DE102008041001A1

DE102008041001A1 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät

Info

Publication number: DE102008041001A1
Application number: DE102008041001A
Authority: DE
Inventors: Tooru Toyota-shi Matsubara; Atsushi Toyota-shi Tabata; Masakazu Anjo-shi Kaifuku
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2009-04-09
Also published as: JP2009041629A; JP4447027B2; US8177681B2; CN101363536B; US20090042691A1; CN101363536A

Abstract

Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät ist offenbart, das Eingriffsvorrichtungen einschließlich einer Freilaufkupplung hat, das verhindert, dass ein gesperrter Zustand einer Freilaufkupplung das Auftreten von Schlupf von anderen Eingriffsvorrichtungen verursacht, um einen Abfall einer Haltbarkeit der Eingriffsvorrichtung zu vermeiden. Um diese Aufgabe zu lösen, gestattet das Einrücken einer Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen in kombinierten Betriebsweisen, dass eine Vielzahl von Schaltpositionen gebildet wird. Ein Schaltmechanismus (Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät) (10) ist vorgesehen, bei dem zumindest eine der Vielzahl der Eingriffsvorrichtungen eine Freilaufkupplung (F1) aufweist. Der Schaltmechanismus schaltet ein Verfahren zum Auswählen einer Schaltposition bei S3 in Abhängigkeit von einer Schaltposition eines Schalthebels (52), die bei S1 bestimmt wird, und einer Fahrzeugfahrtrichtung, die bei S2 bestimmt wird, um.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Steuervorrichtungen für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Technologie zum Verhindern des Schlupfs bei Eingriffsvorrichtungen aufgrund einer gesperrten Freilaufkupplung, die in einem Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät eingebaut ist, das aus einer Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen einschließlich der Freilaufkupplung besteht.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Bei einem Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät, das betreibbar ist, um eine Vielzahl von Drehzahlverhältnissen auszuwählen, wurde bisher eine Steuervorrichtung bei dem Leistungsübertragungsgerät eingesetzt. Die Steuervorrichtung schaltet ein Verfahren zum Auswählen von Drehzahlverhältnissen in Abhängigkeit von einem Fahrzustand eines Fahrzeugs um. Eine solche Steuervorrichtung eines Automatikgetriebes ist beispielsweise in der Patentveröffentlichung 1 ( Japanisches Patent Nr. 2808923 ) enthalten. Die Patentveröffentlichung 1 offenbart das Automatikgetriebe, das zum Durchführen eines Schaltvorgangs auf der Grundlage eines Schaltkennfelds zum Auswählen einer optimalen Schaltposition, insbesondere einer optimalen Gangposition oder Gangschaltposition, in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die eine Fahrrichtung des Fahrzeugs darstellt, und eines Niederdrückhubs eines Beschleunigerpedals geeignet ist, wobei das Schaltkennfeld auf der Grundlage einer Einlassluftmenge einer Brennkraftmaschine abgewandelt wird, die einen Betriebszustand des Fahrzeugs darstellt.
Dabei wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, die als Fahrzustand des Fahrzeugs verwendet wird, durch Erfassen einer Drehzahl einer Ausgangswelle oder einer Antriebswelle unter Verwendung eines Drehzahlsensors erhalten. Jedoch wird es oft schwierig, eine sich auf die Drehrichtung beziehende Information, insbesondere eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs, zu erhalten, wenn die Drehzahl, die von einem derartigen Sensor zugeführt wird, lediglich als Impulssignal bezogen wird. Daher wurde die Fahrzeugfahrtrichtung beim Ausführen des Schaltens nicht berücksichtigt. In einem Umstand, dass beispielsweise eine automatische Schaltposition für einen Vorwärtsantrieb ausgewählt wird, während das Schalten unter Verwendung eines Schaltkennfelds für einen Vorwärtsantrieb ausgeführt wird, kann das Schalten auf der Grundlage des Schaltkennfelds für den Vorwärtsantrieb ausgeführt werden, auch wenn das Fahrzeug rückwärts fährt.
In einem solchen Fall wird das Schalten auf der Grundlage eines absoluten Werts der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt. Auch wenn daher das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit rückwärts fährt, wird das Schalten in eine Schaltposition für den Vorwärtsantrieb bei der hohen Geschwindigkeit ausgeführt, wenn das Schaltkennfeld für den Vorwärtsantrieb verwendet wird.
Unterdessen wurde eine Freilaufkupplung weit verbreitet bei einem Teil der Eingriffsvorrichtungen des Leistungsübertragungsgeräts verwendet. Die Freilaufkupplung ist betriebsfähig, um eine Drehung in einer Richtung zu übertragen, während sie in der anderen Richtung freiläuft, insbesondere sich im Leerlauf dreht. Wenn derartige Freilaufkupplungen verwendet werden, können die Freilaufkupplungen entgegen einem Aufbau, bei dem ein so genanntes Kupplung-zu-Kupplung-Schalten mit Ausrücken einer Freilaufkupplung und gleichzeitigem Einrücken der anderen Freilaufkupplung durchgeführt wird, automatisch ausgerückt oder eingerückt werden. Daher kann es ausreichend sein, zu gestatten, dass nur eine Freilaufkupplung eingerückt oder ausgerückt wird, was ermöglicht, dass das Schalten in einer vereinfachten Abfolge ausgeführt wird.
Bei dem Leistungsübertragungsgerät mit solchen Freilaufkupplungen gibt es eine Schaltposition, die unter der Voraussetzung des Freilaufs, insbesondere der Leerlaufdrehung der Freilaufkupplung, gebildet wird. Wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt, wenn die Schaltposition mit der in den Freilaufzustand versetzten Freilaufkupplung ausgewählt wird, wird verursacht, dass die Freilaufkupplung sich in der Richtung dreht, die entgegengesetzt zu der Ursprungsdrehrichtung der Freilaufkupplung ist, insbesondere eine Richtung, in der die Freilaufkupplung sich dreht, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt. Das verursacht, dass die Freilaufkupplung gesperrt wird, wobei damit ein Konflikt (ein Schlupf, der in der Eingriffsvorrichtung verursacht wird, die mit einer abgeschwächten Eingriffskraft infolge der Zugwirkung eingerückt wird) zwischen der Freilaufkupplung und dem anderen Eingriffselement einhergeht, was eine Minderung der Haltbarkeit der Eingriffsvorrichtung verursacht.
Insbesondere infolgedessen, dass die Schaltposition für den Vorwärtsantrieb ausgewählt wird, wenn das Schalten auf der Grundlage des Schaltkennfelds für den Vorwärtsantrieb durchgeführt wird, auch wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, kann Schlupf bei den Eingriffsvorrichtungen auftreten. Das liegt daran, dass das Schalten auf der Grundlage eines absoluten Werts der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem sich ergebenden unbeabsichtigten Schalten von der Schaltposition, bei der die Freilaufkupplung freiläuft, zu einer anderen Schaltposition, bei der die Freilaufkupplung gesperrt ist, ausgeführt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend Angegebene gemacht und hat eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät zu schaffen, die betriebsfähig ist, um ein Auswählverfahren einer Schaltposition in Abhängigkeit von einer ausgewählten Schaltposition und einer Fahrzeugfahrtrichtung umzuschalten, um dadurch das Auftreten des Schlupfs bei einer Eingriffsvorrichtung auszuschließen.
Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe weist in einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung das Fahrzeugleistungs- Übertragungsgerät eine Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen auf, um eine Vielzahl von Schaltpositionen in Kombination von Eingriffsbetrieben der Vielzahl der Eingriffsvorrichtungen zu bilden, wobei zumindest eine der Eingriffsvorrichtungen eine Freilaufkupplung aufweist. Die Steuervorrichtung ist betriebsfähig, um eine Schaltposition in Abhängigkeit von einer ausgewählten Schaltposition oder einem ausgewählten Schaltbereich und einer Fahrzeugfahrtrichtung umzuschalten.
Mit einem solchen Aufbau schaltet das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät die Schaltpositionen in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition oder dem ausgewählten Schaltbereich und der Fahrzeugfahrtrichtung um. Auch wenn derselbe Fahrtzustand außer der Schaltposition oder dem Schaltbereich und der Fahrzeugfahrtrichtung vorliegt, kann als Ergebnis eine unterschiedliche Schaltposition ausgewählt werden, wenn eine Differenz der Beziehung mit Bezug auf die ausgewählte Schaltposition oder den ausgewählten Schaltbereich und die Fahrzeugfahrtrichtung vorhanden ist. Das verhindert, dass ein gesperrter Zustand der Freilaufkupplung einen Schlupf in der anderen Eingriffsvorrichtung verursacht, um dadurch das Auftreten einer Haltbarkeitsverminderung der Eingriffsvorrichtung auszuschließen.
In einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wählt die Steuervorrichtung die Schaltposition in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit aus. Mit einem solchen Aufbau kann, da die Schaltposition in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewählt wird, das Abwandeln der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Durchführen des Schaltens in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition und der Fahrzeugfahrtrichtung einfach das Auswählverfahren der Schaltposition umschalten.
In einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung wählt die Steuervorrichtung die Schaltposition in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition oder dem ausgewählten Schaltbereich aus. Mit einem solchen Aufbau kann die Schaltposition in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition oder dem ausgewählten Schaltbereich ausgewählt werden. Somit kann durch Abwandeln der Schaltposition oder des Schaltbereichs in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition oder dem ausgewählten Schaltbereich und der Fahrzeugfahrtrichtung das Auswählverfahren der Schaltposition einfach umgeschaltet werden. Zusätzlich kann die Schaltposition aus einer Vielzahl von Schaltpositionen ausgewählt werden, die mit der Schaltposition oder dem Schaltbereich definiert werden. Das ermöglicht, dass die Schaltposition in einem abgewandelten Schaltbereich ausgewählt wird, der mit einer Schaltposition gebildet wird, der keinen Schlupf in der anderen Eingriffsvorrichtung aufgrund des gesperrten Zustands der Freilaufkupplung verursacht.
In einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung schaltet die Steuervorrichtung die Schaltposition aufgrund des Umschaltens von Umschaltlinien um. Mit einem solchen Aufbau kann die Schaltposition aufgrund des Umschaltens der Schaltlinie ausgewählt werden, die gemäß der ausgewählten Schaltposition und der Fahrzeugfahrtrichtung bestimmt wird, wobei sie in der Lage ist, das Auswählverfahren der Schaltposition einfach umzuschalten.
In einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung schaltet die Steuervorrichtung die Schaltposition beim Abändern einer oberen Grenze oder einer unteren Grenze einer auswählbaren Schaltposition um. Mit einem solchen Aufbau kann die Schaltposition beim Abändern der oberen Grenze oder der unteren Grenze der auswählbaren Schaltposition ausgewählt werden, die in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition und der Fahrzeugfahrtrichtung abgeändert wird, wobei sie in der Lage ist, das Auswählverfahren der Schaltposition einfach umzuschalten. Somit kann das Auswählverfahren der Schaltposition einfach umgeschaltet werden.
In einem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung bestimmt die Steuervorrichtung die Fahrzeugfahrtrichtung beim Erfassen einer Drehrichtung einer Ausgangswelle des Fahrzeugleistungs-Übertragungsgeräts oder eines Elements, das mit der Ausgangswelle verbunden ist. Mit einem solchen Aufbau wird das Auswählverfahren der Schaltposition auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtrichtung, die aufgrund der Erfassung der Drehrichtung der Ausgangswelle des Fahrzeugleistungs-Übertragungsgeräts oder des Elements, das mit der Ausgangswelle verbunden ist, bestimmt wird, und der ausgewählten Schaltposition abgeändert.
In einem siebten Gesichtspunkt der Erfindung weist das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt auf, der betriebsfähig ist, um einen Differentialzustand zwischen einer Eingangswellendrehzahl und einer Ausgangswellendrehzahl aufgrund des Steuerns eines Betriebszustands eines Elektromotors zu steuern, der mit einem Drehelement eines Differentialabschnitts verbunden ist. Mit einem solchen Aufbau kann auch das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät, das den elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt hat, verhindern, dass der gesperrte Zustand der Freilaufkupplung einen Schlupf der anderen Eingriffsvorrichtung verursacht.
