenzialzustand versetzt, wobei der Kraftverteilmechanismus 16 als
ein Drehzahlerhöhungsmechanismus fungiert. Somit nimmt
die gerade Linie L0 einen in 3 gezeigten
Zustand ein. In einem derartigen Zustand wird die Umdrehung (Drehzahl)
des Differenzialabschnitt-Hohlrads R0, d. h. die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18,
die durch einen Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der
vertikalen Linie Y3 repräsentiert wird, zu dem automatischen
Schaltabschnitt 20 bei einer zunehmenden Drehzahl, die
höher als die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
ist, eingegeben.
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Bei
dem automatischen Schaltabschnitt 20 ist das vierte Drehelement
RE4 wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 durch
die zweite Kupplung C2 verbindbar und wahlweise mit dem Gehäuse 12 über
die erste Bremse B1 verbindbar. Das fünfte Drehelement
RE5 ist wahlweise mit dem Gehäuse 12 über
die zweite Bremse B2 verbindbar und das sechste Drehelement RE6
ist wahlweise mit dem Gehäuse 12 über
die dritte Bremse B3 verbindbar. Das siebente Drehelement RE7 ist
mit dem Abgabedrehelement 22 verbunden und das achte Drehelement RE8
ist wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 über
die erste Kupplung C1 verbindbar.
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Bei
dem automatischen Schaltabschnitt 20 gelangen, wie dies
in 3 gezeigt ist, die erste Kupplung C1 und die dritte
Bremse B3 im Betrieb in Eingriff (sie rücken ein). In diesem
Fall tritt eine diagonale gerade Linie LF1 über einen Schnittpunkt
zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelementes
RE8 anzeigt, und der horizontalen Linie X2, und einen Schnittpunkt
zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelementes
RE6 anzeigt, und der horizontalen Linie X1. Somit wird die Drehzahl
des Abgabedrehelementes 22 für die Gangposition
der 1ten Gangstufe durch einen Schnittpunkt zwischen der diagonalen geraden
Linie LF1 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert, die
die Drehzahl des siebenten Drehelementes RE7 repräsentiert,
das mit dem Abgabedrehelement 22 verbunden ist.
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In ähnlicher
Weise wird eine diagonale gerade Linie LF2 beim Einrücken
der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 bestimmt. Somit
wird die Drehzahl des Abgabedrehelementes 22 für
die Gangposition der 2ten Gangstufe durch einen Schnittpunkt zwischen
der diagonalen geraden Linie LF2 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert,
die die Drehzahl des siebenten Drehelementes RE7 repräsentiert,
das mit dem Abgabedrehelement 22 verbunden ist. Eine diagonale
gerade Linie LF3 wird beim Einrücken der ersten Kupplung
C1 und der ersten Bremse B1 bestimmt. Somit wird die Drehzahl des Abgabedrehelementes 22 für
die Gangposition der 3ten Gangstufe durch einen Schnittpunkt zwischen der
diagonalen geraden Linie LF3 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert,
die die Drehzahl des siebenten Drehelementes RE7 repräsentiert,
das mit dem Abgabedrehelement 22 verbunden ist. Eine diagonale
gerade Linie LF4 wird beim Einrücken der ersten Kupplung
C1 und der zweiten Kupplung C2 bestimmt. Somit wird die Drehzahl
des Abgabedrehelementes 22 für die Gangposition
der 4ten Gangstufe durch einen Schnittpunkt zwischen der diagonalen geraden
Linie LF4 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert, die
die Drehzahl des siebenten Drehelementes RE7 repräsentiert,
das mit dem Abgabedrehelement 22 verbunden ist.
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Als
ein Ergebnis davon, dass die Schaltkupplung C0 für die
Gangpositionen der 1ten Gangstufe bis zur 4ten Gangstufe eingerückt
bleibt, ermöglicht der Differenzialabschnitt 11,
d. h. der Kraftverteilmechanismus 16, dass eine Antriebskraft
auf das achte Drehelement RE8 bei der gleichen Drehzahl wie die Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors aufgebracht wird.
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Wenn
jedoch anstelle der Schaltkupplung C0 die Schaltbremse B0 dazu gebracht
wird, dass sie einrückt, wird die Antriebskraft von dem
Differenzialabschnitt 11 auf das achte Drehelement RE8
bei einer höheren Drehzahl als die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors aufgebracht. In diesem Fall wird eine horizontale
gerade Linie LF5 bestimmt, indem die erste Kupplung C1, die zweite
Kupplung C2 und die Schaltbremse B0 einrücken. Somit wird
die Drehzahl des Abgabedrehelementes 22 für die
Gangposition der 5ten Gangstufe durch einen Schnittpunkt zwischen
der horizontalen geraden Linie LF5 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert,
die die Drehzahl des siebenten Drehelementes RE7 repräsentiert,
das mit dem Abgabedrehelement 22 verbunden ist.
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4 zeigt
beispielartig verschiedene Eingabesignale, die zu einer elektronischen
Steuereinheit 40 aufgebracht werden, die als eine Steuervorrichtung
zum Steuern des Schaltmechanismus 10 dient, der einen Teil
des Antriebsgerätes des Hybridfahrzeugs der vorliegenden
Erfindung ausbildet, und verschiedene Abgabesignale, die von der
elektronischen Steuereinheit 40 geliefert werden. Die elektronische
Steuereinheit 40 weist einen sogenannten Mikrocomputer,
in dem eine CPU, ein ROM, ein RAM eingebaut sind, und Eingangsschnittstellen/Ausgangsschnittstellen
auf. Beim Betrieb des Mikrocomputers zum Ausführen einer
Signalverarbeitung gemäß Programmen, die zuvor
in dem ROM gespeichert worden sind, in dem eine temporäre
Datenspeicherfunktion des RAM genutzt wird, werden Hybridantriebssteuerungen
so ausgeführt, dass der Verbrennungsmotor 8 und
der erste und der zweite Elektromotoren M1 und M2 gesteuert werden,
während Antriebssteuerungen, wie beispielsweise Schaltsteuerungen
des automatischen Schaltabschnittes 20 ausgeführt
werden.
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Die
elektronische Steuervorrichtung 40 wird mit den verschiedenen
Eingangssignalen von verschiedenen Sensoren und Schaltern beliefert,
wie dies in 4 gezeigt ist. Diese Eingangssignale
umfassen ein Signal, das eine Kühlwassertemperatur TEMPW des Verbrennungsmotors anzeigt; ein Signal, das
eine gewählte Schaltposition PSH anzeigt,
ein Signal, das einen Motorantriebsmodus (EV-Laufmodus) befiehlt;
ein Signal, das eine Drehzahl NM1 (nachstehend
ist diese als "Drehzahl NM1 des ersten Motors"
bezeichnet) des ersten Elektromotors M1 repräsentiert;
ein Signal, das eine Drehzahl NM2 (nachstehend
ist diese als "Drehzahl NM2 des zweiten
Motors" bezeichnet) des zweiten Elektromotors M2 anzeigt, die durch
einen Drehzahlsensor 44 (siehe 1), wie
beispielsweise einen Drehmelder erfasst wird, während eine
zugehörige Drehrichtung repräsentiert wird; ein
Signal, das die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
anzeigt, die die Drehzahl des Verbrennungsmotors 8 repräsentiert;
ein Signal, das einen Übersetzungsverhältniseinstellwert
anzeigt; ein Signal, das einen "M"-Modus (manueller Schaltantriebsmodus)
befiehlt, ein Klimaanlagensignal, das einen Betrieb der Klimaanlage
anzeigt; und ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit V repräsentiert,
die der Drehzahl NOUT des Abgabedrehelementes 22 entspricht,
die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 erfasst
wird (siehe 1), und eine Laufrichtung eines
Fahrzeuges.
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Diese
Eingabesignale (Eingangssignale) umfassen außerdem ein
Arbeitsöltemperatursignal, das die Temperatur des Arbeitsöls
des automatischen Schaltabschnittes 20 repräsentiert;
ein Signal, das eine Betätigung einer Handbremse repräsentiert; ein
Signal, das einen Niederdrückvorgang (Betätigung)
einer Fußbremse repräsentiert; ein Katalysatortemperatursignal,
das die Temperatur des Katalysators anzeigt; ein Gaspedalöffnungsgradsignal, das
einen Versatzwert ACC eines Gaspedals anzeigt, der
einem durch einen vom Fahrer angeforderten Leistungsabgabebefehlswert
entspricht; ein Nockenwinkelsignal; ein Schneemoduseinstellsignal,
das anzeigt, dass ein Schneemodus eingestellt worden ist; ein Beschleunigungssignal,
das eine Beschleunigung des Fahrzeugs in der nach vorne und nach
hinten weisenden Richtung anzeigt; ein Selbstfahrsignal, das anzeigt,
dass das Fahrzeug in einem Selbstfahrmodus fährt; ein Fahrzeuggewichtssignal,
das das Gewicht des Fahrzeugs anzeigt; ein Antriebsradbeschleunigungssignal,
das eine Radgeschwindigkeit von jedem Antriebsrad anzeigt; und ein Signal, das
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F des Verbrennungsmotors 8 anzeigt.
Außerdem bestehen der Drehzahlsensor 44 und der
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 aus Sensoren, die so
arbeiten, dass sie nicht nur die Drehzahlen sondern auch die Drehrichtungen
jeweils erfassen, und wenn der automatische Schaltabschnitt 20 in
der neutralen Position während der Fahrt des Fahrzeugs
verbleibt, erfasst der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine Fahrrichtung
des Fahrzeugs.
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Die
elektronische Steuereinheit 40 gibt verschiedene Signale
aus, wie beispielsweise Steuersignale, die zu einer Verbrennungsmotorabgabeleistungssteuervorrichtung 43 (siehe 6)
geliefert werden, um die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors zu
steuern. Diese Steuersignale umfassen ein Antriebssignal, das zu
einem Drosselaktuator 97 geliefert wird, um einen Öffnungsgrad θTH eines elektronischen Drosselventils 96 zu
steuern, das in einem Einlasskrümmer 95 des Verbrennungsmotors 8 eingebaut
ist; ein Kraftstoffliefermengensignal, das zu einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 aufgebracht wird,
um die Menge an Kraftstoff zu steuern, die zu jedem Zylinder des
Verbrennungsmotors 8 zu liefern ist; ein Zündsignal,
das auf eine Zündvorrichtung 99 aufzubringen ist,
um eine Zündzeit des Motorverbrennungsmotors 8 zu
befehlen; ein Aufladedruckreguliersignal zum Einstellen einer Aufladedruckhöhe; ein
Antriebssignal für die elektrische Klimaanlage zum Betätigen
der elektrischen Klimaanlage; Befehlssignale zum Befehlen der Betätigungen
des ersten und des zweiten Elektromotors M1 und M2; und ein Schaltpositionsanzeigesignal
(Anzeigesignal für die gewählte Betriebsposition)
zum Aktivieren einer Schaltanzeigeeinrichtung.
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Diese
Steuersignale umfassen außerdem ein Übersetzungsverhältnisanzeigesignal
zum Vorsehen einer Anzeige eines gewählten Übersetzungsverhältnisses;
ein Schneemodusanzeigesignal zum Vorsehen einer Anzeige eines Betriebs
eines Schneemodus; ein ABS-Betätigungssignal zum Betätigen
eines ABS-Aktuators, um zu verhindern, dass die Antriebsräder
während eines Bremsvorgangs rutschen; ein M-Modus-Anzeigesignal
zum Anzeigen, dass der M-Modus gewählt worden ist; Ventilbefehlssignale
zum Betätigen von elektromagnetischen Ventilen, die in
einer hydraulisch betätigten Steuerschaltung 42 (siehe 6)
eingebaut sind, um die hydraulischen Aktuatoren der hydraulisch
betätigten Reibungseigriffsvorrichtungen des Differenzialabschnitts 11 und
des automatischen Schaltabschnitts 20 zu steuern; Antriebsbefehlssignale
zum Betätigen einer Hydraulikdruckpumpe, die als eine Hydraulikdruckquelle
der hydraulisch betätigten Steuerschaltung 42 dient;
ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizeinrichtung; und
Signale, die bei einem Selbstfahrsteuercomputer angewendet werden,
etc.
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5 zeigt
eine Ansicht eines Beispiels einer Schaltbetätigungsvorrichtung 48,
die als eine Schaltvorrichtung dient, die manuell betätigt
wird, um eine der Schaltpositionen PSH aus
vielen Arten (Möglichkeiten) zu wählen. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 48 weist
einen Schalthebel 49 auf, der beispielsweise an der Seite
des Sitzes des Fahrers so montiert ist, dass er manuell betätigt
wird, um eine von vielen Schaltpositionen zu wählen.
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Der
Schalthebel 49 wird im manuellen Betrieb wahlweise so geschaltet,
dass er in eine Parkposition "P" (Parken), eine Rückwärtsfahrposition
"R" (Rückwärts), bei der das Fahrzeug in einem
Rückwärtsantriebsmodus fährt, eine neutrale Position
"N" (Neutral), eine automatische Schaltposition mit Vorwärtsantrieb
"D" (Drive) oder eine manuelle Schaltposition mit Vorwärtsantrieb
"M" (Manuell) gesetzt wird. In der Parkposition "P" ist der Schaltmechanismus 10,
d. h. der automatische Schaltabschnitt 20, in einen neutralen
Zustand versetzt, bei dem der Kraftübertragungsweg unterbrochen
ist, und das Abgabedrehelement 22 des automatischen Schaltabschnittes 20 arretiert
ist. In der neutralen Position "N" ist der Kraftübertragungsweg
des Schaltmechanismus 10 in dem neutralen Zustand unterbrochen.
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In
der automatischen Schaltposition mit Vorwärtsantrieb "D"
wird die automatische Schaltsteuerung innerhalb eines variierenden
Bereiches des Gesamtschaltverhältnisses γT ausgeführt,
das mit dem Schaltmechanismus 10 geschaltet werden kann.
In der manuellen Schaltposition mit Vorwärtsantrieb "M" wird
ein manueller Schaltfahrmodus (manueller Modus) errichtet, um einen
sogenannten Schaltbereich zum Spezifizieren einer Gangschaltposition
in einem Bereich mit hoher Drehzahl während des Ausführens der
automatischen Schaltsteuerung festzulegen.
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In
Verbindung mit der manuellen Betätigung des Schalthebels 49 wird,
um jede der Schaltpositionen PSH zu wählen,
beispielsweise die hydraulische Steuerschaltung 42 elektrisch
geschaltet. Dadurch wird jede der Gangschaltpositionen, wie beispielsweise
die Rückwärtsfahrposition "R", die neutrale Position
"N" und die Vorwärtsfahrposition "D" verwirklicht, wie
dies in der in 2 gezeigten Einrückbetriebstabelle
gezeigt ist.
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In
jeder der Schaltpositionen PSH von den Schaltpositionen
der Position "P" bis zu der Position "M" repräsentieren
die Positionen "P" und "N" Nicht-Fahrpositionen, die dann gewählt
werden, wenn das Fahrzeug nicht dazu gebracht wird, dass es fährt.
Diese repräsentieren Nicht-Fahrpositionen für
ein wahlweises Schalten der Kraftübertragungsbahn in einen
Zustand, bei dem die Kraftzufuhr unterbrochen ist, der durch die
erste und die zweite Kupplung C1 und C2 bewirkt wird, um der Fahrbetrieb
des Fahrzeugs außer Kraft zu setzen. In einem derartigen Zustand
wird die Kraftübertragungsbahn des automatischen Schaltabschnittes 20 in
den unterbrochenen Zustand versetzt, bei dem sowohl die erste als auch
die zweite Kupplung C1 und C2 dazu gebracht werden, dass sie ausrücken,
wie dies beispielsweise in der in 2 gezeigten
Einrückbetriebstabelle gezeigt ist.
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Die
Positionen "R", "D" und "M" repräsentieren Fahrpositionen,
die gewählt werden, damit das Fahrzeug fährt.
Diese Schaltpositionen repräsentieren außerdem
Antriebspositionen, die dann gewählt werden, wenn das Antreiben
des Fahrzeugs ermöglicht wird, indem wahlweise die Kraftübertragungsbahn
in einen Kraft übertragenden Zustand durch die Verwendung
der ersten und der zweiten Kupplung C1 und C2 geschaltet wird. In
einem derartigen Zustand wird zumindest entweder die erste und/oder
die zweite Kupplung C1 und C2 dazu gebracht, dass sie einrückt
(einrücken), wie dies beispielsweise in der Einrückbetriebstabelle
von 2 gezeigt ist.
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Genauer
gesagt wird, indem der Schalthebel 49 manuell von der Position
"P" oder der Position "N" zu der Position "R" manuell betätigt
wird, die zweite Kupplung C2 dazu gebracht, dass sie einrückt.
Somit wird die Kraftübertragungsbahn des automatischen Schaltabschnittes 20 von
dem Zustand mit unterbrochener Kraftzufuhr zu dem Kraftübertragungszustand
geschaltet. Wenn der Schalthebel 49 von der Position "N"
zu der Position "D" manuell betätigt wird, wird zumindest
die erste Kupplung C1 dazu gebracht, dass sie einrückt.
Daher wird die Kraftübertragungsbahn des automatischen
Schaltabschnitts 20 von dem Zustand mit unterbrochener
Kraftzufuhr in den Kraftübertragungszustand geschaltet.
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Indem
der Schalthebel 49 manuell von der Position "R" zu der
Position "P" oder zu der Position "N" betätigt wird, wird
die zweite Kupplung C2 dazu gebracht, dass sie ausrückt,
wodurch ermöglicht wird, dass die Kraftübertragungsbahn
des automatischen Schaltabschnittes 20 von dem Kraft übertragenden
Zustand in den Zustand mit unterbrochener Kraftübertragung
geschaltet wird. Indem der Schalthebel 49 von der Position
"D" zu der Position "N" manuell betätigt wird, werden die
erste und die zweite Kupplung C1 und C2 dazu gebracht, dass sie
ausrücken, wodurch ermöglicht wird, dass die Kraftübertragungsbahn
des automatischen Schaltabschnittes 20 von dem Kraft übertragenden
Zustand in den Zustand mit unterbrochener Kraftübertragung
geschaltet wird.
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6 zeigt
eine Funktionsblockdarstellung eines wesentlichen Abschnittes einer
Steuerfunktion, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 auszuführen
ist. In 6 fungiert die gestuft variable Schaltsteuereinrichtung 54 (Steuereinrichtung
zum gestuft variablen Schalten) als Schaltsteuereinrichtung, die
bewirkt, dass der automatische Schaltabschnitt 20 das Schalten
ausführt. Beispielsweise unterscheidet die gestuft variable
Schaltsteuereinrichtung 54, ob der automatische Schaltabschnitt 20 dazu
gebracht wird, dass er das Schalten ausführt. Eine derartige
Unterscheidung wird auf der Grundlage eines Fahrzeugzustandes gemacht,
der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das angeforderte Abgabemoment
TOUT repräsentiert wird, die für
den automatischen Schaltabschnitt 20 benötigt
werden, indem auf die Beziehung (inklusive das Schaltdiagramm und
die Schalttabelle oder Schaltzuordnung) Bezug genommen wird, die
zuvor in der Speichereinrichtung 56 gespeichert worden
ist und die in durchgehenden Linien und Linien mit einem einzigen
Punkt abgetragen ist, wie dies in 7 gezeigt
ist. Das heißt, die gestuft variable Schaltsteuereinrichtung 54 unterscheidet
eine Schaltposition, die in dem automatischen Schaltabschnitt 20 zu
schalten ist, wodurch bewirkt wird, dass der automatische Schaltabschnitt 20 das
Schalten so ausführt, dass die einzelne jeweilige Schaltposition
erreicht wird.
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Wenn
dies stattfindet, gibt die gestuft variable Schaltsteuereinrichtung 54 einen
Befehl (Schaltausgabebefehl) zu dem Hydrauliksteuerschaltkreis 42 aus,
um jene hydraulisch betätigten Reibungseingriffsvorrichtungen
mit Ausnahme der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 einrücken
zu lassen oder ausrücken zu lassen. Somit wird eine erwünschte
Schaltposition gemäß beispielsweise der in 2 gezeigten
Einrückbetätigungstabelle (Einrückbetriebstabelle)
verwirklicht.
-
Die
Hybridsteuereinrichtung 52 bringt den Verbrennungsmotor 8 in
einen Betriebsbereich mit hoher Effizienz im kontinuierlich variablen
Schaltzustand des Schaltmechanismus 10, d. h. bei dem Differenzialzustand
des Differenzialabschnitts 11, in Betrieb. Zum gleichen
Zeitpunkt ermöglicht die Hybridsteuereinrichtung 52,
dass der Verbrennungsmotor 8 und der zweite Elektromotor
M2 Antriebskräfte mit optimalen Verteilungsraten liefern,
während bewirkt wird, dass der erste Elektromotor M1 elektrische
Energie bei einer variierenden Rate im Hinblick auf eine Reaktionskraft
erzeugt, die bei einem optimalen Wert erzeugt wird. Dies ermöglicht,
dass der Differenzialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte
kontinuierlich variable Getriebe arbeitet, um das Schaltverhältnis γ0
zu steuern.
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Beispielsweise
berechnet während der Fahrt des Fahrzeugs mit einer gegenwärtigen
Fahrzeuggeschwindigkeit die Hybridsteuereinrichtung 52 einen Zielabgabewert
(angeforderter Abgabewert) des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf den
Versatzwert Acc des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit V,
die den durch den Fahrer beabsichtigten Ausgabebefehlswert repräsentieren.
Dann berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 einen angeforderten
Gesamtsollausgabewert auf der Grundlage des Sollausgabewertes, der
für das Fahrzeug benötigt wird, und eines momentanen
Aufladebefehlswertes. Um einen derartigen Gesamtsollabgabewert (Leistung)
zu erhalten, berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 eine
Sollverbrennungsmotorabgabeleistung unter Berücksichtigung
eines Verlustes bei der Kraftübertragung, der Lasten bei
den Hilfseinheiten und dem Unterstützungsmoment, das von
dem zweiten Elektromotor M2 erhalten wird, etc. Dann steuert die
Hybridsteuereinrichtung 52 den Verbrennungsmotor 8 derart,
dass eine Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
und ein Moment TE des Verbrennungsmotors vorgesehen
werden, die die Sollverbrennungsmotorabgabeleistung erzielen, während
eine Rate an elektrischer Energie gesteuert wird, die durch den
ersten Elektromotor M1 zu erzeugen ist.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 führt eine derartige
Steuerung unter Berücksichtigung der für den automatischen
Schaltabschnitt 20 gewählten Gangposition so aus,
dass eine erwünschte Leistung und ein verbesserter Kraftstoffverbrauch
erzielt werden. Während einer derartigen Hybridsteuerung
wird der Differenzialabschnitt 11 so in Betrieb gesetzt, dass
er als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe
fungiert. Dadurch wird ermöglicht, dass die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, die für
den Verbrennungsmotor 8 bestimmt wird, in dem Bereich mit
hoher Effizienz arbeitet, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit V der
Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18 entspricht,
die auf der Grundlage der für den automatischen Schaltabschnitt 20 gewählten
Gangposition bestimmt wird.
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Schließlich
wird in der Hybridsteuereinrichtung 52 zuvor eine optimale
Kraftstoffverbrauchskurve (inklusive einer Kraftstoffverbrauchstabelle
und einer relevanten Beziehung) des Verbrennungsmotors 8 gespeichert.
Diese wird zuvor auf der Basis von Versuchen so bestimmt, dass sie
einen Kompromiss zwischen dem Fahrverhalten und der Kraftstoffverbrauchsleistung
während des Fahrens des Fahrzeugs unter einem kontinuierlich
variablen Schaltmodus in einem zweidimensionalen Koordinatensystem aufweist,
das Parameter verwendet, die beispielsweise die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors und das Abgabemoment
TE des Verbrennungsmotors 8 aufweisen.
Um zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor 8 in einer derartigen
optimalen Kraftstoffverbrauchskurve arbeitet, wird ein Sollwert
betreffend das Gesamtschaltverhältnis γT des Schaltmechanismus 10 so
bestimmt, dass ein Moment TE des Verbrennungsmotors
und eine Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
erhalten werden, die eine derartige Abgabeleistung des Verbrennungsmotors
erzeugen, die angefordert wird, um beispielsweise die Sollabgabeleistung
(Gesamtsollabgabeleistung und angeforderte Antriebskraft) zu erfüllen.
Um einen derartigen Sollwert zu erreichen, wird das Schaltverhältnis γ0 des
Differenzialabschnitts 11 gesteuert, wodurch das Gesamtschaltverhältnis γT
innerhalb eines variablen Schaltbereiches bei einem Wert gesteuert
wird, der beispielsweise von 13 bis 0,5 reicht.
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Wenn
dies stattfindet, ermöglicht die Hybridsteuereinrichtung 52,
dass durch den ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Energie
durch einen Wandler 58 zu einer Batterie 60 und
dem zweiten Elektromotor M2 geliefert wird. In diesem Fall wird
ein Hauptteil der von dem Verbrennungsmotor 8 gelieferten
Antriebskraft mechanisch zu dem Kraftübertragungselement 18 übertragen.
Der Rest der Antriebskraft des Verbrennungsmotors wird zu dem ersten Elektromotor
M1 geliefert, um für eine Umwandlung in elektrische Energie
verbraucht zu werden. Diese elektrische Energie wird durch den Wandler 58 zu dem
zweiten Elektromotor M2 geliefert, der wiederum so angetrieben wird,
dass er eine Antriebskraft für eine Lieferung zu dem Kraftübertragungselement 18 vorsieht.
Die von der Erzeugung der elektrischen Energie bis zu ihrem Verbrauch
mit dem zweiten Elektromotor M2 involvierten Einrichtungen verwirklichen einen
elektrischen Pfad, in dem der Teil der von dem Verbrennungsmotor 8 gelieferten
Antriebskraft in elektrische Energie umgewandelt wird, die in mechanische
Energie umgewandelt wird.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 weist funktional eine Verbrennungsmotorabgabeleistungssteuereinrichtung
auf, die eine Abgabesteuerung des Verbrennungsmotors 8 so
ausführt, dass die angeforderte Abgabeleistung des Verbrennungsmotors
vorgesehen wird. Die Verbrennungsmotorabgabeleistungssteuereinrichtung
betätigt ein elektronisches Drosselventil 96 so,
dass der Drosselaktuator 97 für die Drosselsteuerung
steuerbar geöffnet oder geschlossen wird, während
Befehle einzeln oder in Kombination zu der Verbrennungsmotorabgabeleistungssteuervorrichtung 43 ausgegeben
werden. Die Verbrennungsmotorabgabeleistungssteuervorrichtung 43 bewirkt,
dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 die Kraftstoffeinspritzmenge
und die Kraftstoffeinspritzzeit für die Kraftstoffeinspritzsteuerung steuert,
während ermöglicht wird, dass die Zündvorrichtung 99,
wie beispielsweise eine Zündkerze oder dergleichen, die
Zündzeit für eine Zündzeitsteuerung steuert.
Dadurch wird ermöglicht, dass die Steuerung der Abgabeleistung
des Verbrennungsmotors 8 so ausgeführt wird, dass
eine erwünschte Abgabeleistung des Verbrennungsmotors vorgesehen
wird.
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Beispielsweise
treibt die Hybridsteuereinrichtung 52 den Drosselaktuator 97 im
Ansprechen auf ein Gaspedalöffnungsgradsignal Acc unter
einer grundsätzlichen Bezugnahme auf die nicht gezeigte zuvor
gespeicherte Beziehung so an, dass eine Drosselsteuerung derart
ausgeführt wird, dass, je größer der
Gaspedalöffnungsgrad Acc ist, der Drosselventilöffnungsgrad θTH umso größer wird.
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Eine
in 7 gezeigte durchgehende Linie A repräsentiert
eine Grenzlinie zwischen einem Verbrennungsmotorantriebsbereich
und einem Motorantriebsbereich für eine Antriebskraftquelle,
die wahlweise zu entweder dem Verbrennungsmotor 8 oder einem
Elektromotor, d. h. beispielsweise dem zweiten Elektromotor M2,
geschaltet wird, um zu bewirken, dass das Fahrzeug einen Start/eine
Fahrt (nachstehend ist dieses als "Fahrt oder Fahren" bezeichnet)
ausführt. Anders ausgedrückt wird dadurch ermöglicht,
dass das Schalten zwischen einem sogenannten Verbrennungsmotorantriebsmodus,
bei dem der Verbrennungsmotor 8 als eine Fahrantriebskraftquelle
für das Kraftfahrzeug zum Starten/Fahren (nachstehend als
"Fahren" bezeichnet) wirkt, und einem sogenannten Motorantriebsfahrmodus
zu schalten, bei dem der zweite Elektromotor M2 als die Fahrantriebskraftquelle
wirkt, mit der das Kraftfahrzeug fährt.