In einem achten Gesichtspunkt der Erfindung weist das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät einen gestuft variablen Schaltabschnitt und einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt auf, die beide in einem Leistungsübertragungspfad vorgesehen sind. Mit einem solchen Aufbau kann auch das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät, das den elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt hat, verhindern, dass der gesperrte Zustand der Freilaufkupplung einen Schlupf der anderen Eingriffsvorrichtung verursacht.
In einem neunten Gesichtspunkt der Erfindung hat der gestuft variable Schaltabschnitt des Fahrzeugleistungs-Übertragungsgeräts eine Schaltposition, die nicht verursacht, dass Schlupf bei der Eingriffsvorrichtung aufgrund des Einrückens der Freilaufkupplung auftritt, die ausgewählt wird, wenn die Schaltposition oder der Schaltbereich in einer Vorwärtsantriebsposition liegt und die Fahrzeugfahrtrichtung eine Rückwärtsantriebsrichtung ist oder unklar ist. Wenn bei einem solchen Aufbau die ausgewählte Schaltposition in der Vorwärtsantriebsposition liegt und die Fahrzeugfahrtrichtung in der Rückwärtsantriebsrichtung liegt, wird eine Schaltposition eines 1. Gangs ausgewählt, um eine Schaltposition zu bilden, die erzielt wird, wenn die Bremse eingerückt wird, die mit der Freilaufkupplung des gestuft variablen Getriebes parallel dazu verbunden ist. Wenn die Schaltposition des 1. Gangs ausgewählt wird, wird verursacht, dass die Freilaufkupplung freiläuft, insbesondere im Leerlauf dreht, nämlich während der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs, um dadurch auszuschließen, dass der gesperrte Zustand der Freilaufkupplung einen Schlupf bei der anderen Eingriffsvorrichtung verursacht.
In einem zehnten Gesichtspunkt der Erfindung wird der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt betriebsfähig als stufenlos variabler Schaltmechanismus aufgrund des Steuerns eines Betriebszustands eines Elektromotors gehalten. Mit einem solchen Aufbau wird der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt betriebsfähig als stufenlos gesteuerter Schaltmechanismus gehalten. Auch wenn somit das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät als gestuft variables Getriebe wirkt, kann verhindert werden, dass der gesperrte Zustand der Freilaufkupplung einen Schlupf bei der anderen Eingriffsvorrichtung verursacht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Prinzipdiagramm, das einen Aufbau eines Leistungsübertragungsgeräts eines Ausführungsbeispiels zeigt, gemäß dem eine Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 ist ein Funktionsdiagramm, das Relationen zwischen Gangwechselpositionen, die in dem automatischen Schaltabschnitt gebildet werden, der einen in 1 gezeigten Differentialmechanismus bildet, und kombinierten Betrieben von hydraulisch betätigten Reibungseingriffsvorrichtungen zur Verwendung darin darstellt.
3 ist ein Liniendiagramm, das wechselseitige relative Drehzahlen von Drehelementen zur Bildung von verschiedenartigen Schaltpositionen in dem in 1 gezeigten Leistungsübertragungsgerät angibt.
4 ist eine Ansicht, die eine elektronische Steuereinheit mit damit verknüpften Eingangs- und Ausgangssignalen zeigt, die in dem in 1 gezeigten Leistungsübertragungsgerät vorgesehen ist.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Hydrauliksteuerschaltkreis zeigt, der mit Linearsolenoidventilen verknüpft ist, die zum Steuern von Betrieben von entsprechenden Hydraulikstellgliedern der Kupplungen und Bremsen angeordnet sind.
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer manuell betätigten Schaltvorrichtung zeigt, die einen Schalthebel aufweist, und die betriebsfähig ist, um eine aus einer Vielzahl von Schaltpositionen von mehreren Arten auszuwählen.
7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuereinheit von 4 darstellt.
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Schaltkennfelds zur Verwendung beim Durchführen einer Schaltsteuerung des Antriebsgeräts und ein Beispiel eines Antriebsleistungsquellen-Kennfelds zur Verwendung bei einer Antriebsleistungsquellen-Umschaltsteuerung zwischen einem Kraftmaschinenantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus darstellt, wobei diese Kennfelder sich aufeinander beziehen.
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Schaltdiagramms für umgeschaltete Schaltlinien darstellt, die durch eine Schaltdiagramm-Umschalteinrichtung umgeschaltet werden, das dem in 8 gezeigten Schaltdiagramm entspricht.
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Kennfelds zeigt, wobei eine gestrichelte Linie eine Kurve optimalen Kraftstoffverbrauchs einer Kraftmaschine zeigt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Hauptteil von Steuerbetrieben darstellt, die mit der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung auszuführen sind.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nun werden verschiedenartige Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung nachstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Ausführungsbeispiel>
1 ist ein Prinzipdiagramm zum Darstellen eines Getriebemechanismus, insbesondere eines Schaltmechanismus 10, der einen Teil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug bildet, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Getriebemechanismus 10 ein Getriebegehäuse 12 (im Folgenden als „ein Gehäuse 12" bezeichnet), das an einer Fahrzeugkarosserie als nichtdrehbares Element montiert ist, eine Eingangswelle 14, die innerhalb des Gehäuses 12 als Eingangsdrehelement angeordnet ist, einen Differentialabschnitt 11, der koaxial mit der Eingangswelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen pulsationsabsorbierenden Dämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung), nicht gezeigt, verbunden ist, und als stufenlos variabler Getriebeabschnitt dient, einen Automatikgetriebeabschnitt, insbesondere einen automatischen Schaltabschnitt 20, der in Reihe mit einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differentialabschnitt 11 und Antriebsrädern 34 (siehe 7) durch ein Leistungsübertragungselement 18 (Leistungsübertragungswelle) verbunden ist, und eine Ausgangswelle 22 auf, die mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden ist und als Ausgangsdrehelement dient.
Der Getriebemechanismus 10 wird geeignet auf ein FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit vorne eingebauter Kraftmaschine und Hinterradantrieb) angewendet und ist an einem Fahrzeug entlang einer Längsrichtung von diesem montiert. Der Getriebemechanismus 10 ist zwischen einer Kraftmaschine 8 und einem Paar Antriebsrädern 34 angeordnet. Die Kraftmaschine 8 weist eine Brennkraftmaschine, wie z. B. eine Benzinkraftmaschine oder eine Dieselkraftmaschine oder Ähnliches auf, und dient als Antriebsleistungsquelle. Die Kraftmaschine 8 ist direkt mit der Eingangswelle 14 in Reihe oder indirekt durch den pulsationsabsorbierenden Dämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung), nicht gezeigt, verbunden. Das gestattet, dass eine Fahrzeugantriebskraft von der Kraftmaschine 8 auf das Paar Antriebsräder 34 in einer Abfolge durch die Differentialgetriebevorrichtung 32 (Enddrehzahlreduktionsgetriebe) (siehe 7) und ein Paar Antriebsachsen übertragen wird.
Mit dem Getriebemechanismus 10 des dargestellten Ausführungsbeispiels sind die Kraftmaschine 8 und der Differentialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden. Der hier verwendete Ausdruck „direkt miteinander verbunden" bezieht sich auf einen Aufbau, bei dem eine direkte Verbindung zwischen den zugehörigen Bauteilen in Abwesenheit einer fluidbetätigten Leistungsübertragungsvorrichtung, wie z. B. eines Drehmomentwandlers oder einer Fluidkopplungsvorrichtung oder Ähnlichem, gebildet wird, und eine Verbindung einschließlich beispielsweise des pulsationsabsorbierenden Dämpfers mit einer derartigen direkten Verbindung verknüpft ist. Es ist anzumerken, dass die andere Hälfte des Getriebemechanismus 10, der symmetrisch mit Bezug auf seine Achse konstruiert ist, in 1 weggelassen ist.
Der Differentialabschnitt 11 weist einen ersten Elektromotor M1, einen Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als mechanischer Mechanismus zum mechanischen Verteilen einer Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8 aufgebaut ist (im Folgenden als „Kraftmaschinenausgangsleistung" bezeichnet), die auf die Eingangswelle 14 aufgebracht wird, der als Differentialmechanismus funktioniert, durch den die Kraftmaschinenausgangsleistung auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsverteilungselement 18 verteilt wird, und einen zweiten Elektromotor M2 auf, der betriebsfähig mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist, so dass er sich als eine Einheit damit dreht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl der erste als auch der zweite Elektromotor M1 und M2 so genannte Motorgeneratoren, die jeweils eine Funktion zum Erzeugen von elektrischer Leistung haben. Der erste Elektromotor M1 hat zumindest eine Funktion als elektrischer Leistungsgenerator zum Erzeugen einer Reaktionskraft. Der zweite Elektromotor M2 hat zumindest eine Funktion als Motor (Elektromotor), der als Fahrantriebsleistungsquelle dient, um eine Fahrzeugantriebskraft abzugeben.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 weist als Hauptbestandteil einen ersten Planetengetriebesatz 24 der Einzelritzelbauart mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von ungefähr beispielsweise 0,418 auf. Der erste Planetengetriebesatz 24 hat Drehelement (Elemente), die aus einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetenrad P1, einem ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 so stützt, dass das erste Planetenrad P1 um seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehbar ist, und einem ersten Zahnkranz R1 bestehen, der mit dem ersten Sonnenrad S1 durch das erste Planetenrad P1 kämmend eingreift. Wenn die Anzahlen der Zähne des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 durch ZS1 bzw. ZR1 dargestellt werden, wird das vorstehend angegebene Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1 dargestellt.
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist ein erster Träger CM mit der Eingangswelle 14, insbesondere der Kraftmaschine 8 verbunden; ist ein erstes Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden; und ist ein erster Zahnkranz R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden. Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 eines solchen Aufbaus sind die drei Elemente des ersten Planetengetriebesatzes 24, insbesondere das erste Sonnenrad S1, das erste Planetenrad P1, der erste Träger CM und der erste Zahnkranz R1 so angeordnet, dass sie relativ zueinander zum Einleiten einer Differentialfunktion, insbesondere eines Differentialzustands angeordnet sind, in dem die Differentialfunktion eingeleitet wird. Das gestattet, dass die Kraftmaschinenausgangsleistung auf den ersten Elektromotor M1 und den Leistungsübertragungsmechanismus 18 verteilt wird. Dann treibt ein Teil der verteilten Kraftmaschinenausgangsleistung den ersten Elektromotor M1 an, so dass dieser elektrische Energie erzeugt, die gespeichert wird und zum drehbaren Antreiben des zweiten Elektromotors M2 verwendet wird.
Somit wird verursacht, dass der Differentialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als elektrische Differentialvorrichtung funktioniert, so dass beispielsweise der Differentialabschnitt 11 in einen so genannten stufenlos variablen Schaltzustand (elektrisch gebildeten CVT-Zustand) versetzt wird, um die Drehung des Leistungsübertragungselements 18 ungeachtet der Tatsache, dass die Kraftmaschine 8 bei einer vorgegebenen Drehzahl arbeitet, stufenlos zu variieren. Der Differentialabschnitt 11 funktioniert nämlich als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe, um ein Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14/Drehzahl N₁₈ des Leistungsübertragungselements 18) bereitzustellen, das stufenlos variabel von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max ist.
Der Automatikgetriebeabschnitt 20 weist einen zweiten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 26, einen dritten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 28 und einen vierten Einzelritzel-Planetengetriebesatz 30 auf. Der Automatikgetriebeabschnitt 20 ist ein Mehrstufengetriebe der Planetengetriebebauweise, das als gestuft variables Automatikgetriebe betreibbar ist. Der zweite Planetengetriebesatz 26 hat Folgendes: ein zweites Sonnenrad S2; ein zweites Planetenrad P2; einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 so stützt, dass das zweite Planetenrad P2 um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehbar ist; und einen zweiten Zahnkranz R2, der mit dem zweiten Sonnenrad S2 durch das zweite Planetenrad P2 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der zweite Planetengetriebesatz 26 ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr „0,562". Der dritte Planetengetriebesatz 28 hat Folgendes: ein drittes Sonnenrad S3; ein drittes Planetenrad P3; einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 so stützt, dass das dritte Planetenrad P3 um seine Achse und um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehbar ist; und einen dritten Zahnkranz R3, der mit dem dritten Sonnenrad S3 durch das dritte Planetenrad P3 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der dritte Planetengetriebesatz 28 ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ρ3 von ungefähr „0,425".