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Die
zuvor gespeicherte Beziehung, die die in 7 gezeigte
Grenzlinie (an einer durchgehenden Linie A) für einen Verbrennungsmotorantriebsmodus und
einem Motorantriebsmodus hat, die gestaltet werden, repräsentiert
ein Beispiel eines Antriebskraftquellenschaltdiagramms (Antriebskraftquellentabelle),
das als ein zweidimensionales Koordinatensystem ausgebildet ist.
Das zweidimensionale Koordinatensystem umfasst derartige Parameter
wie die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abgabemoment TOUT als ein mit der Antriebskraft in Bezug
stehender Wert. Eine Speichereinrichtung 56 speichert zuvor ein
derartiges Antriebskraftquellenschaltdiagramm zusammen mit dem Schaltdiagramm
(Schalttabelle), das durch beispielsweise die durchgehende Linie und
die Linie mit einem Punkt in 7 gestaltet
ist.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 führt den Motorantriebsfahrmodus
oder den Verbrennungsmotorantriebsmodus aus beim Bestimmen, ob der
Motorantriebsbereich oder der Verbrennungsmotorantriebsbereich auf
der Grundlage des Fahrzustandes zu wählen ist, der durch
die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das angeforderte Abgabemoment
TOUT zu wählen ist, indem beispielsweise
auf das in 7 gezeigte Antriebskraftquellenschaltdiagramm
Bezug genommen wird. Somit führt die Hybridsteuereinrichtung 52 den
Motorantriebsfahrmodus bei einem relativ geringen Abgabemoment TOUT, d. h. bei einem geringen Moment TE des Verbrennungsmotors aus, bei dem die Verbrennungsmotoreffizienz
im Allgemeinen als geringer erachtet wird als in dem Fall, bei dem
sie in einen Bereich mit hohem Moment fällt, oder bei einem
Bereich mit relativ geringer Geschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit
V, d. h. unter einem Niedriglastbereich, wie dies aus 7 hervorgeht.
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Während
eines derartigen Motorantriebsfahrmodus führt die Hybridsteuereinrichtung 52 den Betrieb
so aus, dass eine Verzögerung (ein sog. Schleppen) des
Verbrennungsmotors 8 aufgrund seines Anhaltens unterdrückt
wird, während ermöglicht wird, dass der Kraftstoffverbrauch
verbessert wird. Schließlich bringt die Hybridsteuereinrichtung 52 den Differenzialabschnitt 11 in
Betrieb, um die elektrische CVT-Funktion (Differenzialvorgang) auszuführen. Dies
bewirkt, dass die Drehzahl NM1 des ersten
Motors bei einer negativen Drehzahl, d. h. in einem Leerlaufzustand
derart gesteuert wird, dass der Differenzialabschnitt 11 den
Differenzialvorgang so ausführt, dass die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors bei Null oder bei
einer Höhe von annähernd Null bleibt.
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Im
Hinblick auf das Ausführen des Schaltens zwischen dem Verbrennungsmotorantriebsmodus und
dem Motorantriebsfahrmodus weist die Hybridsteuereinrichtung 52 eine
Einrichtung 66 für eine Steuerung zum Starten
und Anhalten des Verbrennungsmotors auf, die so arbeitet, dass der
Betriebszustand des Verbrennungsmotors 8 in entweder einen
Betriebszustand oder einen Anhaltezustand geschaltet wird. Wenn
die Hybridsteuereinrichtung 52 den Betrieb auf der Grundlage
des Fahrzeugzustands unter Bezugnahme auf beispielsweise das in 7 gezeigte
Antriebskraftquellenschaltdiagramm ausführt, um zu bestimmen,
ob der Motorantriebsfahrmodus oder der Verbrennungsmotorantriebsmodus
geschaltet wird, führt die Einrichtung 66 zum Steuern
des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors den Betrieb so
aus, dass der Verbrennungsmotor 8 gestartet oder angehalten
wird.
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Wenn
beispielsweise ein Gaspedal im Betrieb niedergedrückt wird,
um zu bewirken, dass das angeforderte Abgabemoment Tour des Verbrennungsmotors
zunimmt, variiert der Fahrzeugzustand von dem Motorantriebsbereich
zu dem Verbrennungsmotorantriebsbereich, wie dies durch einen Übergang
"a" → "b" an einer in 7 gezeigten durchgehenden
Linie B gezeigt ist. Wenn dies stattfindet, schaltet die Hybridsteuereinrichtung 52 den Motorantriebsfahrmodus
in den Verbrennungsmotorantriebsmodus. Schließlich schaltet
die Einrichtung 66 zum Steuern des Stoppens und Anhaltens
des Verbrennungsmotors den ersten Elektromotor M1 ein, um die Drehzahl
NM1 des ersten Motors zu erhöhen,
was den ersten Elektromotor M1 so betriebswirksam macht, dass er
als ein Starter fungiert. Dadurch wird ermöglicht, dass
die Zündvorrichtung 99 ein Zünden bei
einer vorgegebenen Drehzahl NE, des Verbrennungsmotors,
d. h. beispielsweise einer Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors, die ermöglicht, dass der Verbrennungsmotor 8 autonom
sich zum Zwecke seines Starts dreht, einleitet, wodurch die Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors zunimmt.
-
Während
eines derartigen Betriebs kann die Einrichtung 66 zum Steuern
des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors unmittelbar die
Drehzahl NM1 des ersten Motors erhöhen,
so dass die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
schnell bis zu der vorgegebenen Drehzahl NE'
des Verbrennungsmotors ansteigt. Dies kann unmittelbar einen Resonanzbereich
in einem Verbrennungsmotordrehzahlbereich unterhalb der bekannten
Leerlaufdrehzahl NIDLE vermeiden, wodurch
ein Schwingen des Verbrennungsmotors 8 während
seines Startens verhindert wird.
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Wenn
das Gaspedal bei einer Abnahme des angeforderten Abgabemomentes
TOUT des Verbrennungsmotors freigegeben
wird, variiert der Fahrzeugzustand von dem Verbrennungsmotorantriebsbereich
zu dem Motorantriebsbereich, wie dies durch einen anderen Übergang
"b" → "a" an einer durchgehenden Linie B in 7 gezeigt
ist. Wenn dies stattfindet, bewirkt die Einrichtung 66 zum
Steuern des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors, dass
die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 die Lieferung von
Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor 8 unterbricht. Das
heißt, ein Kraftstoffabschaltvorgang wird herbeigeführt,
um den Verbrennungsmotor 8 anzuhalten. In dieser Weise
schaltet die Hybridsteuereinrichtung 52 den Verbrennungsmotorantriebsmodus
in den Motorantriebsfahrmodus. Während eines derartigen
Vorgangs kann die Einrichtung 66 zum Steuern des Startens
und Anhaltens des Verbrennungsmotors den Betrieb so ausführen,
dass die Drehzahl NM1 des ersten Motors
unmittelbar verringert wird, um die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors zu Null oder zu einer Höhe von annähernd
Null unmittelbar zu verringern. Dies vermeidet unmittelbar, dass
der Verbrennungsmotor 8 den Resonanzbereich erfährt,
wodurch ausgeschlossen wird, dass der Verbrennungsmotor 8 während
seines Startens schwingt. Als Alternative kann die Einrichtung 66 zum Steuern
des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors den Betrieb so
ausführen, dass der Verbrennungsmotor 8 beim Ausführen
eines Vorgangs angehalten wird, bei dem die Drehzahl NM1 des
ersten Motors so verringert wird, dass die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors in einer Stufe abnimmt, die vor dem Starten des
Kraftstoffabschaltvorgangs liegt, um den Kraftstoffabschaltvorgang
bei der vorgegebenen Drehzahl NE' des Verbrennungsmotors
zu erzielen.
-
Selbst
wenn der Verbrennungsmotorantriebsbereich gegenwärtig vorliegt,
kann die Hybridsteuereinrichtung 52 den Betrieb so ausführen,
dass ermöglicht wird, dass elektrische Energie zu dem zweiten
Elektromotor M2 von dem ersten Elektromotor M1 und/oder der Batterie 60 über
den vorstehend erwähnten elektrischen Pfad geliefert wird.
Dadurch wird bewirkt, dass der zweite Elektromotor M2 angetrieben
wird, wodurch ein Momentunterstützungsvorgang zum Unterstützen
der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 8 ausgeführt
wird. Hierbei kann der Ausdruck "Verbrennungsmotorantriebsmodus"
auch den Verbrennungsmotorantriebsmodus und den Motorantriebsfahrmodus
in Kombination abdecken.
-
Des
Weiteren ist es möglich, dass die Hybridsteuereinrichtung 52 bewirkt,
dass der Differenzialabschnitt 11 die elektrische CVT-Funktion
ausführt, um den Verbrennungsmotor 8 in einem
Betriebszustand unabhängig davon in Gang zu halten, ob
das Fahrzeug in einem angehaltenen Zustand oder in einem Zustand
mit geringer Geschwindigkeit belassen bleibt. Während des
angehaltenen Zustands des Fahrzeugs ergibt sich beispielsweise ein
Abfall im Aufladezustand SOC der Batterie 60, wobei ein
Bedarf auftritt, bei dem ersten Elektromotor M1 elektrische Energie
zu erzeugen. In einem derartigen Fall gibt der Verbrennungsmotor 8 die
Antriebskraft zu dem ersten Elektromotor M1 ab, um elektrische Energie
zu erzeugen, während seine Drehzahl erhöht wird.
Somit wird selbst dann, wenn die Drehzahl NM2 des
zweiten Motors auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V einmalig
bestimmt wird, aufgrund des angehaltenen Zustands des Fahrzeugs
zu Null (annähernd zu Null) gebracht, wobei der Kraftverteilmechanismus 16 den
Differenzialvorgang ausführt, was bewirkt, dass die Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors bei einer Höhe
unterhalb einer autonomen Drehzahl gehalten wird.
-
Die
Hybridsteuereinrichtung 52 führt den Betrieb derart
aus, dass bewirkt wird, dass der Differenzialabschnitt 11 die
elektrische CVT-Funktion ausführt, um die Drehzahl NM1 des ersten Motors und/oder die Drehzahl
NM2 des zweiten Motors derart zu steuern,
dass die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
bei einer beliebigen Drehzahl unabhängig von dem Fahrzeug
gehalten wird, das im angehaltenen oder im fahrenden Zustand bleibt.
Wie dies aus dem in 3 gezeigten colinearen Diagramm
verständlich ist, ermöglicht beispielsweise dann,
wenn die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
zunimmt, die Hybridsteuereinrichtung 52, dass die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit
V verbundene Drehzahl NM2 des zweiten Motors
bei einer annähernd fixierten Höhe bleibt, während
der Vorgang zum Erhöhen der Drehzahl NM1 des
ersten Motors ausgeführt wird.
-
Um
zu bestimmen, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0
einzurücken ist, wenn der Schaltmechanismus 10 in
den gestuft variablen Schaltzustand versetzt ist, führt
die Einrichtung 62 zum Bestimmen einer Gangposition mit
erhöhter Drehzahl den Betrieb auf der Grundlage von beispielsweise
dem Fahrzeugzustand aus, der sich gemäß dem in 7 gezeigten
Schaltdiagramm ergibt und zuvor in der Speichereinrichtung 56 gespeichert worden
ist. Dies ermöglicht, dass eine Bestimmung gemacht wird,
ob eine Gangposition, die bei dem Schaltmechanismus 10 zu
schalten ist, eine Gangposition an der Drehzahlerhöhungsseite
ist, wie beispielsweise eine Gangposition der 5ten Schaltstufe (Gangstufe),
ist oder nicht.
-
Die
Schaltsteuereinrichtung 50 schaltet den Eingriffszustand/Ausrückzustand
der Differenzialzustandsschalteinrichtung (Schaltkupplung C0 und Schaltbremse
B0) auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, wodurch wahlweise ein
Umschalten zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltbereich und
dem gestuft variablen Schaltbereich, d. h. zwischen dem Differenzialzustand
und dem arretierten Zustand ausgeführt wird. Beispielsweise
führt die Schaltsteuereinrichtung 50 den Betrieb
auf der Grundlage des Fahrzeugzustands aus, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und das angeforderte Abgabemoment TOUT repräsentiert
wird, indem auf die Beziehung (Schaltdiagramm und Schalttabelle) Bezug
genommen wird, die zuvor in der Speichereinrichtung 56 gespeichert
worden ist und in der gestrichelten Linie und in der Strichpunktlinie
mit zwei Punkten in 7 gezeigt ist.
-
Somit
wird bestimmt, ob der Schaltzustand des Schaltmechanismus 10 (Differenzialabschnitt 11) geschaltet
wird. Das heißt, es wird bestimmt, ob der Schaltmechanismus 10 zu
einem kontinuierlich variablen Schaltsteuerbereich, der in den kontinuierlich variablen
Schaltzustand zu versetzen ist, oder zu einem gestuft variablen
Schaltsteuerbereich gehört, der in den gestuft variablen
Schaltzustand zu versetzen ist. Somit wird auf der Grundlage des
in den Schaltmechanismus 10 zu schaltenden anderen Schaltzustands
der Betrieb so ausgeführt, dass wahlweise der Schaltzustand
zu entweder dem kontinuierlich variablen Schaltzustand oder dem
gestuft variablen Schaltzustand geschaltet wird.
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Genauer
gesagt gibt, wenn eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, dass
der Schaltmechanismus 10 in dem gestuft variablen Schaltsteuerbereich
ist, die Schaltsteuereinrichtung 50 ein Signal zu der Hybridsteuereinrichtung 52 aus.
In diesem Fall wird die Hybridsteuerung oder die kontinuierlich
variable Schaltsteuerung außer Kraft gesetzt oder unterbrochen,
während die gestuft variable Schaltsteuereinrichtung 54 (Schaltsteuereinrichtung für
ein gestuft variables Schalten) dazu gebracht wird, dass das Schalten
für den gestuft variablen Schaltbetrieb verwirklicht wird,
der zuvor bestimmt worden ist. Wenn dies stattfindet, ermöglicht
die gestuft variable Schaltsteuereinrichtung 54, dass der automatische
Schaltabschnitt 20 das automatische Schalten gemäß beispielsweise
dem Schaltdiagramm ausführt, das zuvor in der Speichereinrichtung 56 gespeichert
worden ist und in 7 gezeigt ist.
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Beispielsweise
repräsentiert die in 2 gezeigte
und in der Speichereinrichtung 56 zuvor gespeicherte Einrückbetriebstabelle
Kombinationen im Hinblick auf den Betrieb der hydraulisch betätigten Reibungseingriffsvorrichtungen,
d. h. der Kupplungen C0, C1 und C2 und der Bremsen B0 B1, B2 und B3,
die bei einem derartigen Schaltvorgang gewählt werden.
Das heißt, der gesamte Schaltmechanismus 10, d.
h., der Differenzialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 wirkt
als ein sogenanntes Automatikgetriebe zum gestuft variablen Schalten,
wodurch die Gangposition gemäß der in 2 gezeigten
Einrückbetriebstabelle verwirklicht wird.
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Wenn
beispielsweise die Einrichtung 62 zum Bestimmen einer Gangposition
mit erhöhter Drehzahl die Wahl der Gangposition der 5ten
Gangstufe bestimmt, führt die Schaltsteuereinrichtung 50 den
Betrieb so aus, dass eine Gangposition mit erhöhter Drehzahl,
d. h., eine sogenannte Overdrive-Gangposition mit einem Schaltverhältnis
von weniger als "1,0" für den Schaltmechanismus 10 als
Ganzes erzielt wird. Schließlich gibt die Schaltsteuereinrichtung 50 einen
Befehl zu dem hydraulischen Steuerschaltkreis 42 aus, um
die Schaltkupplung C0 auszurücken, während die
Schaltbremse B0 eingerückt wird, um so den Differenzialabschnitt 11 so
betriebsbereit zu machen, dass er als ein Hilfsgetriebe mit einem
fixierten Schaltverhältnis γ0, d. h. beispielsweise
ein Schaltverhältnis γ0, das gleich "0,7" ist,
fungiert.
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Wenn
des Weiteren die Einrichtung 62 zum Bestimmen der Gangposition
mit erhöhter Drehzahl nicht die Wahl der Gangposition der
5ten Schaltstufe bestimmt, führt die Schaltsteuereinrichtung 50 einen derartigen
Betrieb aus, bei dem eine Gangposition mit verringerter Drehzahl
bei einem Schaltverhältnis von "1,0" oder mehr für
den Schaltmechanismus 10 als Ganzes erzielt wird. Schließlich
gibt die Schaltsteuereinrichtung 50 einen anderen Befehl
zu dem hydraulischen Steuerschaltkreis 42 aus, um die Schaltkupplung
C0 einzurücken, während die Schaltbremse B0 ausgerückt
wird, um so den Differenzialabschnitt 11 derart in Betrieb
zu setzen, dass er als das Hilfsgetriebe mit einem fixierten Schaltverhältnis γ0,
d. h. beispielsweise bei einem Schaltverhältnis γ0 von
"1" fungiert.
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Somit
schaltet die Schaltsteuereinrichtung 50 den Schaltmechanismus 10 in
den gestuft variablen Schaltzustand, bei dem die Gangpositionen
von zwei Arten wahlweise zu irgendeiner Gangposition geschaltet
werden. Indem der Differenzialabschnitt 11 so betriebsbereit
gemacht wird, dass er als ein Hilfsantriebsgetriebe fungiert, während
der automatische Schaltabschnitt 20, der mit dem Differenzialabschnitt 11 in
Reihe verbunden ist, so betriebsbereit gemacht wird, dass er als
ein gestuft variables Getriebe fungiert, wird der Schaltmechanismus 10 als Ganzes
so betriebsbereit gemacht, dass er als das sogenannte gestuft variable
Automatikgetriebe fungiert.
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Wenn
im Gegensatz dazu die Schaltsteuereinrichtung 50 bestimmt,
dass der Schaltmechanismus 10 in dem kontinuierlich variablen
Schaltsteuerbereich bleibt, um zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand
geschaltet zu werden, kann der gesamte Schaltmechanismus 10 den
kontinuierlich variablen Schaltzustand erlangen. Schließlich
gibt die Schaltsteuereinrichtung 50 einen Befehl zu dem
hydraulischen Schaltkreis 42 aus, um die Schaltkupplung
C0 und die Schaltbremse B0 so auszurücken, dass der Differenzialabschnitt 11 in
den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt wird, um zu
ermöglichen, dass ein kontinuierlich variabler Schaltvorgang
ausgeführt wird.
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Gleichzeitig
gibt die Schaltsteuereinrichtung 50 ein Signal zu der Hybridsteuereinrichtung 52 aus, um
zu ermöglichen, dass die Hybridsteuerung ausgeführt
wird. Außerdem gibt die Schaltsteuereinrichtung 50 ein
Signal zu der gestuft variablen Schaltsteuereinrichtung 54 aus,
wodurch bewirkt wird, dass der Schaltmechanismus 10 bei
der Gangposition fixiert wird, die für den kontinuierlich
variablen Schaltzustand zuvor festgelegt worden ist. Alternativ
wird ein anderes Signal zu der gestuft variablen Schaltsteuereinrichtung 54 ausgegeben,
um zu ermöglichen, dass der automatische Schaltabschnitt 20 das automatische
Schalten in Übereinstimmung mit beispielsweise dem in 7 gezeigten
Schaltdiagramm ausführt, das zuvor in der Speichereinrichtung 56 gespeichert
worden ist. In einem derartigen Fall ermöglicht die gestuft
variable Schaltsteuereinrichtung 54, dass das automatische
Schalten beim Ausführen der Vorgänge, mit Ausnahme
des Vorgangs, bei dem die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse
B0 in der in 2 gezeigten Einrückbetriebstabelle
einrücken, eingeleitet wird.
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Somit
schaltet die Schaltsteuereinrichtung 50 den Differenzialabschnitt 11 in
den kontinuierlich variablen Schaltabschnitt, um als das kontinuierlich variable
Getriebe zu fungieren, während der automatische Schaltabschnitt 20,
der mit dem Differenzialabschnitt 11 in Reihe verbunden
ist, so in Betrieb gesetzt wird, dass er als das gestuft variable
Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) fungiert. Dadurch
wird ermöglicht, dass die Antriebskraft bei einer optimalen
Leistungsrate erhalten wird. Gleichzeitig wird die Drehzahl, die
zu dem automatischen Schaltabschnitt 20 eingegeben wird,
d. h. die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18,
unendlich für die Gangpositionen der 1ten Gangstufe, der
2ten Gangstufe, der 3ten Gangstufe und der 4ten Gangstufe des automatischen
Schaltabschnittes 20 variiert. Dadurch wird ermöglicht,
dass die jeweiligen Gangpositionen in kontinuierlich variablen Schaltverhältnisbereichen
erlangt werden. Demgemäß wird das Schaltverhältnis über
die benachbarten Gangpositionen kontinuierlich variabel, und der
gesamte Schaltmechanismus 10 kann das Gesamtschaltverhältnis γT
in einem kontinuierlich variablen Modus erlangen.
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Nachstehend
ist 7 detaillierter beschrieben. 7 zeigt
eine Ansicht der Beziehung (Schaltdiagramm und Schalttabelle), die
zuvor in der Speichereinrichtung 56 gespeichert worden
ist, wobei auf deren Grundlage der Betrieb ausgeführt wird,
um das Schalten des automatischen Schaltabschnittes 20 zu bestimmen. 7 zeigt
ein Beispiel des Schaltdiagramms, das in einem zweidimensionalen
Koordinatensystem abgetragen ist, mit Parametern, die die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und das angeforderte Abgabemoment TOUT umfassen,
wobei er sich dabei um einen sich auf die Antriebskraft beziehenden
Wert bezieht. In 7 repräsentieren die
durchgehenden Linien Heraufschaltlinien und die Linien mit einem einzigen
Punkten repräsentieren Herunterschaltlinien.
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In 7 zeigten
die gestrichelten Linien eine Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
Vx und ein Bestimmungsabgabemoment Tx für die Schaltsteuereinrichtung 50,
um den gestuft variablen Steuerbereich und den kontinuierlich variablen
Steuerbereich zu bestimmen. Das heißt, die gestrichelten
Linien zeigen eine Bestimmungslinie für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit
und eine Bestimmungslinie für einen Antrieb mit hoher Leistung.
Die Bestimmungslinie für die hohe Fahrzeuggeschwindigkeit
umfasst eine Reihe an Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeiten V1, die
einen Hochgeschwindigkeitsantriebsstimmungswert repräsentieren,
der zuvor festgelegt worden ist, um zu bestimmen, ob ein Hybridfahrzeug
in einem Zustand mit hoher Geschwindigkeit sich befindet oder nicht.
Die Bestimmungslinie für eine hohe Abgabeleistung umfasst
eine Reihe an Bestimmungsabgabemomenten Tx, die einen Wert zum Bestimmen eines
Antriebs mit hoher Leistung repräsentieren, der zuvor festgelegt
worden ist, um den sich auf die Antriebskraft beziehenden Wert zu
bestimmen, der bei der Antriebskraft des Hybridfahrzeugs involviert
ist, d. h. einen Antrieb (Fahrt) mit hoher Leistung, bei dem der
automatische Schaltabschnitt 20 ein Abgabemoment Tour mit einer hohen Leistung vorsieht. Eine Hysterese
ist vorgesehen, um den gestuft variablen Steuerbereich und den kontinuierlich
variablen Steuerbereich zu bestimmen, wie dies durch eine Linie
mit zwei Punkten in 7 gezeigt ist, im Gegensatz
zu der gestrichelten Linie.
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Das
heißt, 7 zeigt ein Umschaltdiagramm
(Schalttabelle und Beziehung), die zuvor gespeichert worden ist,
um in bezug auf den Bereich zu bestimmen, ob der Schaltmechanismus 10 in
entweder den gestuft variablen Steuerbereich oder den kontinuierlich
variablen Steuerbereich zu versetzen ist. Diese Bestimmung wird
auf der Grundlage von Parametern gemacht, die die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und das Abgabemoment Tour umfassen, was das Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vx und das Bestimmen des Abgabemomentes Tx mit sich bringt. Außerdem
kann die Speichereinrichtung 56 zuvor die Schalttabelle
inklusive ein derartiges Schaltdiagramm speichern. Darüber
hinaus kann das Schaltdiagramm von der Art sein, die zumindest entweder
das Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx oder das Bestimmen
des Abgabemomentes Tx umfasst, oder kann ein zuvor gespeichertes
Schaltdiagramm mit einem Parameter aufweisen, der irgendeinen Parameter
der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des abgegebenen Momentes TOUT einnimmt.
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Das
Schaltdiagramm, das Umschaltdiagramm oder das Antriebskraftquellenschaltdiagramm oder
dergleichen kann auch in einer Form gespeichert sein, die nicht
die Form der Tabelle ist, sondern in einer Bestimmungsformel zum
Vergleich zwischen einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit
V und der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit Vx und einer anderen
Bestimmungsformel zum Vergleich zwischen dem Abgabemoment TOUT und dem Bestimmungsabgabemoment Tx. In
diesem Fall versetzt die Schaltsteuereinrichtung 50 den
Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand,
wenn der Fahrzeugzustand, wie beispielsweise eine tatsächliche
(momentane) Fahrzeuggeschwindigkeit die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
Vx überschreitet. Außerdem versetzt die Schaltsteuereinrichtung 50 den
Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand,
wenn der Fahrzeugzustand, wie beispielsweise das abgegebene Moment TOUT des automatischen Schaltabschnittes 20 das Bestimmungsabgabemoment
Tx überschreitet.
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In
einem Fall, bei dem das Fahrzeug in dem kontinuierlich variablen
Steuerbereich fährt, kann, wenn fehlerhafte Funktionen
sich ergeben, die Schaltsteuereinrichtung 50 den Schaltmechanismus 10 in
den gestuft variablen Schaltbereich mit einer Priorität
für den Zweck, dass das Fahren des Fahrzeugs sichergestellt
wird, versetzen. Die fehlerhaften Funktionen ergeben sich dann,
wenn ein Fehler oder eine Funktionsverschlechterung in einer Steuervorrichtung
in einem elektrischen Pfad, wie beispielsweise ein Elektromotor
oder dergleichen sich ergibt, die verwendet wird, um den Differenzialabschnitt 11 als elektrisch
gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betriebsbereit zu
machen. Beispielsweise ergeben sich die fehlerhaften Funktionen
bei dieser Vorrichtung in Bezug auf den elektrischen Pfad, der in den
Betrieb des ersten Elektromotors M1 zum Erzeugen von elektrischer
Energie und ein Ausführen einer Umwandlung von derartiger
elektrischer Energie in mechanische Energie involviert ist. Das
heißt, die fehlerhaften Funktionen umfassen Fehler, die
in dem ersten Elektromotor M1, dem zweiten Elektromotor M2, dem
Wandler 58, der Batterie 60 und Signalübertragungsleitungen,
die diese Bauteile miteinander verbinden, bewirkt wird und eine
Funktionsabnahme, die durch einen Kurzschluss oder niedrige Temperaturen
bewirkt wird.
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Der
hierbei verwendete Ausdruck "sich auf die Antriebskraft beziehender
Wert", der vorstehend beschrieben ist, bezieht sich auf einen Parameter, der
der Antriebskraft des Fahrzeugs in einer Beziehung von eins-zu-eins
entspricht. Ein derartiger Parameter mag nicht nur das Antriebsmoment oder
die Antriebskraft, die sich an den Antriebsrädern 38 zeigt,
umfassen, sondern auch andere Faktoren.
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Diese
Faktoren können beispielsweise das Abgabemoment TOUT des automatischen Schaltabschnittes 20;
das Moment TE des Verbrennungsmotors; einen
Beschleunigungswert des Fahrzeugs; einen momentanen Wert im Hinblick
auf das Moment TE des Verbrennungsmotors,
der auf der Grundlage von beispielsweise einem Gaspedalöffnungsgrad oder
einem Drosselventilöffnungsgrad θTH (eine
Einlassluftmenge, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder eine Kraftstoffeinspritzmenge)
und der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
berechnet wird; ein angefordertes (Soll-)Verbrennungsmotorabgabemoment
TE, das auf der Grundlage eines Versatzhubbetrags
des Gaspedals, das durch den Fahrer niedergedrückt wird,
oder den Drosselöffnungsgrad oder dergleichen berechnet
wird; ein angefordertes (Soll-)Abgabemoment TOUT,
das für den automatischen Schaltabschnitt 20 benötigt
wird; und ein Abschätzwert im Hinblick auf die angeforderte
Antriebskraft oder dergleichen umfassen. Außerdem kann
das Antriebsmoment berechnet werden, indem ein Differenzialverhältnis
und ein Radius von jedem Antriebsrad 38 berücksichtigt
wird, indem auf das Abgabemoment Tour und
dergleichen Bezug genommen wird, oder kann es direkt unter Verwendung
eines Momentsensors oder dergleichen erfasst werden. Dies gilt auch
für jedes andere der vorstehend erwähnten Momente.