Der vierte Planetengetriebesatz 30 hat Folgendes: ein viertes Sonnenrad S4; ein viertes Planetenrad P4; einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenrad P4 so stützt, dass das vierte Planetenrad P4 um seine Achse und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehbar ist; und einen vierten Zahnkranz R4, der mit dem vierten Sonnenrad S4 durch das vierte Planetenrad P4 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der vierte Planetengetriebesatz 30 ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ρ4 von beispielsweise ungefähr „0,421". Wenn das zweite Sonnenrad S2, der zweite Zahnkranz R2, das dritte Sonnenrad S3, der dritte Zahnkranz R3, das vierte Sonnenrad S4 und der vierte Zahnkranz R4 die Anzahlen von Zähnen haben, die durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 dargestellt werden, werden die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite und das dritte Sonnenrad S2, S3 integral miteinander verbunden, werden selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine zweite Kupplung C2 verbunden und werden selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine erste Bremse B1 verbunden. Der zweite Träger CA2 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine vierte Bremse B4 verbunden, und der vierte Zahnkranz R4 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 verbunden. Der zweite Zahnkranz R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CM sind integral miteinander verbunden und mit der Ausgangswelle 22 verbunden. Der dritte Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind integral miteinander verbunden und werden selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine erste Kupplung C1 verbunden.
Somit werden der Automatikgetriebeabschnitt 20 und der Differentialabschnitt 11 (das Leistungsübertragungselement 18) selektiv miteinander durch die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 verbunden, die vorgesehen ist, um die entsprechende Schaltposition (Gangschaltposition) in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 zu bilden. Anders gesagt funktionieren die erste und die zweite Kupplung C1, C2 als Kopplungsvorrichtungen, insbesondere Eingriffsvorrichtung, die betreibbar ist, um den Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20, nämlich den Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differentialabschnitt 11 (Leistungsübertragungselement 18) und den Antriebsrädern 34 selektiv in den Leistungsübertragungszustand, in dem die Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann, oder den Leistungsabschaltzustand, in dem die Fahrzeugantriebskraft nicht durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann, zu versetzen. Wenn nämlich zumindest eine der ersten und der zweiten Kupplungen C1 und C2 in den Kopplungseingriff versetzt werden, wird der Leistungsübertragungspfad in den Leistungsübertragungszustand versetzt. Dagegen versetzt das Entkoppeln von sowohl der ersten als auch der zweiten Kupplung C1 und C2 den Leistungsübertragungspfad in den Leistungsabschaltzustand.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 gestattet ferner das Entkoppeln einer einschaltentkoppelnden Kopplungsvorrichtung während des Koppelns einer einschaltkoppelnden Kopplungsvorrichtung, dass ein so genannter „Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang" ausgeführt wird, damit die entsprechenden Schaltpositionen selektiv gebildet werden. Das gestattet, dass ein Drehzahlverhältnis γ (Drehzahl N₁₈ des Leistungsübertragungselements 18/Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22) mit einem sich gleichmäßig verändernden Verhältnis für die entsprechende Schaltposition erhalten wird. Wie in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebstabelle angegeben ist, bildet das Koppeln der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 eine Schaltposition des 1. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis γ1 von beispielsweise ungefähr „3,357".
Wenn die erste Kupplung C1 und die vierte Bremse B4 im Betrieb gekoppelt werden, wird eine Schaltposition eines 2. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise ungefähr „2,180" gebildet, das ein niedrigerer Wert als das Drehzahlverhältnis γ1 ist. Wenn die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 im Betrieb gekoppelt werden, wird eine Schaltposition eines 3. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis γ3 von beispielsweise ungefähr „1,424" gebildet, das ein niedrigerer Wert als das Drehzahlverhältnis γ2 ist. Das Koppeln der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 bildet eine Schaltposition eines 4. Gangs mit einem Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise ungefähr „1,000", das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ3 ist. Das Koppeln der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 bildet eine Rückwärtsantriebs-Schaltposition (Rückwärtsantriebs-Gangposition) mit einem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise ungefähr „3,209", das zwischen denjenigen der Schaltposition des 1. Gangs und der Schaltposition des 2. Gangs liegt. Zusätzlich gestattet das Entkoppeln, insbesondere Ausrücken oder Lösen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3, dass eine neutrale Position N gebildet wird.
Ferner ist eine Freilaufkupplung F1 in einem Gehäuse 12 parallel zu der dritten Bremse B3 als Element montiert, um die Drehung eines vierten Zahnkranzes R4 eines vierten Planetengetriebesatzes 30 zu sperren. Die Freilaufkupplung F1 besteht beispielsweise aus einer Freilaufkupplung der Rasten- bzw. Rollenbauart, die häufig bei einem Fahrzeugautomatikgetriebe nach dem Stand der Technik verwendet wird. Wenn der vierte Zahnkranz R4 dazu neigt, sich in Uhrzeigerrichtung relativ zu dem Gehäuse 12 zu drehen, wird die Freilaufkupplung E1 in Eingriff mit dem Gehäuse 12 gebracht. Wenn dagegen der vierte Zahnkranz R4 dazu neigt, sich in die Gegenuhrzeigerrichtung zu drehen, läuft die Freilaufkupplung E1 frei, dreht sich insbesondere im Leerlauf.
Als Folge, dass die Freilaufkupplung E1 vorgesehen ist, wird eine Schaltposition des 1. Gangs mit dem vorläufigen Einrücken der ersten Kupplung C1 und der Freilaufkupplung E1 gebildet. Wenn nämlich das Fahrzeug mit Leistung beaufschlagt wird, so dass es vorwärtsfährt, während die Kupplung C1 in Eingriff gehalten wird, wird die Freilaufkupplung F1 in Eingriff bei einer geeigneten Zeitabstimmung gebracht. Somit kann die Schaltposition des 1. Gangs sanft gebildet werden, ohne die dritte Bremse B3 gesteuert einzurücken.
Ferner ist eine zweite Bremse B2 an dem Gehäuse 12 parallel zu der vierten Bremse B4 montiert, so dass diese als Element zum Blockieren der Drehung eines zweiten Trägers CA2 eines zweiten Planetengetriebesatzes 26 zum Außerkraftsetzen der Freilaufkupplung F2 und ihres Betriebs mit Bezug auf das Gehäuse 12 wirkt. Die Freilaufkupplung F2 besteht ebenso beispielsweise aus der Freilaufkupplung der Rasten- oder Rollenbauart. Wenn der zweite Träger CA2 dazu neigt, sich relativ zu dem Gehäuse 12 in Uhrzeigerrichtung zu drehen, wird die Freilaufkupplung F2 in Eingriff mit dem Gehäuse 12 gebracht. Wenn dagegen die Freilaufkupplung F2 dazu neigt, sich in die Gegenuhrzeigerrichtung zu drehen, läuft die Freilaufkupplung F2 frei, dreht sich insbesondere im Leerlauf.
Ferner wird die zweite Bremse B2 in einer Schaltposition des 2. Gangs eingerückt, wie in 2 gezeigt ist. Wenn daher der zweite Träger CA2 dazu neigt, sich in Uhrzeigerrichtung relativ zu dem Gehäuse 12 in der Schaltposition des 2. Gangs zu drehen, werden das Gehäuse 12 und die Freilaufkupplung F2 in Eingriff miteinander gebracht. Zusätzlich bleiben die Freilaufkupplung F2 und die zweite Bremse B2 miteinander in Eingriff. Das blockiert die Drehung des zweiten Trägers CA2. Wenn dagegen der zweite Träger CA2 dazu neigt, sich in Gegenuhrzeigerrichtung relativ zu dem Gehäuse 12 in der Schaltposition des 2. Gangs zu drehen, läuft dann die Freilaufkupplung F2 frei. Darüber hinaus wird in der anderen Schaltposition als der Schaltposition des 2. Gangs die zweite Bremse B2 ungeachtet der Drehung der Freilaufkupplung F2 ausgerückt, um dadurch die Drehung des zweiten Trägers CA2 zu gestatten.
Als Folge, dass eine solche Freilaufkupplung F2 vorgesehen ist, kann eine Schaltposition des 2. Gangs auch dann gebildet werden, wenn die erste Kupplung C1, die zweite Bremse B2 und die Freilaufkupplung F2 in Eingriff gebracht sind. Wenn nämlich das Fahrzeug mit Leistung beaufschlagt wird, so dass es vorwärtsfährt, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 vorläufig eingerückt bleiben, wird die Freilaufkupplung F2 in Eingriff mit einer geeigneten Zeitabstimmung gebracht. Somit kann die Schaltposition des 2. Gangs sanft gebildet werden, ohne die zweite Bremse B2 steuerbar einzurücken.
Die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2, die dritte Bremse B3 und die vierte Bremse B4 (im Folgenden kollektiv als Kupplung C und Bremse B bezeichnet, außer es ist anders vorgegeben) sind hydraulisch betätigte Reibungskopplungsvorrichtungen, die bei einem Fahrzeugautomatikgetriebe nach dem Stand der Technik verwendet werden. Jede dieser Reibungskopplungsvorrichtungen kann eine Mehrscheibenkupplung der Nassbauart mit einer Vielzahl von wechselseitig übereinanderliegenden Reibungsplatten, die gegeneinander durch ein Hydraulikstellglied gedrückt werden können, oder eine Bandbremse mit einer Drehtrommel aufweisen, die eine äußere Umfangsfläche hat, an der ein Band oder zwei Bänder gewunden sind, wobei Enden durch ein Hydraulikstellglied festgezogen werden können. Somit dient die Reibungskopplungsvorrichtung, um eine Antriebsverbindung zwischen zwei Bauteilen selektiv vorzusehen, zwischen denen die Kupplung oder die Bremse zwischengesetzt ist.
Bei dem Getriebemechanismus 10 eines derartigen Aufbaus bilden der Differentialabschnitt 11, der als stufenlos variables Getriebe dient, und der Automatikgetriebeabschnitt 20 ein stufenlos variables Getriebe. Ferner können, wenn der Differentialabschnitt 11 gesteuert wird, um ein Drehzahlverhältnis bereitzustellen, das auf einem feststehenden Niveau gehalten wird, der Differentialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20 denselben Zustand wie ein gestuft variables Getriebe bereitstellen.
Genauer gesagt funktioniert der Differentialabschnitt 11 als stufenlos variables Getriebe und funktioniert der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, als gestuft variables Getriebe. Somit wird verursacht, dass die Drehzahl, die in den Automatikgetriebeabschnitt 20 eingeleitet wird, der für zumindest eine Schaltposition M angeordnet ist (im Folgenden als „Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebeabschnitts 20" bezeichnet), insbesondere die Drehzahl des Leitungsübertragungselements 18 (im Folgenden als „Übertragungselementdrehzahl N₁₈" bezeichnet) sich kontinuierlich verändern, um dadurch die Schaltposition M mit einem stufenlos variablen Drehzahlbereich zu ermöglichen. Demgemäß stellt der Getriebemechanismus 10 ein Gesamtdrehzahlverhältnis γT (Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14/Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22) in einem stufenlos variablen Bereich zur Verfügung. Somit wird das stufenlos variable Getriebe in dem Getriebemechanismus 10 gebildet. Das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 ist das Gesamtdrehzahlverhältnis γT der Gesamtheit des Automatikgetriebeabschnitts 20, das auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses γ0 des Differentialabschnitts 11 und des Drehzahlverhältnisses γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 gebildet wird.