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Wenn
der Schaltmechanismus 10 in den kontinuierlich variablen
Schaltzustand während des Fahrens des Fahrzeugs bei hoher
Geschwindigkeit versetzt wird, ergibt sich ein Abfall bei dem Kraftstoffverbrauch
(Kraftstoffökonomie) des Fahrzeugs. Um einen derartigen
Fehler anzusprechen, wird die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
Vx so bestimmt, dass sie den Schaltmechanismus 10 in dem gestuft
variablen Schaltzustand betriebswirksam macht, während
das Fahrzeug bei einer derartigen hohen Geschwindigkeit fährt.
Des Weiteren kann der erste Elektromotor M1 minimal gestaltet werden,
indem verhindert wird, dass ein Reaktionsmoment des ersten Elektromotors
M1 einen Bereich mit hoher Abgabeleistung des Verbrennungsmotors
abdeckt, während das Fahrzeug bei einer hohen Abgabeleistung
fährt. Schließlich wird das Bestimmungsmoment Tx
auf einen derartigen Wert bestimmt, der beispielsweise mit der Charakteristik
des ersten Elektromotors M1 übereinstimmt, der so aufgebaut
und an dem Fahrzeug montiert ist, dass er elektrische Energie bei einer
verringerten maximalen Leistungsrate erzeugt.
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8 zeigt
ein Umschaltdiagramm (Schalttabelle und Beziehung), das zuvor in
der Speichereinrichtung 56 gespeichert worden ist und das
eine Verbrennungsmotorabgabeleistungslinie in der Form einer Grenzlinie
aufweist, um zu ermöglichen, dass die Schaltsteuereinrichtung 50 einen
Bereich auf der Grundlage des gestuft variablen Steuerbereichs und des
kontinuierlich variablen Steuerbereichs unter Verwendung von Parametern
bestimmt, die die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
und das Moment TE des Verbrennungsmotors
umfassen. Die Schaltsteuereinrichtung 50 kann den Betrieb
auf der Grundlage der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
und des Momentes TE des Verbrennungsmotors
ausführen, indem auf das in 8 gezeigte
Umschaltdiagramm anstelle des in 7 gezeigten
Umschaltdiagramms Bezug genommen wird. Somit kann die Schaltsteuereinrichtung 50 bestimmen,
ob der Fahrzeugzustand, der durch die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors und das Moment TE des
Verbrennungsmotors repräsentiert wird, in dem gestuft variablen
Steuerbereich oder in dem kontinuierlich variablen Steuerbereich liegt.
Des Weiteren zeigt 8 außerdem eine Konzeptansicht,
wobei auf der Grundlage von dieser die gestrichelte Linie in 7 vorzubereiten
ist. Anders ausgedrückt ist die gestrichelte Linie in 7 auch eine
Schaltlinie, die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem im
Hinblick auf die Parameter neu geschrieben (umgeschrieben) wird,
die die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abgabemoment Tour aufweisen,
auf der Grundlage des in 8 gezeigten Beziehungsdiagramms
(Tabelle).
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Wie
dies bei der in 7 gezeigten Beziehung aufgezeigt
ist, ist der gestuft variable Steuerbereich so festgelegt, dass
er in einem Bereich mit hohem Moment liegt, in dem das abgegebene
Moment Tour größer als
das zuvor bestimmte Bestimmungsabgabemoment Tx ist, oder in einem
Bereich mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit liegt, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit
V größer als die zuvor bestimmte Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
Vx ist. Daher wird der gestuft variable Schaltantriebsmodus bei
einem hohen Antriebsmoment bewirkt, bei dem der Verbrennungsmotor 8 bei
einem relativ hohen Moment arbeitet, oder die Fahrzeuggeschwindigkeit
bleibt bei einer relativ hohen Geschwindigkeit. Des Weiteren wird
der kontinuierlich variable Schaltantriebsmodus bei einem niedrigen
Antriebsmoment bewirkt, bei dem der Verbrennungsmotor 8 bei
relativ geringem Moment arbeitet, oder die Fahrzeuggeschwindigkeit
bleibt bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit, d. h. während
einer Phase, bei der der Verbrennungsmotor 8 bei einer
Abgabeleistung für allgemeine Verwendung arbeitet.
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Wie
dies durch die in 8 gezeigte Beziehung gezeigt
ist, wird in ähnlicher Weise der gestuft variable Steuerbereich
so festgelegt, dass er in den Bereich mit hohem Moment, bei dem
das Moment TE des Verbrennungsmotors einen
zuvor bestimmten vorgegebenen Wert TEH überschreitet,
und in einem Bereich mit hoher Drehzahl liegt, bei dem die Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors einen zuvor bestimmten
vorgegebenen Wert NEH überschreitet,
oder in einem Bereich mit hoher Abgabeleistung liegt, bei dem die
Abgabeleistung des Verbrennungsmotors, die auf der Grundlage des
Moments TE des Verbrennungsmotors und der
Drehzahl NE des Verbrennungsmotors berechnet
wird, größer als ein vorgegebener Wert ist. Daher
wird der gestuft variable Schaltantriebsmodus bei einem relativ
hohen Moment, einer relativ hohen Drehzahl oder einer relativ hohen Abgabeleistung
des Verbrennungsmotors 8 bewirkt. Der kontinuierlich variable
Schaltantriebsmodus wird bei einem relativ niedrigen Moment, einer
relativ niedrigen Drehzahl oder einer relativ niedrigen Abgabeleistung
des Verbrennungsmotors 8 bewirkt, d. h. bei einer allgemeinen
Verwendungsabgabeleistung des Verbrennungsmotors 8. Die
in 9 gezeigte Grenzlinie zwischen dem gestuft variablen
Steuerbereich und dem kontinuierlich variablen Steuerbereich entspricht
einer Bestimmungslinie für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit,
die aus einer Reihe an Werten zum Bestimmen der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit
zusammengesetzt ist, und einem Wert zur Bestimmung einer Fahrt mit
hoher Leistung, der aus einer Reihe an Werten zur Bestimmung einer Fahrt
mit hoher Leistung zusammengesetzt ist.
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Bei
einer derartigen Grenzlinie wird beispielsweise während
der Fahrt des Fahrzeugs mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit
und einer niedrigen/mittleren Abgabeleistung der Schaltmechanismus 10 in
den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, um sicherzustellen,
dass das Fahrzeug eine verbesserte Kraftstoffverbrauchsleistung aufweist.
Im Gegensatz dazu wird während der Fahrt des Fahrzeugs
bei einer hohen Geschwindigkeit mit einer tatsächlichen
Fahrzeuggeschwindigkeit V, die die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
Vx überschreitet, der Schaltmechanismus 10 in
den gestuft variablen Schaltzustand versetzt, um als das gestuft variable
Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) zu wirken. In
diesem Augenblick wird die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 zu
den Antriebsrädern 38 hauptsächlich durch
einen mechanischen Kraftübertragungspfad übertragen.
Dadurch wird ein Verlust bei der Umwandlung zwischen der Antriebskraft
und der elektrischen Energie unterdrückt, der dann erzeugt
wird, wenn der Schaltmechanismus 10 als das elektrisch
gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe wirkt, was zu einer
verbesserten Kraftstoffeffizienz (verbesserter Kraftstoffverbrauch)
führt.
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Während
der Fahrt des Fahrzeugs im Antriebsmodus mit hoher Abgabeleistung
bei dem sich auf die Antriebskraft beziehenden Wert, wie beispielsweise
das Abgabemoment Tour oder dergleichen, das das Bestimmungsmoment
Tx überschreitet, wird der Schaltmechanismus 10 in
den gestuft variablen Schaltzustand versetzt, um als das gestuft
variable Getriebe zu wirken. In diesem Augenblick wird die Abgabeleistung
des Verbrennungsmotors 8 zu den Antriebsrädern 38 hauptsächlich
durch den mechanischen Kraftübertragungspfad übertragen.
In diesem Fall liegt der Bereich, in dem der Schaltmechanismus 10 so
betriebsbereit gemacht wird, dass er als das elektrisch gesteuerte
kontinuierlich variable Getriebe wirkt, in dem Bereich mit niedriger/mittlerer
Fahrgeschwindigkeit und in dem Fahrbereich mit niedriger/mittlerer
Abgabeleistung des Fahrzeugs. Dies ermöglicht eine Verringerung
der maximalen Leistungsrate an elektrischer Energie, die durch den ersten
Elektromotor M1 zu erzeugen ist, d. h. elektrische Energie, die
von dem ersten Elektromotor M1 zu liefern ist, wodurch bewirkt wird,
dass der erste Elektromotor M1 per se oder ein Fahrzeugantriebsgerät,
das ein derartiges Bauteil aufweist, im Hinblick auf den Aufbau
noch kleiner gestaltet wird.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt widmet des Weiteren während des Fahrens
des Fahrzeugs in einem derartigen Antriebsmodus mit hoher Abgabeleistung
der Fahrer viel Aufmerksamkeit der Anforderung der Antriebskraft
bei geringerer Aufmerksamkeit im Hinblick auf die Anforderung der
zurückgelegten Strecke. Somit wird der Schaltmechanismus 10 in
den gestuft variablen Schaltbereich (fixierter Schaltbereich) eher
geschaltet als in den kontinuierlich variablen Schaltzustand. Bei
einem derartigen Schaltvorgang kann der Fahrer eine Schwankung der
Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, d. h. eine
rhythmische Variation der Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors erfahren, die durch das Heraufschalten in den
Fahrmodus mit gestuft variablem automatischem Schalten bewirkt wird.
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In
derartiger Weise kann der Differenzialabschnitt 11 (Schaltmechanismus 10)
des vorliegenden Ausführungsbeispiels wahlweise in entweder
den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder den gestuft variablen
Schaltzustand (fixierter Schaltzustand) geschaltet werden. Somit
wird der Vorgang auf der Grundlage des Fahrzeugzustandes ausgeführt,
um den Schaltzustand zu bestimmen, der in dem Differenzialabschnitt 11 zu
schalten ist, wodurch bewirkt wird, dass der Schaltzustand wahlweise
in entweder den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder den
gestuft variablen Schaltzustand geschaltet wird. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel führt des Weiteren die Hybridsteuereinrichtung 52 den
Betrieb auf der Grundlage des Fahrzeugzustandes aus, um das Schalten
zwischen dem Motorantriebsfahrmodus und dem Verbrennungsmotorantriebsmodus
auszuführen. Im Hinblick auf das Schalten des Motorantriebsfahrmodus
und des Verbrennungsmotorantriebsmodus arbeitet die Einrichtung 66 zum
Steuern des Startens und Anhaltens des Verbrennungsmotors so, dass
der Verbrennungsmotor 8 gestartet oder angehalten wird.
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Während
das Fahrzeug unter dem Motorantriebsfahrmodus fährt, bleibt
der Verbrennungsmotor 8 grundsätzlich in einem
fest stehenden Zustand. Genauer gesagt bleiben die Bauteile des
Verbrennungsmotors 8 unberührt gehalten bei gleicher
Stellung derart, dass sie kontinuierlich miteinander in Kontakt gehalten
werden, wobei kein Schmieröl durch den Verbrennungsmotor 8 eine
längere Zeitspanne lang zirkuliert. Während des
Motorantriebsfahrmodus erfährt der Verbrennungsmotor 8,
der in einem vorstehend beschriebenen derartigen fest stehenden
Zustand verbleibt, Fahrschwingungen, die durch das Fahren des Fahrzeugs
bewirkt werden und die nachteilhaft die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8 beeinflussen.
Um einen derartigen Punkt anzusprechen, wird eine geeignete Steuerung
ausgeführt, die einen derartigen nachteilhaften Effekt
auf die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8 minimal gestalten, der
durch die Fahrschwingungen bewirkt wird, die während des
Motorantriebsfahrmodus auftreten. Nachstehend ist ein derartiger
Steuervorgang detailliert beschrieben.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6 bestimmt die Fahrzustandsbestimmungseinrichtung 80, ob
der zweite Elektromotor M2 den Motorantriebsfahrmodus ausführt,
um zu bewirken, dass das Fahrzeug bei einem angehaltenen Zustand
des Verbrennungsmotors 8 fährt, oder nicht, d.
h. ob das Fahrzeug dazu gebracht wird oder nicht, im vorstehend erörterten
Motorantriebsfahrmodus zu laufen (zu fahren). Selbst wenn zum Beispiel
während der Fahrt des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug in einem
derartigen Zustand verbleibt, der von dem Motorantriebsfahrmodus
so versetzt ist, wie dies in 7 gezeigt ist,
dass es in den Verbrennungsmotorantriebslaufbereich gelangt, schaltet
ein Insasse des Fahrzeugs einen EV-Schalter 92 ein, um
das Ausführen des Motorantriebsfahrmodus (EV-Laufmodus)
zu befehlen. Das heißt, wenn der EV-Schalter 92 betätigt
wird, wird ein Signal ausgegeben zum Befehlen eines Ausführens
des Motorantriebsmodus (EV-Laufmodus). In einem derartigen Fall
bestimmt die Laufzustandsbestimmungseinrichtung 80, dass
das Fahrzeug sich im Motorantriebslaufzustand befindet. Im Gegensatz dazu
bestimmt während des Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus,
aufgrund des Fehlens des Motorantriebslaufzustands, die Einrichtung 80 zum
Bestimmen des Laufzustandes das Fehlen des Motorantriebslaufzustandes.
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Die
Einrichtung 82 zum Bestimmen der Ausführbedingung
bestimmt, ob eine aufeinanderfolgende (laufende) Fahrentfernung
LM, die in dem Motorantriebsfahrmodus involviert
ist, einen vorgegebenen aufeinanderfolgenden Fahrentfernungsbestimmungswert
L1 überschreitet oder nicht. Der hierbei verwendete Ausdruck
"aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM,
die in dem Motorantriebsfahrmodus involviert ist" bezieht sich auf
eine kumulative Fahrentfernung, die den Motorantriebsfahrmodus betrifft. Selbst
wenn der Motorantriebsfahrmodus in unterbrochener Weise ausgeführt
wird, setzt sich die Aufsummierung der Fahrentfernung fort. Wenn
jedoch der Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus gestartet wird, um
zu bewirken, dass sich eine Verbrennungsmotorabgabewelle 94,
die eine Abgabewelle des Verbrennungsmotors 8 repräsentiert,
dreht, wird die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM auf
Null zurückgesetzt (gelöscht). Somit beginnt die
in dem Motorantriebsfahrmodus involvierte Fahrentfernung, sich bei dem
Zeitpunkt aufzusummieren, bei dem der Motorantriebsfahrmodus in
einem anfänglichen Schritt an einer anschließenden
(späteren) Stufe ausgeführt wird.
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Der
Wert L1 zum Bestimmen der aufeinanderfolgenden Fahrentfernung ist
ein Grenzwert. Wenn die aufeinanderfolgende (laufende) Fahrentfernung
LM, die in dem Motorantriebsfahrmodus zurückgelegt
wird, den Wert L1 zum Bestimmen der aufeinanderfolgenden Fahrentfernung überschreitet, wird
eine Bestimmung auf der Grundlage davon so ausgeführt,
dass der Verbrennungsmotor 8 nicht kontinuierlich im fest
stehenden Zustand verbleibt aufgrund eines Aufrechterhaltens der
Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8. Ein derartiger Grenzwert
ist ein vorgegebener Wert von beispielsweise 20 km, der aufgrund
von experimentellen Versuchen oder dergleichen erhalten worden ist
und zuvor in der Einrichtung 82 zum Bestimmen der Ausführbedingung gespeichert
worden ist.
-
Des
Weiteren bestimmt die Einrichtung 82 zum Bestimmen der
Ausführbedingung, ob eine aufeinanderfolgende (laufende)
Fahrzeit TM, die in dem Motorantriebsfahrmodus
involviert ist, einen vorbestimmten Wert T1 zum Bestimmen einer
aufeinanderfolgenden Fahrzeit überschreitet oder nicht.
Der hierbei verwendete Ausdruck "aufeinanderfolgende Fahrzeit TM, die in den Motorantriebsfahrmodus involviert
ist" bezieht sich auf eine kumulative Fahrzeit, die in dem Motorantriebsfahrmodus
involviert ist. Selbst wenn der Motorantriebsfahrmodus unterbrochen
ausgeführt wird, setzt sich das Aufsummieren der Fahrzeit
fort. Wenn jedoch der Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus eingeleitet
wird, um zu bewirken, dass die Verbrennungsmotorabgabewelle 94, die
eine Abgabewelle des Verbrennungsmotors 8 repräsentiert,
sich dreht, wird die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM auf
Null zurückgesetzt (gelöscht). Somit beginnt die
Fahrzeit, die in dem Motorantriebsfahrmodus involviert ist, sich
zu dem Zeitpunkt aufzusummieren, bei dem der Motorantriebsfahrmodus
in einem anfänglichen Schritt an einer aufeinanderfolgenden
Stufe ausgeführt wird.
-
Der
Wert T1 zum Bestimmen der aufeinanderfolgenden Fahrzeit ist ein
Grenzwert. Wenn die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM,
die in den Motorantriebsfahrmodus involviert ist, den Wert T1 zum
Bestimmen der aufeinanderfolgenden Fahrzeit überschreitet,
wird auf der Grundlage von diesem bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 8 nicht
kontinuierlich in einem fest stehenden Zustand aus dem Grund eines
Aufrechterhaltens der Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8 bleiben
soll. Ein derartiger Grenzwert ist ein vorgegebener Wert von beispielsweise
1,5 Stunden, der aufgrund von experimentellen Versuchen oder dergleichen
erhalten worden ist und zuvor in der Einrichtung 82 zum
Bestimmen der Ausführbedingung gespeichert worden ist.
-
Des
Weiteren bestimmt die Einrichtung 82 zum Bestimmen der
Ausführbedingung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 den
vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungswert V1 überschreitet
oder nicht. Im Allgemeinen tritt eine Tendenz auf, bei der, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt, die Fahrschwingungen zunehmen und
die Fahrschwingungen einen zunehmenden Einfluss auf die Haltbarkeit
des Verbrennungsmotors 8 ausüben. Somit dient
der vorgegebene Wert V1 zum Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit
als ein Grenzwert, auf dessen Grundlage während dem Motorantriebsfahrmodus,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 den vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungswert
V1 überschreitet, bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 8 nicht
kontinuierlich im fest stehenden Zustand verbleiben soll, aus dem
Grund des Aufrechterhaltens der Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8.
Ein derartiger Grenzwert ist ein vorgegebener Wert von beispielsweise
100 km/h, der aufgrund von experimentellen Versuchen oder dergleichen
erhalten wird und der zuvor in der Einrichtung 82 zum Bestimmen
der Ausführbedingung gespeichert worden ist.
-
Unter
einem Umstand, bei dem die Einrichtung 80 zum Bestimmen
des Fahrzustands bestimmt, dass das Fahrzeug unter dem Motorantriebsfahrmodus
fährt, führt die Einrichtung 82 zum Bestimmen der
Ausführbedingung eine von verschiedenen Bestimmungen aus.
Diese Bestimmungen umfassen eine Bestimmung, dass die aufeinanderfolgende Fahrentfernung
LM, die in dem Motorantriebsfahrmodus involviert
ist, den Wert L1 zum Bestimmen der aufeinanderfolgenden Fahrentfernung überschreitet; eine
Bestimmung, dass die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM,
die in dem Motorantriebsfahrmodus involviert ist, den Wert T1 zum
Bestimmen der aufeinanderfolgenden Fahrzeit überschreitet;
und eine Bestimmung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V den vorgegebenen
Wert V1 zum Bestimmen einer Fahrzeuggeschwindigkeit überschreitet.
Wenn irgendeine der derartigen Bestimmungen gemacht wird, fuhrt
die Drehungsinitiiereinrichtung 86 eine Verbrennungsmotordrehsteuerung
aus zum Drehen der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors 8,
der einen Verbrennungsmotor repräsentiert.
-
Genauer
gesagt wird beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung
die Drehzahl NM1 des ersten Motors in der
gleichen Richtung erhöht wie die Richtung, in der die Drehzahl
NM2 des zweiten Motors erhöht wird.
Dies ermöglicht, dass die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors, die die Drehzahl der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors repräsentiert, auf eine vorbestimmte
Solldrehzahl NE1, d. h. beispielsweise 400
U/min erhöht wird. Somit wird die Drehung der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors eine vorbestimmte Solldrehzeit TE1,
d. h. beispielsweise zwei Sekunden, lang ohne Herbeiführen eines
Verbrennungsmotorzündens in Gang gehalten. Die Drehung
der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors bewirkt, dass
die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM und
die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM auf
Null zurückgesetzt wird (gelöscht wird).
-
Darüber
hinaus repräsentieren die vorbestimmte Solldrehzahl NE1 und die vorbestimmte Solldrehzeit TE1 vorgegebene Werte zum Schmieren des Innenteils
des Verbrennungsmotors 8, die bestimmt werden, um die Haltbarkeit
des Verbrennungsmotors 8 aufrechtzuerhalten. Das heißt,
es ist erwünscht, dass dann, wenn eine derartige Aufgabe
gelöst werden kann, die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
sich bei einer geringen Drehzahl eine kurze Zeitspanne lang aus
dem Grund des Verbesserns des Kraftstoffverbrauchs dreht. Zum Zwecke
des minimalen Gestaltens der Schwingungen während der Drehungen
der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors, wird zum Vorbeugen
des Auftretens eines Komforts, die vorbestimmte Solldrehzahl NE1 so bestimmt, dass sie geringer als beispielsweise
ein Resonanzbereich in dem Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors
ist.
-
Es
gibt eine Tendenz, in der, wenn die Temperatur des Schmieröls
zum Schmieren des Verbrennungsmotors 8 abnimmt, die relevante
(massgebliche) Viskosität zunimmt und sich eine Schwierigkeit beim
Erzielen des Schmierens des Verbrennungsmotors 8 während
seiner Drehung ergibt. Somit kann die Solldrehzahl NE1,
d. h. die Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung so bestimmt oder
geändert werden, dass, je geringer die Temperatur des Verbrennungsmotors 8 ist,
d. h. je geringer die Temperatur der Kühlmittelflüssigkeit
zum Kühlen des Verbrennungsmotors 8 und je geringer
die Umgebungstemperatur ist, desto höher die Solldrehzahl NE1 wird. Außerdem kann die Solldrehzeit
TE1, d. h. die Ausführzeit zum
Drehen der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors, beim
Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung so bestimmt
oder geändert werden, dass, je geringer die Temperatur
des Verbrennungsmotors 8 oder je geringer die Umgebungstemperatur
ist, die Solldrehzeit TE1 um so länger
wird.
-
9 zeigt
ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Hauptteils der
Steuervorgänge, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 ausgeführt werden,
d. h. die Steuervorgänge zum minimalen Gestalten eines
nachteilhaften Effektes auf die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors,
der sich aus den Laufschwingungen ergibt, die während des
Motorantriebsfahrmodus auftreten. Derartige Steuervorgänge werden
wiederholt in einem außerordentlich kurzen Zeitzyklus ausgeführt
in der Größenordnung von beispielsweise mehreren
Millisekunden oder mehreren zehn Millisekunden. Außerdem
werden die in dem Flussdiagramm von 9 gezeigten
Steuervorgänge während der Fahrt des Fahrzeugs
ausgeführt.
-
Zunächst
wird bei dem Schritt SA1 während der Fahrt des Fahrzeugs
ein Vorgang ausgeführt, bei dem bestimmt wird, ob der EV-Schalter 92 eingeschaltet
ist oder nicht. Das heißt, dieser Vorgang wird ausgeführt,
um zu bestimmen, ob ein Signal zum Befehlen des Ausführens
des Motorantriebsfahrmodus, bei dem der EV-Schalter 92 eingeschaltet
ist, ausgegeben wird oder nicht. Wenn diese Bestimmung positiv ist
(JA), d. h., wenn der EV-Schalter 92 während der
Fahrt des Fahrzeugs eingeschaltet ist, dann wird bestimmt, dass
der Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus vorhanden ist, und die Abfolge
geht zu dem Schritt SA3 weiter. Wenn im Gegensatz dazu die Bestimmung
negativ ausfällt (NEIN), geht die Abfolge zu dem Schritt
SA2 weiter.
-
Bei
dem Schritt SA2 wird ein Vorgang ausgeführt, um zu bestimmen,
ob der Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus der gegenwärtige
Modus ist oder nicht. Wenn diese Bestimmung positiv ausfällt,
d. h., wenn der Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus der gegenwärtige
Modus ist, wird der Steuervorgang von 9 beendet.
Wenn im Gegensatz dazu diese Bestimmung negativ ausfällt,
ist der Motorantriebsfahrmodus gegenwärtig vorhanden und
die Abfolge geht zu dem Schritt SA3 weiter. Außerdem entsprechen die
Schritte SA1 und SA2 insgesamt der Fahrzustandsbestimmungseinrichtung 80.
-
Bei
dem Schritt SA3 wird ein Vorgang ausgeführt, um zu bestimmen,
ob die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM,
die sich im Motorantriebsfahrmodus ergibt, den vorgegebenen Bestimmungswert
L1 für die aufeinanderfolgende Fahrentfernung überschreitet.
Die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM wird
auf der Grundlage von beispielsweise der Drehzahl des Abgabedrehelementes 22 des
Schaltmechanismus 10 erhalten, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 erfasst
wird. Wenn diese Bestimmung positiv ausfällt, d. h. wenn
die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM,
die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, den Bestimmungswert L1
für die aufeinanderfolgende Fahrentfernung überschreitet,
geht die Abfolge zu dem Schritt SA6 weiter. Wenn im Gegensatz dazu
die Bestimmung negativ ausfällt, geht die Abfolge zu dem
Schritt SA4 weiter.
-
Des
Weiteren ist die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM,
die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, eine kumulative Fahrentfernung, die
sich auf den Motorantriebsfahrmodus bezieht und die als kumulativ
sogar dann erachtet wird, wenn der Motorantriebsfahrmodus in unterbrochener
Weise gestartet wird. Wenn sich die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
aufgrund des Ausführens des Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus
dreht, wird die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM auf
Null zurückgesetzt (gelöscht). Das Aufsummieren
der Fahrzeit, die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, wird
zu dem Zeitpunkt begonnen, bei dem der Motorantriebsfahrmodus in
einem Anfangsschritt an einer aufeinanderfolgenden Stufe ausgeführt
wird.
-
Bei
dem Schritt SA4 wird ein Vorgang ausgeführt, um zu bestimmen,
ob die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM,
die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, den vorgegebenen
Bestimmungswert T1 für die aufeinanderfolgende Fahrzeit überschreitet
oder nicht. Wenn diese Bestimmung positiv ausfällt, d.
h. wenn die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM,
die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, den Bestimmungswert
T1 für die aufeinanderfolgende Fahrzeit überschreitet,
geht der Vorgang zu dem Schritt SA6 weiter. Wenn im Gegensatz dazu
die Bestimmung negativ ausfällt, geht der Vorgang zu dem
Schritt SA5 weiter.
-
Des
Weiteren ist die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM,
die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, eine kumulative Fahrentfernung,
die sich auf den Motorantriebsfahrmodus bezieht und die als kumulativ
sogar dann erachtet wird, wenn der Motorantriebsfahrmodus in unterbrochener
Weise eingeleitet wird. Wenn die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
sich aufgrund des Ausführens des Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus
dreht, wird die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM auf
Null zurückgesetzt (gelöscht). Das Aufsummieren
der Fahrzeit, die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, wird
zu einem Zeitpunkt begonnen, bei dem der Motorantriebsfahrmodus
in einem Anfangsschritt an einer aufeinanderfolgenden Stufe ausgeführt
wird.
-
Bei
dem Schritt SA5 wird ein Vorgang ausgeführt, um zu bestimmen,
ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V einen vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungswert
V1 überschreitet oder nicht. Wenn diese Bestimmung positiv
ausfällt, d. h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V den
vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungswert V1 überschreitet,
geht der Vorgang zu dem Schritt SA6 weiter. Wenn im Gegensatz dazu
diese Bestimmung negativ ausfällt, wird der Steuervorgang
von 9 beendet. Außerdem entsprechen die Schritt SA3
bis SA5 insgesamt gemeinsam der Einrichtung 82 zum Bestimmen
der Ausführbedingung.