Für die entsprechenden Schaltpositionen, wie z. B. die Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 und die Rückwärtsantriebs-Schaltposition, wie in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebstabelle angegeben ist, wird die Übertragungselementdrehzahl N₁₈ stufenlos verändert, wobei die entsprechende Schaltposition in einem stufenlos variablen Drehzahlbereich erhalten wird. Demgemäß ist ein stufenlos variables Drehzahlverhältnis zwischen angrenzenden Schaltpositionen vorhanden, was ermöglicht, dass die Gesamtheit des Getriebemechanismus 10 das Gesamtdrehzahlverhältnis γT in einem stufenlos variablen Bereich hat.
Ferner wird das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 so gesteuert, dass es auf einem feststehenden Niveau liegt, und werden die Kupplung C und die Bremse B selektiv gekoppelt, um dadurch zu verursachen, dass eine der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs oder die Rückwärtsantriebs-Schaltposition (Rückwärtsantriebs-Gangposition) selektiv gebildet wird. Das gestattet, dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT, das in einem nahezu gleichmäßigen Verhältnis variabel ist, des Getriebemechanismus 10 für jede Schaltposition erhalten wird. Somit kann der Getriebemechanismus 10 in demselben Zustand wie demjenigen des gestuft variablen Getriebes erhalten werden.
Wenn beispielsweise der Differentialabschnitt 11 gesteuert wird, um das Drehzahlverhältnis γ0 auf einem feststehenden Wert von „1" bereitzustellen, stellt der Getriebemechanismus 10 das Gesamtdrehzahlverhältnis γT für jede Schaltposition der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 und der Rückwärtsantriebs-Schaltposition zur Verfügung, wie in der Kopplungsbetriebstabelle angegeben ist, die in 2 gezeigt ist. Wenn ferner der Automatikgetriebeabschnitt 20 in der Schaltposition des 4. Gangs gesteuert wird, um zu verursachen, dass der Differentialabschnitt 11 das Drehzahlverhältnis γ0 von ungefähr beispielsweise „0,7" hat, das ein geringerer Wert als „1" ist, hat der Automatikgetriebeabschnitt 20 das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von ungefähr beispielsweise „0,7", das geringer als ein Wert der Schaltposition des 4. Gangs ist.
3 ist ein Liniendiagramm für den Getriebemechanismus 10, der den Differentialabschnitt 11 und den Automatikgetriebeabschnitt 20 aufweist, wobei relative Bewegungsbeziehungen zwischen den Drehzahlen der verschiedenartigen Drehelemente in den unterschiedlichen Kopplungszuständen für jede Schaltposition auf Geraden aufgetragen werden können. Das Liniendiagramm von 3 nimmt die Form eines zweidimensionalen Koordinatensystems an, wobei auf die Abszisse die Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetengetriebesätze 24, 26, 28, 30 aufgetragen sind, und auf die Ordinate die wechselseitig relativen Drehzahlen der Drehelemente aufgetragen sind. Eine querverlaufende Linie X1 gibt das Drehzahlverhältnis an, das Null beträgt; eine querverlaufende Linie X2 gibt die Drehzahl von „1,0" an, nämlich die Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8, die mit der Eingangswelle 14 verbunden ist; und eine querverlaufende Linie XG gibt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
Beginnend von links stellen drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3, die mit den drei Elementen des Leistungsverteilungsmechanismus 16 verknüpft sind, der den Differentialabschnitt 11 ausbildet, die wechselseitig relativen Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1, entsprechend einem zweiten Drehelement (zweiten Element) RE2, des ersten Trägers CA1, entsprechend einem ersten Drehelement (ersten Element) RE1, bzw. des ersten Zahnkranzes R1, entsprechend einem dritten Drehelement (dritten Element) RE3 dar. Ein Abstand zwischen den angrenzenden vertikalen Linien wird auf der Grundlage des Übersetzungsverhältnisses ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestimmt.
Beginnend von links stellen ferner fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 für den Automatikgetriebeabschnitt 20 die wechselseitig relativen Drehzahlen von Folgendem dar: des zweiten und des dritten Sonnenrads S2, S3, die miteinander verbunden sind, die einem vierten Drehelement (vierten Element) RE4 entsprechen; des zweiten Trägers CA2 entsprechend einem fünften Drehelement (fünften Element) RE5; des vierten Zahnkranzes R4a entsprechend einem sechsten Drehelement (sechsten Element) RE6; des zweiten Zahnkranzes R2, des dritten Trägers CA3 und des vierten Trägers CA4, die miteinander verbunden sind, die einem siebten Drehelement (siebten Element) RE7 entsprechen; bzw. des dritten Zahnkranzes R3 und des vierten Sonnenrads S4, die miteinander verbunden sind und einem achten Drehelement (achten Element) RE8 entsprechen. Jeder Abstand zwischen den angrenzenden vertikalen Linien wird auf der Grundlage der Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 bestimmt.
In der Beziehung zwischen den vertikalen Linien in dem Liniendiagramm liegt dann, wenn ein Raum zwischen dem Sonnenrad und dem Träger auf einen Abstand entsprechend einem Wert von „1" eingestellt wird, ein Abstand zwischen dem Träger und dem Zahnkranz auf einem Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ des Planetengetriebesatzes. Für den Differentialabschnitt 11 wird nämlich ein Raum zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 auf einen Abstand entsprechend einem Wert von „1" eingestellt, und wird ein Raum zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 auf einen Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1 eingestellt. Für den Automatikgetriebeabschnitt 20 wird ferner der Raum zwischen dem Sonnenrad und dem Träger auf einen Abstand entsprechend dem Wert von „1" für jeden des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 eingestellt, wobei für den Raum zwischen dem Träger und dem Zahnkranz der Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1 eingestellt ist.
Unter Bezugnahme auf das Liniendiagramm von 3 ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 (der Differentialabschnitt 11) des Getriebemechanismus 10 so angeordnet, dass das erste Drehelement RE1 (erster Träger CA1) des ersten Planetengetriebesatzes 24 mit der Eingangswelle 14, insbesondere der Kraftmaschine 8, verbunden ist und das zweite Drehelement RE2 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden ist. Das dritte Drehelement RE3 (der erste Zahnkranz R1) ist mit dem Leistungsübertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 verbunden. Somit wird eine Drehbewegung der Eingangswelle 14 auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 durch das Leistungsübertragungselement 18 übertragen (in dieses eingeleitet). Eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 wird durch eine geneigte Gerade L0 dargestellt, die durch einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 verläuft.
Nun wird eine Beschreibung von einem Fall angegeben, bei dem beispielsweise der Differentialabschnitt 11 in einen Differentialzustand versetzt ist, während das erste bis dritte Drehelement RE1 bis RE3 sich relativ zueinander drehen können, während die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1, die durch den Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y1 angegeben ist, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verknüpft ist und auf einem nahezu konstanten Niveau verbleibt. In diesem Fall wird die Kraftmaschinendrehzahl N_E gesteuert, während die Drehzahl des ersten Trägers CA1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y2 dargestellt wird, angehoben oder abgesenkt wird, die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1, insbesondere die Drehzahl des ersten Elektromotors M1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y1 angegeben ist, angehoben oder abgesenkt wird.
Beim Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors M1, um zu gestatten, dass der Differentialabschnitt 11 das Drehzahlverhältnis γ0 von „1" hat, wobei das erste Sonnenrad S1 sich mit derselben Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl N_E dreht, ist die Gerade L0 in Übereinstimmung mit der horizontalen Linie X2. Wenn das stattfindet, wird verursacht, dass der erste Zahnkranz R1, insbesondere das Leistungsübertragungselement 18, sich mit derselben Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl N_E dreht. Wenn dagegen die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird, um zu gestatten, dass der Differentialabschnitt 11 das Drehzahlverhältnis γ0 eines Werts von weniger als „1" hat, beispielsweise einen Wert von ungefähr „0,7", wobei die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 Null ist, wird verursacht, dass das Leistungsübertragungselement 18 sich mit einer erhöhten Übertragungselementdrehzahl N₁₈ dreht, die höher als die Kraftmaschinendrehzahl N_E ist.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 über die zweite Kupplung C2 verbunden und selektiv mit dem Gehäuse 12 über die erste Bremse B1 verbunden, während das fünfte Drehelement RE5 selektiv mit dem Gehäuse 12 über die zweite Bremse B2 verbunden wird. Das sechste Drehelement RE6 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 über die dritte Bremse B3 verbunden, während das siebte Drehelement RE7 mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, und das achte Drehelement RE8 wird selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 über die erste Kupplung C1 verbunden. Wie vorstehend angegeben ist, kann das fünfte Drehelement RE5 selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 und die Freilaufkupplung F2 verbunden werden, und kann das sechste Drehelement RE6 selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die Freilaufkupplung F1 verbunden werden.
Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Falls angegeben, bei dem bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 der Differentialabschnitt 11 in einen Zustand versetzt wird, bei dem die Gerade L0 in Übereinstimmung mit der horizontalen Linie X2 gebracht wird, so dass verursacht wird, dass der Differentialabschnitt 11 eine Fahrzeugantriebskraft auf das achte Drehelement RE8 mit derselben Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl N_E überträgt, woraufhin die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 gekoppelt werden, wie in 3 gezeigt ist. In diesem Fall wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 1. Gangs durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten Geraden L1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelements RE8 angibt, und der horizontalen Linie X2 und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt, und der horizontalen Linie X1 verläuft, und einen Schnittpunkt, der die vertikale Linie Y7 schneidet, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, dargestellt, wie in 3 angegeben ist.
In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 2. Gangs durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L2, die bestimmt wird, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 gekoppelt sind, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 3. Gangs wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L3, die bestimmt wird, wenn die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 gekoppelt sind, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die Schaltposition des 4. Gangs wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Geraden L4, die bestimmt wird, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 gekoppelt sind, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist.
4 zeigt eine elektronische Steuereinheit 80, die betriebsfähig ist, um den Getriebemechanismus 10 der vorliegenden Erfindung zu steuern, um verschiedenartige Ausgangssignale als Reaktion auf verschiedenartige Eingangssignale zu erzeugen. Die elektronische Steuereinheit 80 weist einen so genannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle auf, und ist so angeordnet, dass sie Signale entsprechend Programmen verarbeitet, die in dem ROM unter Ausnutzung einer zeitweiligen Datenspeicherfunktion des ROM gespeichert sind, um Hybridantriebssteuerungen der Kraftmaschine 8 und des ersten und zweiten Elektromotors M1 und M2 sowie Antriebssteuerungen, wie z. B. Schaltsteuerungen, des Automatikgetriebeabschnitts 20 auszuführen.
Die elektronische Steuereinheit 80, die mit verschiedenartigen Sensoren und Schaltern verbunden ist, wie in 4 gezeigt ist, empfängt verschiedenartige Signale, wie z. B. Folgende: ein Signal, das eine Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur TEMP_W angibt; ein Signal, das eine Schaltposition P_SH angibt, die mit einem Schalthebel 52 (in 7 gezeigt) ausgewählt wird, und ein Signal, das die Anzahl von Betätigungen angibt, die auf der Position „M" ausgeführt werden; ein Signal, das die Kraftmaschinendrehzahl N_E angibt, die die Drehzahl der Kraftmaschine 8 angibt; ein Signal, das einen M-Modus (Manuellschalt-Fahrmodus) befiehlt; ein Signal, das einen betriebenen Zustand einer Klimaanlage angibt; ein Signal, das eine Drehzahl (im Folgenden als „Ausgangswellendrehzahl" bezeichnet) N_OUT der Ausgangswelle 22 angibt; ein Signal, das eine Temperatur eines ATF (im Folgenden als „ATF-Temperatur" bezeichnet) angibt, die zum Steuern des Betriebs des Automatikgetriebeabschnitts 20 verwendet werden.
Die elektronische Steuereinheit 80 empfängt ebenso ein Signal, das angibt, dass eine Handbremse betätigt ist; ein Signal, das anzeigt, dass eine Fußbremse betätigt ist; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators angibt; ein Signal, das eine Beschleunigeröffnung Acc angibt, die einen Betätigungshub eines Beschleunigerpedals darstellt, wenn dieses durch einen Fahrer für seinen Ausgangsleistungs-Anforderungswert betätigt wird; ein Signal, das einen Nockenwinkel angibt; ein Signal, das angibt, dass ein Schneemodus eingestellt ist; ein Signal, das einen nach vorne und hinten weisenden Beschleunigungswert G des Fahrzeugs angibt; ein Signal, das einen Antriebsmodus mit automatischer Geschwindigkeitsregelung angibt; ein Signal, das ein Gewicht des Fahrzeugs angibt; ein Signal, das eine Radgeschwindigkeit jedes Antriebsrads angibt; ein Signal, das eine Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 (im Folgenden als „erste Elektromotordrehzahl N_M1" bezeichnet) angibt; und ein Signal, das eine Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 (im Folgenden als „zweite Elektromotordrehzahl N_M2" bezeichnet) angibt.
Die elektronische Steuereinheit 80 erzeugt verschiedenartige Signale, die Folgendes einschließen: ein Steuersignal, das auf eine Kraftmaschinenausgangsleistungs-Steuervorrichtung 58 (siehe 7) aufgebracht wird, um eine Kraftmaschinenausgangsleistung zu steuern, insbesondere ein Antriebssignal, das auf ein Drosselstellglied 64 zum Steuern einer Drosselventilöffnung θ_TH eines elektronischen Drosselventils 62 aufgebracht wird, das in einem Einlasskrümmer 60 der Kraftmaschine 8 angeordnet ist; ein Kraftstoff-Zufuhrmengensignal, das auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 zum Steuern einer Kraftstoffmenge aufgebracht wird, die in den Einlasskrümmer 60 oder Zylinder der Kraftmaschine 8 eingespritzt wird; ein Zündsignal, das auf eine Zündvorrichtung 68 aufgebracht wird, um die Zündzeitabstimmung der Kraftmaschine 8 zu steuern; ein Ladedruck-Reguliersignal zum Regulieren eines Ladedrucks der Kraftmaschine 8; ein Signal der elektrischen Klimaanlage zum Betätigen einer elektrischen Klimaanlage; Befehlssignale zum Befehlen der Betriebe des ersten und des zweiten Elektromotors M1 und M2; ein Schaltpositions-Anzeigesignal (Betätigungspositions-Anzeigesignal) zum Betreiben eines Schaltbereichsindikators; ein Übersetzungsverhältnis-Anzeigesignal zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses.
Die elektronische Steuereinheit 80 erzeugt ebenso ein Schneemodus-Anzeigesignal zum Anzeigen des Vorliegens eines Schneemodus; ein M-Modus-Anzeigesignal zum Anzeigen, dass der M-Modus ausgewählt ist; Ventilbefehlssignale zum Betätigen elektromagnetischer Ventile (Linearsolenoidventile), die in der Hydrauliksteuereinheit 70 eingebaut sind (siehe 5 und 7), um die Hydraulikstellglieder der hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu steuern; ein Signal zum Regulieren eines Regulierventils (Druckregulierventils), das in der Hydrauliksteuereinheit 70 eingebaut ist, um einen Leitungsdruck PL zu regulieren; ein Antriebsbefehlssignal zum Betätigen einer elektrischen Hydraulikpumpe, die als Hydraulik-Ursprungsdruckquelle wirkt, damit der Leitungsdruck P_L reguliert wird; ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizung; und ein Signal, das auf einen Computer für eine automatische Geschwindigkeitsregelung aufgebracht wird.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das sich auf die Linearsolenoidventile SL1 bis SL5 des Hydrauliksteuerschaltkreises 70 zum Steuern der Betriebe der entsprechenden Hydraulikstellglieder (Hydraulikzylinder) AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 der Kupplungen C1, C2 und der Bremsen B1 bis B3 bezieht.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 mit den entsprechenden Linearsolenoidventilen SL1–SL5 verbunden, die als Reaktion auf die Steuerbefehle gesteuert werden, die von der elektronischen Steuereinheit 80 zugeführt werden. Das stellt den Leitungsdruck PL auf die entsprechenden Kupplungseinrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2 und PB3 ein, die direkt auf die entsprechenden Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 aufzubringen sind. Der Leitungsdruck PL entspricht einem Ursprungshydraulikdruck, der durch eine elektrisch betriebene Hydraulikölpumpe (nicht gezeigt) oder eine mechanische Ölpumpe erzeugt wird, die durch die Kraftmaschine 8 erzeugt wird, der durch ein Ablassdruck-Regulierventil in Abhängigkeit der Last der Kraftmaschine 8 bezüglich einer Beschleuniger-Betätigungsauslenkung A_CC oder einer Drosselventilöffnung θ_TH reguliert wird.
Die Linearsolenoidventile SL1 bis SL5, die grundsätzlich mit demselben Aufbau ausgebildet sind, werden unabhängig mit der elektronischen Steuereinheit 80 erregt oder entregt. Das gestattet, dass die Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 unabhängig und steuerbar Hydraulikdrücke regulieren, um dadurch die Kupplungseinrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2, PB3 zu steuern. Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 werden vorbestimmte Kopplungsvorrichtungen in einem Muster gekoppelt, das beispielsweise in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebsangabetabelle angegeben ist, um dadurch verschiedenartige Schaltpositionen zu bilden. Zusätzlich wird während der Schaltsteuerung des Automatikgetriebeabschnitts 20 ein so genanntes Kupplung-zu-Kupplung-Schalten ausgeführt, um das Koppeln oder Entkoppeln der Kupplungen C und der Bremsen B, die für den Schaltvorgang relevant sind, gleichzeitig zu steuern.
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer manuell betätigten Schaltvorrichtung 50 zeigt, die als Umschaltvorrichtung dient, die betreibbar ist, um verschiedenartige Schaltpositionen P_SH durch eine manuelle Betätigung zu schalten. Die Schaltvorrichtung 50 ist beispielsweise in einem Bereich seitlich eines Fahrersitzes montiert und weist einen Schalthebel 52 auf, der zum Auswählen von einer von einer Vielzahl von Schaltpositionen P_SH zu betätigen ist.
Der Schalthebel 52 hat eine Parkposition „P" (Parken), in der das Innere des Getriebes 10, insbesondere der Leistungsübertragungspfad innerhalb des Automatikgetriebeabschnitts 20, in einer neutralen Bedingung abgeschaltet ist, insbesondere in einem neutralen Zustand, wobei die Ausgangswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 20 in einem gesperrten Zustand bleibt; eine Rückwärtsantriebsposition „R" (Rückwärts) für einen Rückwärtsantriebsmodus; eine neutrale Position „N" (Neutral), damit der Leistungsübertragungspfad des Getriebemechanismus 10 in dem neutralen Zustand abgeschaltet wird; eine Automatik-Vorwärtsantriebs-Fahrposition „D" (Fahren); und eine Manuellschalt-Vorwärtsantriebsposition „M" (Manuell).
In der Automatik-Vorwärtsantriebsposition „D" wird ein Automatikschaltmodus gebildet, um eine automatische Schaltsteuerung innerhalb eines variierenden Bereichs eines schaltbaren Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10 auszuführen, das sich aus verschiedenen Schaltpositionen ergibt, deren automatische Schaltsteuerung in einer stufenlos variablen Drehzahlverhältnisbreite des Differentialabschnitts 11 und einem Bereich der Schaltpositionen des Automatikgetriebeabschnitts 20 des 1. Gangs bis 4. Gangs durchgeführt wird. Die Manuellschalt-Vorwärtsantriebsposition „M" wird manuell geschaltet, um einen Manuellschalt-Vorwärtsantriebsmodus (Manuellmodus) zum Einstellen eines so genannten Schaltbereichs zum Begrenzen einer Gangschaltposition auf einen Hochdrehzahlbereich während des Betriebs des Automatikgetriebeabschnitts 20 mit der automatischen Schaltsteuerung zu bilden.
Wenn der Schalthebel 52 zu den verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH geschaltet wird, wird der Hydrauliksteuerschaltkreis 70 elektrisch umgeschaltet, um dadurch die Schaltposition des Rückwärtsantriebs „R", die neutrale Position „N" und die verschiedenen Gangschaltpositionen oder Ähnliches in der Vorwärtsantriebs-Schaltposition „D" zu erhalten.
Aus den verschiedenen Schaltpositionen P_SH, die in den Positionen „P" bis „M" dargestellt sind, stellen die Positionen „P" und „N" Nichtfahrpositionen dar, die ausgewählt werden, wenn nicht verursacht wird, dass das Fahrzeug fährt. Die Positionen „P" und „N" stellen nämlich Nichtantriebspositionen dar, die ausgewählt werden, wenn die erste und die zweite Kupplung C1, C2 ausgewählt sind, um zu verursachen, dass der Leistungsübertragungspfad in einen Leistungsabschaltzustand wie in einer Situation umgeschaltet wird, in der, wie beispielsweise in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebsangabetabelle angegeben ist, sowohl die erste als auch die zweite Kupplung C1, C2 entkoppelt sind, um den Leistungsübertragungspfad innerhalb des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu unterbrechen, um den Antrieb des Fahrzeugs außer Kraft zu setzen.
Die Positionen „R", „D" und „M" stellen Fahrpositionen dar, die ausgewählt werden, wenn verursacht wird, dass das Fahrzeug fährt. Diese Positionen stellen nämlich Antriebspositionen dar, die ausgewählt werden, wenn die erste und/oder zweite Kupplung C1, C2 ausgewählt wird, um zu verursachen, dass der Leistungsübertragungspfad zu einem Leistungsübertragungszustand wie in einer Situation umgeschaltet wird, in der wie beispielsweise in der in 2 gezeigten Kopplungsbetriebsangabetabelle angegeben ist, zumindest eine der ersten und der zweiten Kupplung C1, C2 gekoppelt ist, um den Leistungsübertragungspfad innerhalb des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu bilden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug angetrieben wird.
Genauer gesagt wird, wenn der Schalthebel 52 manuell von der Position „P" oder der Position „N" zu der Position „R" geschaltet wird, die zweite Kupplung C2 gekoppelt, um zu verursachen, dass der Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand umgeschaltet wird. Wenn der Schalthebel 52 manuell von der Position „N" zu der Position „D" geschaltet wird, wird zumindest die erste Kupplung C1 gekoppelt, um den Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand umzuschalten. Wenn ferner der Schalthebel 52 manuell von der Position „R" zu der Position „P" oder „N" geschaltet wird, wird die zweite Kupplung C2 entkoppelt, um den Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten. Wenn der Schalthebel 52 manuell von der Position „D" zu der Position „N" geschaltet wird, wird die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 entkoppelt, um den Leistungsübertragungspfad des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten.
Wenn ferner der Schalthebel 52 in der Position „D" angeordnet ist, wird das Schalten unter Verwendung einer Gesamtheit der Schaltpositionen, insbesondere der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs, in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ausgeführt. Wenn ferner der Schalthebel 52 in der Position „M" angeordnet wird, kann ein Schaltbereich von dem Bereich „4" bis zu dem Bereich „1" ausgewählt werden. Das gestattet, dass das Schalten unter Verwendung der Schaltposition ausgeführt wird, die mit dem entsprechenden Bereich verknüpft ist.
Genauer gesagt wird beispielsweise, wenn der Bereich „4" ausgewählt ist, das Schalten unter Verwendung von einer der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 4. Gangs ausgeführt. Wenn der Bereich „3" ausgewählt ist, wird das Schalten unter Verwendung von einer der Schaltpositionen des 1. Gangs bis 3. Gangs ausgeführt. Wenn der Bereich „2" ausgewählt ist, wird das Schalten unter Verwendung von einer der Schaltpositionen des 1. Gangs und des 2. Gangs ausgeführt. Wenn der Bereich „1" ausgewählt ist, wird das Schalten unter Verwendung von nur der Schaltposition des 1. Gangs ausgeführt. Zusätzlich hat die Position „M" einen Angabebereich, der sich in die nach vorne und hinten weisende Richtung des Fahrzeugs erstreckt, der mit einer Hochschaltposition „+" und einer Herunterschaltposition „–" versehen ist. In diesem Fall ergibt das Schalten des Schalthebels 52 zu der Hochschaltposition „+" oder der Herunterschaltposition „–" ein Schalten zu einem der Bereiche „1" bis „4".