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Bei
dem Schritt SA6, der einer Einrichtung 86 zum Herbeiführen
der Drehung entspricht, wird die Verbrennungsmotordrehsteuerung
ausgeführt, um die Drehung der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors herbeizuführen (zu starten). Genauer
gesagt wird beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung
die Drehzahl NM1 des ersten Motors in der gleichen
Richtung wie die Richtung erhöht, in der die Drehzahl NM2 des zweiten Motors erhöht wird.
Dadurch wird ermöglicht, dass die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors zu der vorbestimmten Solldrehzahl NE1 erhöht
wird. Somit wird die Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
die vorbestimmte Solldrehzeit TE1 lang verbessert,
in der kein Verbrennungsmotorzünden herbeigeführt
wird. Das heißt, die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors wird vorübergehend beim Betreiben des
ersten Elektromotors M1 erhöht, wobei kein Zünden
bei dem Verbrennungsmotor 8 hervorgerufen wird. Darüber
hinaus dreht sich, wenn die Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt
wird, die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors, wodurch
bewirkt wird, dass die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM und die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM auf Null gelöscht werden.
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10 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung
der in dem Flussdiagramm von 9 gezeigten
Steuervorgänge, wobei ein Fall dargelegt ist, bei dem die
aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM, die
sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, den vorgegebenen Bestimmungswert
L1 der aufeinanderfolgenden Fahrentfernung überschreitet,
bei dem die Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt wird.
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Der
Zeitpunkt tA1 in 10 zeigt
das Vorhandensein einer Bestimmung, die während des Motorantriebsfahrmodus
dahingehend gemacht wurde, dass die Verbrennungsmotordrehsteuerung
aufgrund des Erhaltens der Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8 ausgeführt
wird. Insbesondere zeigt der Zeitpunkt tA1 das
Vorhandensein einer positiven Bestimmung, die bei dem Schritt SA3
dahingehend gemacht worden ist, dass die aufeinanderfolgende Fahrentfernung
LM, die sich in dem Motorantriebsfahrmodus
ergibt, den vorgegebenen Bestimmungswert L1 für die aufeinanderfolgende
Fahrentfernung überschreitet.
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Ein
Zeitpunkt tA2 in 10 zeigt
den Beginn der Verbrennungsmotordrehsteuerung. Bei dem Zeitpunkt
tA2 wird die Drehzahl NM1 des
ersten Motors erhöht, und die Zunahme der Drehzahl NM1 des ersten Motors und der Differenzialvorgang
des Kraftverteilmechanismus 16 bewirken, dass die Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors bis zu der Solldrehzahl
NE1 in Verbindung mit der Drehzahl NM1 des ersten Motors erhöht wird.
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Ein
Zeitpunkt tA3 zeigt die Vollendung der Verbrennungsmotordrehsteuerung.
Demgemäss wird das Einschalten des ersten Elektromotors
M1 vollendet, und der erste Elektromotor M1 wird in einen Zustand
gebracht, in dem er sich frei drehen kann. Aufgrund des Widerstands
bei der Drehung des Verbrennungsmotors 8 verzögert
sich die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
von der Solldrehzahl NE1, bis sie zu dem
Zeitpunkt tA3 auf Null gesetzt wird. Außerdem
wird bei dem Zeitpunkt tA3 die Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors auf Null gesetzt. Somit
nimmt der erste Elektromotor M1 die Drehung in einer Richtung wieder
auf, die entgegengesetzt zu derjenigen des zweiten Elektromotors
M2 ist, und zwar aufgrund des Differenzialvorgangs, der durch den
zweiten Elektromotor M2 und den Kraftverteilmechanismus 16 bewirkt
wird.
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Beim
Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung wird bewirkt,
dass die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors sich dreht,
und die aufeinanderfolgende Fahrentfernung LM,
die sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, wird auf Null gesetzt. Obwohl
dies in 10 nicht gezeigt ist, wird
die aufeinanderfolgende Fahrzeit TM, die
sich in dem Motorantriebsfahrmodus ergibt, ebenfalls auf Null gesetzt (gelöscht).
Außerdem repräsentiert ein Zeitintervall zwischen
dem Zeitpunkt tA2 und dem Zeitpunkt tA3, in dem die Verbrennungsmotordrehsteuerung
ausgeführt wird, die Solldrehzeit TE1.
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Die
elektronische Steuervorrichtung 40 der vorliegenden Erfindung
hat die nachstehend beschriebenen vorteilhaften Wirkungen.
- (1) In einem Fall, bei dem die aufeinanderfolgende
Fahrentfernung LM, die sich in dem Motorantriebsfahrmodus
ergibt, den vorgegebenen Bestimmungswert L1 der aufeinanderfolgenden Fahrentfernung überschreitet,
wird die Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt, um
zu bewirken, dass die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
sich dreht. Dann beschleunigt die Drehung der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors die Schmierung in dem Verbrennungsmotor 8.
Außerdem bleiben, wenn die Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors sich einmal dreht, die Bauteile des Verbrennungsmotors 8 nicht
in der genau gleichen Stellung in der Praxis in einer Stufe vor
und nach der Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors.
Somit werden während einer Zeitspanne, in der die Bauteile
des Verbrennungsmotors 8 die Laufschwingungen während
des Motorantriebsfahrmodus erfahren, keine Bauteile des Verbrennungsmotors 8 miteinander in
der gleichen Stellung gehalten, wobei der Verbrennungsmotor 8 angehalten
ist. Dies kann verhindern, dass die sich während des Motorantriebsfahrmodus
ergebenden Laufschwingungen in nachteilhafter Weise die Haltbarkeit
des Verbrennungsmotors 8 beeinflussen.
- (2) Die sich auf die Verbrennungsmotordrehsteuerung beziehende
Solldrehzahl NE1 wird so bestimmt, dass
sie geringer als der Resonanzbereich in dem Verbrennungsmotordrehzahlbereich ist.
Der in einer derartigen Weise bestimmte Parameter ermöglicht
eine Verringerung der Schwingungen während der Drehung
der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors, die eine Beeinträchtigung
bei der Bequemlichkeit für den Insassen des Fahrzeugs bewirken
würden.
- (3) In einer Situation, bei der die aufeinanderfolgende Fahrzeit
TM, die sich in dem Motorantriebsfahrmodus
ergibt, den vorgegebenen Bestimmungswert T1 für die aufeinanderfolgende
Fahrzeit überschreitet, wird die Verbrennungsmotordrehsteuerung
ausgeführt. Dann beschleunigt (verstärkt) die
Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors die Schmierung
in dem Verbrennungsmotor 8. Außerdem wird sogar
während einer Phase, in der der Verbrennungsmotor 8 die
Laufschwingungen in dem Motorantriebsfahrmodus erfährt,
vermieden, dass irgendein Bereich der Bauteile des angehaltenen
Verbrennungsmotors 8 miteinander in der gleichen Stellung
in Kontakt gehalten wird. Dies kann verhindern, dass die Laufschwingungen,
die sich während des Motorantriebsfahrmodus ergeben, in nachteilhafter
Weise die Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8 beeinträchtigen.
- (4) Im Allgemeinen nehmen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
zunimmt, die an dem Verbrennungsmotor 8 oder dergleichen,
der das Kraftfahrzeug ausmacht, wirkenden Schwingungen zu. Bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel wird an diesem Punkt in
einem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit den vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungswert
V1 überschreitet, die Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt.
Dann beschleunigt die Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
die Schmierung in dem Verbrennungsmotor 8. Außerdem
wird während einer Phase, in der der Verbrennungsmotor 8 die
zunehmenden Laufschwingungen erfährt, ein Fortsetzen des
fest (still) stehenden Zustands des Verbrennungsmotors 8 vermieden.
Dies kann vermeiden, dass die Laufschwingungen, die sich während
des Motorantriebsfahrmodus ergeben, in nachteilhafter Weise die
Haltbarkeit des Verbrennungsmotors 8 beeinflussen.
- (5) Im Allgemeinen nimmt, wenn die Temperatur des Schmieröls
zum Schmieren des Verbrennungsmotors 8 abnimmt, die relevante
Viskosität zu, was zu einer Tendenz dahingehend führt,
dass eine Schwierigkeit beim Erzielen des Schmierens des Verbrennungsmotors 8 aufgrund
dessen Drehung auftritt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann an diesem Punkt die Solldrehzahl NE1,
d. h. die Drehzahl der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors,
beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung so geändert
werden, dass, je geringer die Temperatur der Kühlflüssigkeit
zum Kühlen des Verbrennungsmotors 8 ist, desto
höher die Solldrehzahl NE1 wird.
In einem derartigen Fall kann beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung
das Auftreten einer Verschlechterung beim Beschleunigen der Schmierung
des Verbrennungsmotors 8 aufgrund einer geringen Temperatur
der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors 8 und
einer geringen Temperatur des Schmieröls in dem Verbrennungsmotor 8 vermieden
werden.
- (6) Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die
Solldrehzahl NE1, d. h. die Drehzahl der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors, beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung so
geändert werden, dass, wenn die Umgebungstemperatur geringer
ist, die Solldrehzahl NE1 umso höher
wird. In einem derartigen Fall kann beim Ausführen der
Verbrennungsmotordrehsteuerung das Auftreten einer Verschlechterung
beim Beschleunigen der Schmierung des Verbrennungsmotors 8 aufgrund
einer geringen Umgebungstemperatur und einer geringen Temperatur
des Schmieröls des Verbrennungsmotors 8 unterdrückt
werden.
- (7) Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die
Solldrehzeit TE1, d. h. die Ausführzeit,
in der bewirkt wird, dass die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
sich beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung
dreht, so geändert werden, dass, wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit
zum Kühlen des Verbrennungsmotors 8 geringer ist,
die Solldrehzeit TE1 umso länger
wird. In einem derartigen Fall kann beim Ausführen der
Verbrennungsmotordrehsteuerung das Auftreten einer Verschlechterung
beim Beschleunigen der Schmierung des Verbrennungsmotors 8 aufgrund
geringer Temperatur der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors 8 und
einer geringen Temperatur des Schmieröls des Verbrennungsmotors 8 unterdrückt
werden.
- (8) Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die
Solldrehzeit TE1, d. h. die Ausführzeit,
in der die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors sich beim
Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung dreht, derart
geändert werden, dass, wenn die Umgebungstemperatur geringer ist,
die Solldrehzeit TE1 umso länger
wird. In einem derartigen Fall kann beim Ausführen der
Verbrennungsmotordrehsteuerung das Auftreten einer Verschlechterung
beim Beschleunigen der Schmierung des Verbrennungsmotors 8 aufgrund einer
geringen Umgebungstemperatur und einer geringen Temperatur des Schmieröls
des Verbrennungsmotors 8 vermieden werden.
- (9) Der Schaltmechanismus 10, der die Kraftübertragungsvorrichtung
ausbildet, weist den Differenzialabschnitt 11, in dem ein
Steuern des Betriebszustandes des ersten Elektromotors M1, der mit dem
Kraftverteilmechanismus 16 verbunden ist, ermöglicht,
dass der Differenzialzustand des Kraftverteilmechanismus 16 gesteuert
wird, und dem automatischen Schaltabschnitt 20 auf, der
einen Teil der Kraftübertragungsbahn bildet, die sich von
dem Verbrennungsmotor 8 oder dem Differenzialabschnitt 11 zu
den Antriebsrädern 38 erstreckt. Dadurch kann
ermöglicht werden, dass der Differenzialabschnitt 11 und
der automatische Schaltabschnitt 20 das kontinuierlich
variable Getriebe als Ganzes bilden, was ermöglicht, dass das
Abgabemoment des Schaltmechanismus 10 sanft variiert wird.
- (10) Der automatische Schaltabschnitt 20, der das gestuft
variable Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) ist,
sieht ein Schaltverhältnis vor, das in einem breiten Bereich
variiert wird.
- (11) Der Differenzialabschnitt 11 weist den ersten Elektromotor
M1, der als ein Differenzialvorgang-Elektromotor des Kraftverteilmechanismus 16 fungiert,
den zweiten Elektromotor M2, wobei es sich um Elektromotoren handelt,
die mit dem Kraftübertragungsweg verbunden sind, der zu den
Antriebsrädern 38 führt, d. h. mehr als
zwei Elektromotoren, und den Differenzialabschnitt-Planetengetriebesatz 24 auf.
Somit kann beim Steuern des Betriebszustandes des ersten Elektromotors
M1 bewirkt werden, dass die Drehzahl N18 des
Kraftübertragungselementes 18, die die Abgabedrehzahl
des Differenzialabschnitts 11 repräsentiert, kontinuierlich
sogar bei einer Variation der Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors zunimmt oder abnimmt.
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Vorstehend
ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das in den beigefügten
Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch
soll das beschriebene Ausführungsbeispiel die vorliegende
Erfindung lediglich beispielartig veranschaulichen, und die vorliegende
Erfindung kann anhand verschiedener Abwandlungen oder Verbesserungen
im Lichte der Kenntnisse von Fachleuten verbessert werden.
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Beispielsweise
wird beim Ausführen der Verbrennungsmotordrehsteuerung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors unter Verwendung
des ersten Elektromotors M1 erhöht. Jedoch können
die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 gänzlich
eingerückt oder halb eingerückt (in Rutschzuständen)
gebracht werden, um den Differenzialvorgang des Kraftverteilmechanismus 16 einzuschränken,
um die Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors
zu bewirken. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass der
erste Elektromotor M1 nicht unbedingt beim Drehen der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors erforderlich ist. In der Tat kann es für
den Schaltmechanismus 10 ausreichend sein, dass er den zweiten
Elektromotor M2, d. h. zumindest einen Elektromotor, aufweist.
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Beim
Drehen der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors unter
Verwendung der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 kann die
Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors ohne ein Antreiben
des ersten Elektromotors M1 gedreht werden. Beim Ausführen
der Verbrennungsmotordrehsteuerung liefern die Antriebsräder 38 das
Rückwärtsantriebsmoment zu dem Verbrennungsmotor 8 während
der Fahrt des Fahrzeugs. Wenn ein derartiges Rückwärtsantriebsmoment
bei einer angemessenen hohen Höhe (angemessenes hohes Niveau)
liegt, das zum Herbeiführen der Drehung der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors erforderlich ist, muss der zweite Elektromotor
M2 nicht unbedingt das Abgabemoment vorsehen. Außerdem
sind die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 Eingriffselemente,
die den Differenzialvorgang des Kraftverteilmechanismus 16,
der den Differenzialmechanismus ausbildet, begrenzen können.