Der Schalthebel 52 hat eine Vorspanneinrichtung, wie z. B. eine Feder oder Ähnliches, durch die der Schalthebel 52 selbsttätig zu der Position „M" von der Hochschaltposition „+" und der Herunterschaltposition „–" zurückgestellt wird. Zusätzlich werden in Abhängigkeit von der Anzahl und der Zeitdauer, für die der Schalthebel 52 auf die Hochschaltposition „+" und die Herunterschaltposition „–" angeordnet wird, die Bereiche „1" bis „4" selektiv umgeschaltet. Wenn der Schalthebel 52 von der Position „D" zu der Position „M" geschaltet wird, wird darüber hinaus beispielsweise der Bereich „4" ausgewählt. Wenn der Schalthebel 52 von der Position „M" zu der Position „D" geschaltet wird, wird der Bereich „D" ausgewählt. Der Bereich „D" und der Bereich „1" bis zu dem Bereich „4" stellen die Schaltpositionen für den Vorwärtsantrieb dar, der als „Vorwärtsbereich" bezeichnet wird.
7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das einen Hauptanteil einer Steuerfunktion darstellt, die mit der elektronischen Steuervorrichtung 80 auszuführen ist. In 7 besteht eine Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten, die betriebsfähig ist, um das Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 zu steuern, aus einer Schaltlinien-Abänderungseinrichtung 92, einer Gangwechsel-Bestimmungseinrichtung 94 und einer Gangswechsel-Ausführeinrichtung 96. Aus diesen bestimmt die Gangwechsel-Bestimmungseinrichtung 94, ob das Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 auszuführen ist, insbesondere ob die Schaltposition zu schalten ist. Eine solche Bestimmung wird durch Bezugnahme auf die Beziehung (Schaltliniendiagramm und Schaltkennfeld), wie in 8 gezeigt ist, vorgenommen, die Hochschaltlinien (durchgezogene Linien) und Herunterschaltlinien (gepunktete Linien) hat, die im voraus bezüglich Parametern, wie z. B. einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines antriebskraftbezogenen Werts, wie z. B. eines angeforderten Ausgangsdrehmoments T_OUT, gespeichert werden. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage einer Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines Fahrzeugzustands vorgenommen, der durch das angeforderte Ausgangsdrehmoment T_OUT angegeben wird.
Die Gangswechsel-Ausführeinrichtung 96 gestattet, dass der automatische Schaltabschnitt 20 eine automatische Schaltsteuerung ausführt, um die bestimmte Schaltposition zu bilden. Das angeforderte Ausgangsdrehmoment T_OUT wird auf der Grundlage von beispielsweise einem Niederdrückhub eines Beschleunigerpedals berechnet. Zusätzlich berechnet die Bestimmungseinrichtung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrtrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage von beispielsweise einer Drehzahl einer Ausgangswelle 22, die durch einen Ausgangswellen-Drehzahlsensor 100 erfasst wird, der nachstehend beschrieben wird.
Während einer derartigen Berechnung gibt die Gangwechsel-Ausführeinrichtung 96 einen Befehl (einen Schaltabgabebefehl und einen Hydraulikdruckbefehl) an einen Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis 70 zum Einrücken oder Ausrücken von hydraulisch gesteuerten Reibungseingriffsvorrichtungen ab, die mit dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 verknüpft sind, das gemäß beispielsweise der in 2 gezeigten Eingriffsbetriebstabelle ausgeführt wird. Anders gesagt verursacht dieser Befehl, dass eine ausrückseitige Eingriffsvorrichtung, die mit dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 verknüpft ist, ausgerückt wird, während verursacht wird, dass eine einrückseitige Eingriffsvorrichtung eingerückt wird, um dadurch das Schalten auszuführen. Der Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis 70 betätigt ein Linearsolenoidventil SL zum Betätigen von Hydraulikstellgliedern der hydraulisch gesteuerten Reibungseingriffsvorrichtungen, die mit dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 verknüpft sind, als Reaktion auf den Befehl. Das gestattet, dass beispielsweise die ausrückseitige Eingriffsvorrichtung ausgerückt wird, während die einrückseitige Eingriffsvorrichtung eingerückt wird, so dass das Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ausgeführt wird.
Eine Hybridsteuereinrichtung 84, die als Differentialabschnitts-Steuereinrichtung funktioniert, betreibt die Kraftmaschine 8 in einem optimalen Betriebsbereich mit einem hohen Wirkungsgrad, während sie die Antriebskräfte der Kraftmaschine 8 und des zweiten Elektromotors M2 mit optimalen Raten verteilt und eine Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 während seines Betriebs zum Erzeugen elektrischer Leistung optimal variiert. Somit wird der Differentialabschnitt 11 steuerbar als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe zum Steuern eines Drehzahlverhältnisses γ0 betrieben. Bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, während das Fahrzeug bei einer Gelegenheit fährt, wird beispielsweise eine Soll-Ausgangsleistung (angeforderte Ausgangsleistung) für das Fahrzeug auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, die beide Ausgangsleistungs-Anforderungsvariablen des Fahrers darstellen, woraufhin die angeforderte Gesamtsoll-Ausgangsleistung auf der Grundlage der Soll-Ausgangsleistung des Fahrzeugs und eines Batterielade-Anforderungswerts berechnet wird.
Nachfolgend wir die Soll-Kraftmaschinenausgangsleistung unter Berücksichtigung eines Leistungsübertragungsverlusts, von Lasten von Hilfseinheiten eines Unterstützungsdrehmoments des zweiten Elektromotors M2 oder Ähnlichem berechnet, um die Soll-Gesamtausgangsleistung zu erhalten. Dann steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die Kraftmaschine 8, während sie eine Rate elektrischer Leistung steuert, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E und das Kraftmaschinendrehmoment T_E zu erhalten, so dass die Soll-Kraftmaschinenausgangsleistung erhalten wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 führt derartige Steuerungen unter Berücksichtigung von beispielsweise der Schaltposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 im Hinblick auf die Erhöhung der dynamischen Leistungsfähigkeit und der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs aus. Während derartiger Hybridsteuerungen wird verursacht, dass der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe arbeitet, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E und die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die bestimmt werden, damit die Kraftmaschine 8 in dem Betriebsbereich mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 übereinstimmen, die mit der Schaltposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt werden.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 bestimmt nämlich einen Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10, so dass verursacht wird, dass die Kraftmaschine 8 entlang einer Kurve mit optimaler Kraftstoffeffizienz (eines Kraftstoffeffizienzkennfelds und der Kraftstoffeffizienzbeziehung) der Kraftmaschine 8 arbeitet, wie durch eine gepunktete Linie in 10 angegeben ist, die im voraus und experimentell erhalten und im voraus gespeichert wird. Das erzielt einen Kompromiss zwischen der Fahrleistung und dem Kraftstoffverbrauch während des Fahrens des Fahrzeugs in einem stufenlos variablen Schaltmodus in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das mit der Kraftmaschinendrehzahl N_Ε und dem Ausgangsdrehmoment (dem Kraftmaschinendrehmoment) T_E der Kraftmaschine 8 gebildet wird. Beispielsweise wird der Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10 so bestimmt, dass das Kraftmaschinendrehmoment T_E und die Kraftmaschinendrehzahl N_E erhalten werden, um die Kraftmaschinenausgangsleistung zu erzeugen, die zum Erfüllen der Sollausgangsleistungen (einer Soll-Gesamtausgangsleistung und eines angeforderten Antriebsdrehmoments) angefordert werden. Dann wird das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 unter Berücksichtigung der Schaltposition in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 gesteuert, um den relevanten Sollwert zu erhalten, um dadurch das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb eines stufenlos variablen Schaltbereichs zu steuern.
Wenn das stattfindet, gestattet die Hybridsteuereinrichtung 84, dass elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, durch einen Wandler 54 zu einer Batterievorrichtung 56 und dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird. Somit wird ein Hauptteil der Antriebsleistung der Kraftmaschine 8 mechanisch zu dem Leistungsübertragungselement 18 übertragen. Jedoch wird ein Teil der Antriebsleistung der Kraftmaschine 8 von dem ersten Elektromotor M1 für die Erzeugung der elektrischen Leistung verbraucht, und wird in elektrische Energie umgewandelt. Die sich ergebende elektrische Energie wird durch den Wandler 54 in den zweiten Elektromotor M2 zugeführt, der folglich angetrieben wird. Daher wird ein Teil der Antriebsleistung durch den zweiten Elektromotor M2 zu dem Leistungsübertragungselement 18 übertragen. Eine Ausstattung, die mit den Betrieben beginnend von dem Schritt der Erzeugung der elektrischen Leistung zu dem Schritt der Verursachung, dass der zweite Elektromotor M2 die sich ergebende elektrische Energie verbraucht, verknüpft ist, bildet einen elektrischen Pfad, der den Teil der Antriebsleistung der Kraftmaschine 8 in elektrische Energie umwandelt, und die sich ergebende elektrische Energie wird in mechanische Energie umgewandelt.
Wenn insbesondere die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten eine Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 ausführt, verändert der automatische Schaltabschnitt 20 das Drehzahlverhältnis Stufe für Stufe. Das gestattet, dass der Schaltmechanismus 10 ein Gesamtdrehzahlverhältnis γT hat, das gestuft ein Stadium vor und nach dem Schalten verändert werden kann. Wenn das Gesamtdrehzahlverhältnis γT Stufe für Stufe variiert wird, insbesondere das Drehzahlverhältnis auf eine diskontinuierliche Weise, aber in einem übersprungenen Zustand variiert wird, kann das Antriebsdrehmoment rascher verändert werden als das, das erzielt wird, wenn das Gesamtdrehzahlverhältnis γT kontinuierlich bzw. stufenlos variiert wird. Dagegen ist es wahrscheinlich, dass ein Schaltstoß auftritt, mit der Gefahr, dass die Schwierigkeit beim Steuern der Kraftmaschinendrehzahl N_E auf der Kurve mit optimaler Kraftstoffwirtschaftlichkeit mit einer einhergehenden Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs auftritt.
Um sich einer solchen Problematik zuzuwenden, gestattet die Hybridsteuereinrichtung 84, dass der Differentialabschnitt 11 das Schalten ausführt. In diesem Augenblick wird verursacht, dass das Drehzahlverhältnis sich in einer Richtung verändert, die entgegengesetzt zu einer Richtung ist, in der das Drehzahlverhältnis sich synchron mit dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 verändert. Das minimiert die gestufte Veränderung des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT. Anders gesagt führt die Hybridsteuereinrichtung 84 die Schaltsteuerung des Differentialabschnitts 11 synchron mit der Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 aus. Dann hat der Schaltmechanismus 10 das Gesamtdrehzahlverhältnis γT, das sich in dem Stadium vor und nach dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 stufenlos verändern kann.
Beispielsweise bildet die Hybridsteuereinrichtung 84 ein vorgegebenes Gesamtdrehzahlverhältnis γT, um das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Schaltmechanismus 10 in dem Stadium vor und nach dem Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 nicht übergangsweise zu verändern. Dazu führt die Hybridsteuereinrichtung 84 die Schaltsteuerung des Differentialabschnitts 11 synchron mit der Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 aus. Das gestattet, dass das Drehzahlverhältnis Stufe für Stufe in einer Richtung verändert wird, die entgegengesetzt zu einer Veränderungsrichtung des Drehzahlverhältnisses mit einer Veränderungsrate ist, die äquivalent zu der gestuften Veränderung des Drehzahlverhältnisses des automatischen Schaltabschnitts 20 ist.
Von einem weiteren Standpunkt steuert, auch wenn der automatische Schaltabschnitt 20 das Schalten ausführt, um die gestuften Veränderung des Drehzahlverhältnisses des automatischen Schaltabschnitts 20 zu verursachen, die Hybridsteuereinrichtung 84 das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialmechanismus 11, so dass keine Veränderung des Betriebspunkts der Kraftmaschine 8 in einem Stadium vor und nach dem Schalten stattfindet. Kurven P1, P2 und P3, die in 10 gezeigt sind, geben beispielsweise Beispiele von Leistungslinien P der Kraftmaschine 8 an. Der Punkt A stellt ein Beispiel des Betriebspunkts der Kraftmaschine 8, insbesondere einen Antriebszustand der Kraftmaschine 8 dar, der bezüglich der Kraftmaschinendrehzahl N_E und des Kraftmaschinendrehmoments T_E definiert wird, der auf der Grundlage einer Kraftstoffwirtschaftlichkeitseffizienz (optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeitsrate) der Kraftmaschine 8 bestimmt wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 führt ein so genanntes Leistungsschalten in einem Stadium vor und nach dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 zum Durchführen des Schaltens in dem Differentialgetriebeabschnitts 11 aus. Das gestattet, dass der Betriebspunkt der Kraftmaschine 8 auf äquivalenten Leistungslinien angeordnet wird, ohne dass eine Veränderung des Betriebspunkts der Kraftmaschine 8 stattfindet, wie durch einen Punkt A angegeben ist. Es wird nämlich verursacht, dass der Betriebspunkt der Kraftmaschine 8 der Kurve optimaler Kraftstoffwirtschaftlichkeit folgt, während gestattet wird, dass die Leistung aufrechterhalten wird. Genauer gesagt führt die Hybridsteuereinrichtung 84 eine Drosselsteuerung aus, um zu gestatten, dass das Kraftmaschinendrehmoment T_E während des Schaltens des automatischen Schaltabschnitts 20 nahezu konstant gehalten wird. Zusätzlich verändert die Hybridsteuereinrichtung 84 eine erste Motordrehzahl N_M1 in einer Richtung, die entgegengesetzt zu derjenigen ist, in der sich die zweite Motordrehzahl N_M2 mit einem Fortschritt des Schaltens des automatischen Schaltabschnitts 20 verändert, um zu gestatten, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E nahezu konstant gehalten wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 gestattet, dass der Differentialabschnitt 11 eine elektrisch gesteuerte CVT-Funktion durchführt, um beispielsweise eine erste Elektromotordrehzahl N_M1 zu steuern, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem nahezu konstanten Niveau zu halten, oder um die Drehzahl auf einem frei wählbaren Niveau ungeachtet der Tatsache zu steuern, ob das Fahrzeug in einem angehaltenen Zustand oder einem fahrenden Zustand bleibt. Anders gesagt steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 auf einem frei wählbaren Niveau, während sie die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem nahezu konstanten Niveau oder der frei wählbaren Drehzahl hält.
Wie aus dem in 3 gezeigten Liniendiagramm erkennbar ist, wenn beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl N_E während des Fahrens des Fahrzeugs ansteigt, hebt die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 an, während sie eine zweite Elektromotordrehzahl N_M2 auf einem nahezu feststehenden Niveau aufrechterhält, das mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verknüpft ist (durch die Antriebsräder 34 dargestellt).
Die Hybridsteuereinrichtung 84 verursacht, dass das Drosselstellglied 64 das elektronische Drosselventil 62 gesteuert öffnet oder schließt, um eine Drosselsteuerung durchzuführen. Zusätzlich weist die Hybridsteuereinrichtung 84 funktionell eine Kraftmaschinenausgangs- Steuereinrichtung auf, die Befehle an die Kraftmaschinenausgangs-Steuervorrichtung 58 allein oder in Kombination abgibt. Das verursacht, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritz-Zeitabstimmung für die Kraftstoffeinspritzsteuerung steuert, während verursacht wird, dass eine Zündvorrichtung 68 eine Zündzeitabstimmung einer Zündvorrichtung 68, wie z. B. einer Zündeinrichtung oder Ähnlichem, für eine Zündzeitabstimmungssteuerung steuert. Beim Empfang derartiger Befehle führt die Kraftmaschinenausgangsleistungs-Steuervorrichtung 58 eine Ausgangsleistungssteuerung der Kraftmaschine 8 aus, um eine angeforderte Kraftmaschinenausgangsleistung bereitzustellen.
Beispielsweise treibt die Hybridsteuereinrichtung 84 grundsätzlich das Drosselstellglied 64 als Reaktion auf die Beschleunigeröffnung Acc durch Bezugnahme auf die im voraus gespeicherte Beziehung (nicht gezeigt) an. Die Drosselsteuerung wird so ausgeführt, dass die Drosselventilöffnung θ_TH umso größer wird, je größer die Beschleunigeröffnung Acc ist. Beim Empfang der Befehle von der Hybridsteuereinrichtung 84 gestattet ferner die Kraftmaschinenausgangsleistungs-Steuervorrichtung 58, dass das Drosselstellglied 64 das elektronische Drosselventil 62 für die Drosselsteuerung steuerbar öffnet oder schließt, während sie die Zündzeitabstimmung der Zündvorrichtung 68, wie z. B. der Zündeinrichtung oder Ähnlichem, für eine Zündzeitabstimmungssteuerung steuert, um dadurch eine Kraftmaschinendrehmomentsteuerung auszuführen.
Ferner ist die Hybridsteuereinrichtung 84 betriebsfähig, um zu verursachen, dass der Differentialabschnitt 11 die elektrisch gesteuerte CVT-Funktion (Differentialwirkung) durchführt, um den Motorantriebsmodus ungeachtet der Tatsache zu erzielen, ob die Kraftmaschine 8 in dem angehaltenen Zustand oder in dem Leerlaufzustand bleibt.
Beispielsweise bestimmt die Hybridsteuereinrichtung 84, ob das Fahrzeug in der Motorantriebs-Fahrregion oder in der Kraftmaschinenantriebs-Fahrregion bleibt, nämlich auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, der durch die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein angefordertes oder erforderliches Ausgangsdrehmoment dargestellt wird, durch Bezugnahme auf eine Beziehung (Antriebsleistungsquellen-Umschaltlinien und Antriebsleistungsquellen-Kennfeld), die in 8 gezeigt ist, um dadurch entweder einen Motorantriebsfahrmodus oder einen Kraftmaschinenantriebs-Fahrmodus auszuführen. Die in 8 gezeigte Beziehung hat Grenzlinien, die als Parameter im voraus gespeichert sind, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem angeforderten Ausgangsdrehmoment T_OUT verknüpft sind, zwischen der Motorantriebs-Fahrregion und der Kraftmaschinenantriebs-Fahrregion, um eine Fahrantriebsleistungsquelle zwischen der Kraftmaschine 8 und dem zweiten Elektromotor M2 umzuschalten.
Das Antriebsleistungsquellen-Kennfeld A, das durch eine durchgezogene Linie in 8 gezeigt ist, wird gemeinsam mit einem Schaltkennfeld, das beispielsweise durch durchgezogene Linien und gepunktete Linien in 8 dargestellt ist, gespeichert. Wie aus 8 erkennbar ist, führt die Hybridsteuereinrichtung 84 den Motorantriebsfahrmodus in einem Bereich mit relativ niedrigem Ausgangsdrehmoment T_OUT aus, bei dem angenommen wird, dass er eine im Allgemeinen niedrigere Kraftmaschineneffizienz hat als derjenige der Kraftmaschine, die in einem Bereich mit hohem Ausgangsdrehmoment arbeitet, insbesondere einem Niedriglastbereich.
Zum Unterdrücken eines Schleppwiderstands der Kraftmaschine 8, die zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs während eines derartigen Motorantriebsfahrmodus angehalten ist, steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 in einer negativen Drehzahl, um beispielsweise den ersten Elektromotor in einer lastfreien Bedingung betriebsfähig zu halten, um dadurch einen Leerlaufzustand zu erzielen. Dadurch wird die Kraftmaschinendrehzahl N_E zu Null gemacht oder nahezu zu Null gemacht, in Abhängigkeit vom Bedarf aufgrund der elektrisch gesteuerten CVT-Funktion (Differentialwirkung) des Differentialabschnitts 11.
Auch wenn die Kraftmaschinenantriebs-Fahrregion vorliegt, gestattet die Hybridsteuereinrichtung 84, dass der erste Elektromotor M1 und/oder die Batterievorrichtung 56 elektrische Energie zu dem zweiten Elektromotor M2 unter Verwendung des vorstehend erwähnten elektrischen Pfads zuführen. Das treibt den zweiten Elektromotor M2 an, um ein Drehmoment auf die Antriebsräder 34 aufzubringen, wodurch es möglich ist, eine so genannte Drehmomentunterstützung zum Unterstützen der Antriebsleistung der Kraftmaschine 8 bereitzustellen.
Die Hybridsteuereinrichtung 84 hält den ersten Elektromotor M1 in der lastfreien Bedingung betriebsfähig, so dass dieser sich in dem Leerlaufzustand frei dreht. Das macht es möglich zu verursachen, dass der Differentialabschnitt 11 eine Drehmomentübertragung unterbricht; insbesondere wird der Differentialabschnitt 11 betriebslos gehalten, ohne dass eine Ausgangsleistung in demselben Zustand bereitgestellt wird, in dem der Leistungsübertragungspfad in dem Differentialabschnitt 11 getrennt ist. Die Hybridsteuereinrichtung 84 versetzt nämlich den ersten Elektromotor M1 in den lastfreien Zustand, in dem es möglich ist, den Differentialabschnitt 11 in eine neutrale Bedingung (einen neutralen Zustand) zu versetzen, in der der Leistungsübertragungspfad elektrisch getrennt ist.
Mit dem Antriebskraftquellen-Kennfeld, wie in 8 gezeigt ist, wird somit eine Motorantriebsregion auf einen Bereich mit relativ niedrigem Ausgangsdrehmoment T_OUT, insbesondere einem Niedriglastbereich, eingestellt, von dem im Allgemeinen angenommen wird, dass er einen niedrigeren Kraftmaschinenwirkungsgrad verursacht als derjenige, der in einem Bereich mit hohem Drehmoment erzielt wird.
Unter Rückbezug auf 7 erfasst der Ausgangswellen-Drehzahlsensor 100 eine Drehrichtung und eine Umdrehung der Ausgangswelle 22 des Schaltmechanismus 10. Dazu weist der Ausgangswellen-Drehzahlsensor 100 eine Rotationsmagnetplatte, die an beispielsweise der Ausgangswelle 22 montiert ist, die die Rotationsmagnetplatte mit dem Auftreten von magnetischen Schwankungen dreht, die zum Erfassen der Drehrichtung und der Umdrehung der Ausgangswelle 22 erfasst werden. Die Berechnungseinrichtung 102 der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrtrichtung berechnet eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs und die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Drehrichtung und des Umlaufs der Ausgangswelle 22, die mit dem Ausgangswellen-Drehzahlsensor 100 erfasst werden.
Insbesondere wird beispielsweise die Drehrichtung der Ausgangswelle 22, insbesondere entweder eine Uhrzeigerrichtung oder eine Gegenuhrzeigerrichtung von deren Drehung im voraus in einer Korrelation mit der Fahrzeugfahrtrichtung, insbesondere einem Vorwärtsantrieb oder einem Rückwärtsantrieb, gespeichert. Auf der Grundlage von solchen gespeicherten Daten wird die Fahrzeugfahrtrichtung bestimmt, aufgrund der der Betrieb zum Berechnen einer Drehzahl der Ausgangswelle 22 pro vorgegebene Zeiteinheit ausgeführt wird. Dann wird die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der sich ergebenden Drehzahl der Welle 22, eines Übersetzungsreduktionsverhältnisses einer Endreduktionsgetriebeeinheit 32 und eines Radius des Antriebsrads 34 berechnet.
Ferner kann der Ausgangswellen-Drehzahlsensor 100 an einem anderen Element vorgesehen sein, wie z. B. einer Antriebswelle, die mit der Ausgangswelle 22 für eine Drehung mit einem gewissen Verhältnis verbunden ist. Zusätzlich wird das Berechnungsverfahren der Fahrzeuggeschwindigkeit, das mit der Berechnungseinrichtung 102 der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrtrichtung auszuführen ist, geeignet in Abhängigkeit von einem Element zum Erfassen des Umlaufs des Ausgangwellen-Drehzahlsensors 100 abgewandelt, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit im Endstadium zu erhalten.