Somit kann gesagt werden, dass diese Bauelemente eine Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung
des Kraftverteilmechanismus 16 sind.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Schaltmechanismus 10 den
Kraftverteilmechanismus 16, der als der Differenzialmechanismus dient,
und den ersten Elektromotor M1 auf. Jedoch kann es ausreichend sein,
dass ein Hybridfahrzeug umfasst ist, das weder den ersten Elektromotor
M1 noch den Kraftverteilmechanismus 16 aufweist, bei dem
der Verbrennungsmotor 8, die Kupplung, der zweite Elektromotor
M2, der als der Elektromotor dient, der mit dem zu den Antriebsrädern 38 führenden
Kraftübertragungspfad verbunden ist, und der automatische
Schaltabschnitt 20 in Reihe verbunden sind. Beim Ausführen
der Verbrennungsmotordrehsteuerung mit einem derartigen Aufbau,
der beispielsweise ermöglicht, dass die Kupplungen, die zwischen
dem Verbrennungsmotor 8 und dem zweiten Elektromotor M2
vermitteln, gänzlich eingerückt oder halb eingerückt
(in den Rutschzustand gebracht) werden, was ermöglicht,
dass der Rückwärtsantrieb von den Antriebsrädern 38 und
das Moment TM2 des zweiten Motors zum Drehen
der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors übertragen
wird.
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Der
Schaltmechanismus des vorliegenden Ausführungsbeispiels
nimmt die Form eines Aufbaus an, der zumindest einen mechanischen
Pfad (Pfad zum Übertragen der mechanischen Kraft) aufweist, bei
dem mechanische Energie, die von dem Verbrennungsmotor 8 abgegeben
wird, nicht in elektrische Energie umgewandelt wird und zu den Antriebsrädern 38 übertragen
wird. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Hybridfahrzeug
der sogenannten Reihenhybridart angewendet werden. Das Hybridfahrzeug
dieser Art nimmt die Form eines Aufbaus ein, bei dem der Verbrennungsmotor 8 nicht mechanisch
mit den Antriebsrädern 38 verbunden ist und der
zwei Elektromotoren aufweist, die eine Generatorfunktion (Funktion
zum Erzeugen von elektrischer Energie) und eine Motorfunktion (Elektromotor) haben
und die elektrisch miteinander verbunden sind. Von diesen Elektromotoren
ist ein Elektromotor mechanisch mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden
und der andere Elektromotor ist an dem Kraftübertragungspfad
zu dem Antriebsrad 38 angeordnet. Ein Elektromotor wandelt
mechanische Energie, die von dem Verbrennungsmotor 8 abgegeben
wird, in elektrische Energie um, die mit dem anderen Elektromotor
in mechanische Energie umgewandelt wird, um die Fahrt des Fahrzeugs
zu bewirken.
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In
einem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V den vorgegebenen
Wert V1 während des Motorantriebsfahrmodus überschreitet,
wird die Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt. Wenn sich
ein Zustand ergibt, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V fortlaufend
den vorgegebenen Wert V1 zum Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit während
des Motorantriebsfahrmodus überschreitet, kann die Verbrennungsmotordrehsteuerung
unterbrochene Intervalle lang jeweils in einem vorgegebenen Zeitintervall
ohne ein kontinuierliches Drehen der Abgabewelle 94 des
Verbrennungsmotors bei der Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt
werden. Des Weiteren kann in einem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit
V fortlaufend den vorgegebenen Wert V1 zum Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit
eine vorgegebene Zeitspanne lang während des Motorantriebsfahrmodus überschreitet, der
Fahrzustand von dem Motorantriebsfahrmodus zu dem Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus
geschaltet werden.
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Wenn
die Verbrennungsmotordrehsteuerung ausgeführt wird, setzt
die Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors sich
die Solldrehzeit TE1 lang fort. Jedoch muss
die Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors nicht
im Hinblick auf die Zeit beschränkt sein, und sie kann
in ausreichender Weise so herbeigeführt werden, dass beispielsweise eine
vorgegebene Anzahl an Umdrehungen erreicht wird. Anders ausgedrückt
kann die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors dazu gebracht
werden, dass sie eine Umdrehung dreht.
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Das
Kühlmittel für den Verbrennungsmotor 8 ist
im Hinblick auf seine Bestandteile nicht beschränkt, sondern
kann Wasser oder Öl sein, solange es sich um eine Flüssigkeit
handelt, die zu einem Kühlen des Verbrennungsmotors 8 in
der Lage ist. Der Differenzialabschnitt 11 (Kraftverteilmechanismus 16)
funktioniert als elektrisch betätigtes kontinuierlich variables
Getriebe (Getriebe zum kontinuierlich variablen Schalten), bei dem
das Übersetzungsverhältnis γ0 kontinuierlich
von dem minimalen Verhältnis γ0min zu
dem maximalen Verhältnis γ0max geändert
wird. Jedoch kann das Schaltverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 schrittweise,
d. h. nicht kontinuierlich, unter Verwendung der Differenzialfunktion geändert
werden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Schaltmechanismus 10 sind
der Verbrennungsmotor 8 und der Differenzialabschnitt 11 direkt
verbunden, jedoch kann der Verbrennungsmotor 8 mit dem
Differenzialabschnitt 11 über ein Eingriffselement,
wie beispielsweise die Kupplung und dergleichen, verbunden sein.
-
Bei
dem vorstehend erläuterten Schaltmechanismus 10 sind
der erste Elektromotor M1 und das zweite Drehelement RE2 direkt
verbunden, und der zweite Elektromotor M2 und das dritte Drehelement
RE3 sind direkt verbunden. Jedoch kann der erste Elektromotor M1
mit dem zweiten Drehelement RE2 über ein Eingriffselement,
wie beispielsweise die Kupplung und dergleichen, verbunden sein,
und der zweite Elektromotor M2 kann mit dem dritten Drehelement
RE3 über ein Eingriffselement, wie beispielsweise die Kupplung
und dergleichen, verbunden sein.
-
An
dem Kraftübertragungspfad, der sich von dem Verbrennungsmotor 8 zu
dem Antriebsrad 38 erstreckt, ist der automatische Schaltabschnitt 20 benachbart
zu dem Differenzialabschnitt 11 angeordnet, jedoch kann
der Differenzialabschnitt 11 benachbart zu dem automatischen
Schaltabschnitt 20 angeordnet sein. Zusammengefasst kann
gesagt werden, dass es ausreichend ist, den automatischen Schaltabschnitt 20 so
anzuordnen, dass er einen Teil des Kraftübertragungspfades
von dem Verbrennungsmotor 8 zu dem Antriebsrad 38 ausbildet.
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Bei
dem in 1 gezeigten Aufbau sind der Differenzialabschnitt 11 und
der automatische Schaltabschnitt 20 direkt verbunden. Jedoch
kann die vorliegende Erfindung auf einen beliebigen Aufbau angewendet
werden, solange der Schaltmechanismus 10 eine elektrische
Differenzialfunktion, durch die er dazu in der Lage ist, seinen
Schaltzustand elektrisch als Ganzes zu ändern, und eine
Funktion zum Ausführen des Schaltens gemäß einem
Prinzip, das sich von der elektrischen Differenzialfunktion unterscheidet,
hat. In einer derartigen Situation ist eine mechanische Unabhängigkeit
zwischen dem Differenzialabschnitt 11 und dem automatischen
Schaltabschnitt 20 nicht erforderlich.
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Der
Kraftverteilmechanismus 16 besteht aus der Einzelplanetengetriebeeinheit
des vorliegenden Ausführungsbeispiels, kann aber aus einer
Doppelplanetengetriebeeinheit bestehen.
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In
der Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 ist
der Verbrennungsmotor 8 mit dem ersten Drehelement RE1
in dem Kraft übertragenden Zustand verbunden, ist der erste
Elektromotor M1 mit dem zweiten Drehelement RE2 in dem Kraft übertragenden
Zustand verbunden und ist der sich zu dem Antriebsrad 38 erstreckende
Kraftübertragungspfad mit dem dritten Drehelement RE3 verbunden.
Jedoch kann, wenn zwei Planetengetriebeeinheiten miteinander durch
einen Teil der sie ausbildenden Drehelemente verbunden sind, die
vorliegende Erfindung bei einem Aufbau angewendet werden, bei dem,
indem der Verbrennungsmotor, der Elektromotor und das Antriebsrad
jeweils mit Drehelementen der jeweiligen Planetengetriebeeinheiten
in dem Kraft übertragenden Zustand verbunden sind, die
Kupplung oder Bremse, die mit dem Drehelement der Planetengetriebeeinheit
verbunden ist, so gesteuert werden, dass der Aufbau in den gestuft
variablen Zustand (gestuft variables Schalten) oder den kontinuierlich variablen
Zustand (kontinuierlich variables Schalten) gewechselt wird.
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Der
Schaltabschnitt, der den automatischen Schaltabschnitt 20 aufweist,
der das gestuft variable Automatikgetriebe des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ausbildet, kann ein kontinuierliches CVT oder ein Schaltabschnitt
sein, der als ein manuell betätigtes Getriebe fungiert.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Elektromotor
M2 mit dem Übertragungselement 18 direkt verbunden.
Jedoch ist die Verbindungsart nicht auf diese Art und Weise der Verbindung
beschränkt. Das heißt, der zweite Elektromotor
M2 kann mit dem Kraftübertragungspfad, der sich von dem
Verbrennungsmotor 8 oder dem Übertragungselement 18 zu
dem Antriebsrad 38 erstreckt, direkt verbunden sein oder
kann mit diesem indirekt über das Getriebe, die Planetengetriebeeinheit,
die Einrückeinheit und dergleichen verbunden sein.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Kraftverteilmechanismus 16 ist
der Differenzialabschnittträger CA0 mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden, ist
das Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0 mit dem ersten Elektromotor
M1 verbunden und ist das Differenzialabschnitt-Hohlrad R0 mit dem Übertragungselement 18 verbunden.
Jedoch ist die Verbindungsbeziehung zwischen ihnen nicht auf diese
genannte Beziehung beschränkt. Das heißt, der
Verbrennungsmotor 8, der erste Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 können
mit irgendwelchen der drei Elemente CA0, S0 oder R0 der Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24 verbunden
sein.
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Der
Verbrennungsmotor 8, der direkt mit der Eingangswelle 14 bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbunden ist, kann über
ein Zahnrad, einen Riemen und dergleichen wirkverbunden sein. Der
Verbrennungsmotor 8 muss nicht unbedingt koaxial zu der
Eingangswelle 14 angeordnet sein.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Elektromotor
M1 und der zweite Elektromotor M2 koaxial an der Eingangswelle 14 derart angeordnet,
dass der Erstgenannte mit dem Differenzialabschnitt-Sonnenrad S0
verbunden ist und der Letztgenannte mit dem Übertragungselement 18 verbunden
ist. Jedoch ist diese Art und Weise der Anordnung und Verbindung
nicht wesentlich. Das heißt, der erste Elektromotor M1
und der zweite Elektromotor M2 sind mit dem Differenzialabschnitt-Sonnenrad
S0 bzw. dem Übertragungselement 18 jeweils über
das Zahnrad, den Riemen, die Drehzahlbegrenzungseinrichtung und
dergleichen wirkverbunden.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Automatikgetriebeabschnitt 20 mit
dem Differenzialabschnitt 11 über das Übertragungselement 18 in
Reihe verbunden. Jedoch kann, indem eine Gegenwelle, die parallel
zu der Eingangswelle 14 ist, angeordnet wird, der Automatikgetriebeabschnitt 20 an der
Gegenwelle koaxial zu dieser angeordnet sein. In diesem Fall sind
der Differenzialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20 miteinander
in dem Kraft übertragenden Zustand über das Übertragungselement 18,
beispielsweise als Paar vorgesehene Gegenzahnräder oder
einen Satz an Übertragungselementen, die Kettenräder
und eine Kette aufweisen, miteinander verbunden.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Kraftverteilmechanismus 16 aus
der als ein Paar vorgesehenen Differenzialabschnitt-Planetengetriebeeinheit 24.
Jedoch kann er aus drei oder mehr Planetengetriebeeinheiten bestehen,
die als das Getriebe mit drei oder mehr Gangpositionen in dem Nicht-Differenzialzustand
(Zustand mit fixierter Drehzahl) fungieren.
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Der
zweite Elektromotor M2 ist mit dem Kraftübertragungspfad
verbunden, der sich von dem Verbrennungsmotor 8 zu dem
Antriebsrad 38 erstreckt. Somit ist der zweite Elektromotor
M2 zusätzlich zu der Verbindung zu dem Kraftübertragungspfad
mit dem Kraftverteilmechanismus 16 über das Eingriffselement,
wie beispielsweise die Kupplung etc. verbunden. Demgemäss
kann der Schaltmechanismus 10 einen Aufbau haben, bei dem
anstelle des ersten Elektromotors M1 der zweite Elektromotor M2 verwendet
wird, um den Differenzialzustand des Kraftverteilmechanismus 16 zu
steuern.
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Die
Steuervorrichtung für ein Antriebsgerät eines
Hybridfahrzeugs ist offenbart, die eine Verbrennungsmotordrehsteuerung
zum Drehen einer Abgabewelle 94 eines Verbrennungsmotors
ausführt, wenn eine laufende Fahrentfernung LM,
die sich in einem Motorantriebsfahrmodus ergibt, einen vorgegebenen
Wert L1 zum Bestimmen einer aufeinanderfolgenden Fahrentfernung überschreitet.
Die Drehung der Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors führt zu
einem Effekt einer Beschleunigung der Schmierung des Verbrennungsmotors 8.
Wenn die Abgabewelle 94 des Verbrennungsmotors sich einmal
dreht, nimmt kein Bauteil des Verbrennungsmotors 8 tatsächlich
die genau gleiche Stellung zu einem Zeitpunkt vor und nach einer
derartigen Drehung ein. Dadurch wird vermieden, dass die Bauteile
des Verbrennungsmotors 8 fortlaufend miteinander in gleicher Stellung
in Kontakt bleiben, wenn Fahrschwingungen während des Motorantriebsfahrmodus
sich ergeben, was einen nachteilhaften Effekt auf die Haltbarkeit des
Verbrennungsmotors 8 aufgrund der Fahrschwingungen, die
sich im Motorantriebsfahrmodus ergeben, minimal gestaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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