Eine Vergleichseinrichtung 104 einer Fahrtrichtung und eines Schaltbereichs vergleicht zwischen dem Schaltbereich, der mit dem Schalthebel 50 eingestellt ist, und der Fahrzeugfahrtrichtung, die mit der Berechnungseinrichtung 102 der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrtrichtung berechnet wird, woraufhin das sich ergebende Signal abgegeben wird. Wenn genauer gesagt beispielsweise der Schaltbereich entweder in dem Vorwärtsantriebsbereich oder dem Rückwärtsantriebbereich angeordnet ist, stellt die Vergleichseinrichtung 104 der Fahrtrichtung und des Schaltbereichs einen Ausgang zur Verfügung, der einen der Schaltbereiche darstellt. Diese Schaltbereiche umfassen (1) einen Schaltbereich, der in dem Vorwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug vorwärtsfährt oder angehalten ist; (2) einen Schaltbereich, der in dem Vorwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug rückwärtsfährt oder die Fahrtrichtung des Fahrzeugs unklar ist; (3) einen Schaltbereich, der in dem Rückwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug rückwärtsfährt oder angehalten ist; und (4) einen Schaltbereich, der in dem Rückwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug vorwärtsfährt oder die Fahrzeugfahrtrichtung unklar ist.
Die Schaltlinien-Abänderungseinrichtung 92 ändert eine Schaltlinie ab, wenn das Ausgangssignal, das von der Vergleichseinrichtung 104 der Fahrtrichtung und des Schaltbereichs abgegeben wird, angibt, dass die Fahrzeugfahrtrichtung, die durch den Schaltbereich simuliert wird, sich von einer tatsächlichen Fahrtrichtung des Fahrzeugs unterscheidet, oder wenn die Fahrzeugfahrtrichtung unklar ist. Wenn nämlich der Schaltbereich in dem Vorwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug vorwärtsfährt oder wenn die Fahrzeugfahrtrichtung unklar ist, ändert die Schaltlinien-Abänderungseinrichtung 92 die Schaltlinie ab, die unter Berücksichtigung des Schaltbereichs im voraus eingestellt wurde. Ferner hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Rückwärtsantrieb nur eine einzige Schaltposition, in der kein Schalten ausgeführt wird. Auch wenn somit der Schaltbereich in dem Rückwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug vorwärtsfährt, wird keine Schaltlinie abgeändert.
Wenn insbesondere der Schaltbereich in dem Vorwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug rückwärtsfährt oder die Fahrzeugfahrtrichtung unklar ist, ändert die Schaltlinien-Abänderungseinrichtung 92 die Schaltlinie, die beispielsweise unter Berücksichtigung des in 8 gezeigten Schaltbereichs im voraus eingestellt ist, zu einer anderen Schaltlinie ab, die in 9 gezeigt ist. 9 zeigt nämlich ein Beispiel des Schaltliniendiagramms, das anstelle einer im voraus eingestellten Schaltlinie zu verwenden ist, wenn der Schaltbereich in dem Vorwärtsantriebsbereich angeordnet ist, während das Fahrzeug rückwärtsfährt oder die Fahrzeugfahrtrichtung unklar ist. Wie in 8 zeigt 9 die Beziehung (Schaltliniendiagramm und Schaltkennfeld), die Hochschaltlinien (als durchgezogene Linien angegeben) und Herunterschaltlinien (durch gepunktete Linien angegeben) hat. Diese Schaltlinien werden im voraus bezüglich Parametern gespeichert, die die Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Antriebskraft-Korrelationswert umfassen, der sich auf die Antriebskraft des Fahrzeugs bezieht, beispielsweise das angeforderte Ausgangsdrehmoment T_OUT, um dadurch einen Fahrzeugzustand vorzugeben, damit das Schalten ausgeführt wird.
Wie in 9 gezeigt ist, führt der automatische Schaltabschnitt 20 das Schalten sowohl auf einer Hochschaltlinie für einen Gangswechsel von einer Schaltposition des 2. Gangs zu einer Schaltposition des 3. Gangs und einer weiteren Hochschaltlinie für einen Gangwechsel von der Schaltposition des 3. Gangs zu der Schaltposition des 4. Gangs durch, die entsprechend bestimmt werden. Dieses Schalten wird ausgeführt, um sowohl das Hochschalten von der Schaltposition des 2. Gangs zu der Schaltposition des 3. Gangs als auch das Hochschalten von der Schaltposition des 3. Gangs zu der Schaltposition des 4. Gangs zu erzielen, die ungeachtet des angeforderten Ausgangsdrehmoments T_OUT ausgeführt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V einen Wert von 255 (km/h) zeigt.
Dazu werden zwei Schaltlinien in einer überschneidenden Beziehung parallel zu der Längsachse eingerichtet, die das angeforderte Ausgangsdrehmoment darstellt, so dass sie die horizontale Linie, die die Fahrzeuggeschwindigkeit V darstellt, bei dem Wert von 255 (km/h) in 9 schneidet. Ferner sind die Herunterschaltlinien ähnlich vorgegeben und durch Einzelpunktlinien in 9 angegeben. Dazu sind zwei Schaltlinien für das Herunterschalten von der Schaltposition des 4. Gangs zu der Schaltposition des 3. Gangs und das Herunterschalten von der Schaltposition des 3. Gangs zu der Schaltposition des 2. Gangs in einer überschneidenden Beziehung so eingerichtet, dass sie auf Punkten auf der Fahrzeuggeschwindigkeit liegen, die niedriger als diejenige der Punkte ist, bei denen die zwei Hochschaltlinien eine Hysterese schneiden, die zum Vermeiden des Auftretens eines häufigen Schaltens verfügbar ist.
Das Schalten wird in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ausgeführt, um das Hochschalten von der Schaltposition des 1. Gangs zu der Schaltposition des 2. Gangs ungeachtet des angeforderten Ausgangsdrehmoments Tour zu erzielen. Dazu werden die Schaltlinien für das Hochschalten von der Schaltposition des 1. Gangs zu der Schaltposition des 2. Gangs so eingerichtet, dass sie die horizontale Achse von 9 schneiden, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die mit den Hochschaltlinien für das Hochschalten von der Schaltposition des 2. Gangs zu der Schaltposition des 3. Gangs verknüpft sind, auf einer Position zwischen 255 (km/h) und 0 (km/h) liegt. Die Schaltlinien, die parallel zu der Längsachse sind, die das angeforderte Ausgangsdrehmoment darstellt, werden nämlich in einer überschneidenden Beziehung eingerichtet, so dass sie die horizontale Achse, die die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, von 9 an einem Punkt zwischen 255 (km/h) und 0 (km/h) schneiden.
Zusätzlich sind die Herunterschaltlinien, die durch Einzelpunktlinien angegeben sind, ähnlich vorgegeben, so dass die Schaltlinie für das Herunterschalten von der Schaltposition des 2. Gangs zu der Schaltposition des 1. Gangs an einem Punkt auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die niedriger als diejenige des Hochschaltens von der Schaltposition des 1. Gangs zu der Schaltposition des 2. Gangs ist, nämlich durch eine Hysterese, die zum Vermeiden des Auftretens von häufigem Schalten verfügbar ist.
Der Wert von 255 (km/h) stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit dar, bei der die Schaltlinien für das Hochschalten von der Schaltposition des 2. Gangs zu der Schaltposition des 3. Gangs und das Hochschalten von der Schaltposition des 3. Gangs zu der Schaltposition des 4. Gangs liegen, und ein Beispiel einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die in einem normalen Fahrmodus nicht erzielt werden kann. Wenn dagegen das Schalten durch Bezugnahme auf das Schaltdiagramm ausgeführt wird, das bestimmt wird, wie in 9 gezeigt ist, verwendet der automatische Schaltabschnitt 20 nur die Schaltpositionen des 1. Gangs und des 2. Gangs. Diese Schaltpositionen stellen Schaltpositionen dar, in denen kein Schlupf in anderen Eingriffsvorrichtungen aufgrund der gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 verursacht wird, auch wenn das Fahrzeug rückwärtsfährt. Es ist nämlich so, dass in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Schaltlinien-Abänderungseinrichtung 92 eine obere Grenze einer wählbaren Schaltposition, die eine Schaltposition darstellt, die in jedem Vorwärtsantriebsbereich wählbar ist, zu der Schaltposition des 2. Gangs abändert, während sie eine untere Grenze der wählbaren Schaltposition zu der Schaltposition des 1. Gangs zuordnet.
Ferner wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der die Schaltlinie für das Hochschalten von der Schaltposition des 1. Gangs zu der Schaltposition des 2. Gangs vorliegt, dem Wert zwischen 0 (km/h) und 255 (km/h) zugeordnet. Dieser Wert wird auf eine Geschwindigkeit eingestellt, die verhindert, dass die Eingangswellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 während des Fahrens des Fahrzeugs überdreht, während der Gangwechsel in der Schaltposition des 1. Gangs bewirkt wird.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Überblick über die Steuerbetriebe darstellt, die mit der elektronischen Steuervorrichtung 80 auszuführen sind, die als Steuervorrichtung des Fahrzeugleistungs-Übertragungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung dient. Schritte (im Folgenden wird der Ausdruck „Schritt" weggelassen) S1 und S2 entsprechen kollektiv der Vergleichseinrichtung 104 der Fahrtrichtung und des Schaltbereichs. Von diesen wird bei S1 eine Abfrage vorgenommen, ob eine gegenwärtig gewählte Schaltposition oder der Gangschaltbereich auf der Grundlage des Ausgangssignals von der Gangwechsel-Betätigungsvorrichtung 50 erfasst wird, und ob die erfasste Schaltposition oder der Schaltbereich für den Vorwärtsantrieb angeordnet ist. Wenn die Schaltposition oder der Schaltbereich für den Vorwärtsantrieb angeordnet ist, wird dann eine positive Bestimmung bei dem vorliegenden Schritt gemacht und werden die auf S2 folgenden Betriebe ausgeführt.
Wenn unterdessen die Schaltposition oder der Schaltbereich nicht in dem Vorwärtsantrieb angeordnet ist, wenn insbesondere die Schaltposition für den Rückwärtsantrieb angeordnet ist oder wenn die Schaltposition für eine neutrale oder angehaltene Position angeordnet ist, besteht dann kein Bedarf, das Verfahren zum Auswählen der Schaltposition gemäß der vorliegenden Erfindung umzuschalten. Demgemäß wird eine negative Bestimmung bei dem vorliegenden Schritt gemacht und wird S7 ausgeführt.
Bei S2 wird eine Abfrage gemacht, ob die Fahrzeugfahrtrichtung erfasst wird und die erfasste Fahrtrichtung für den Vorwärtsantrieb angeordnet ist oder ob die Fahrtrichtung unklar ist. Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs wird in einer Berechnung auf der Grundlage der Drehrichtung der Ausgangswelle 22 des Fahrzeugleistungs-Übertragungsgeräts 10 erfasst, die mit dem Ausgangswellen-Drehzahlsensor 100 erfasst wird. Wenn die Fahrzeugfahrtrichtung aufgrund einer Bestimmung unklar wird, die gemacht wird, dass das Fahrzeug sich im Rückwärtsantrieb oder einer Phase befindet, in der keine Fahrtrichtung des Fahrzeugs erfasst werden kann, wird eine Bestimmung von JA bei dem vorliegenden Schritt gemacht. In diesem Augenblick wird S3 ausgeführt, um das Auswählverfahren der Schaltposition gemäß der vorliegenden Erfindung umzuschalten. Wenn dagegen eine Bestimmung gemacht wird, dass das Fahrzeug sich in dem Vorwärtsantrieb befindet oder angehalten bleibt, wird dann eine negative Bestimmung bei dem vorliegenden Schritt gemacht und wird S4 ohne Umschalten des Auswählverfahrens der Schaltposition gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt.
S3 entsprechend der Schaltlinien-Abänderungseinrichtung 92 stellt einen Schritt dar, der ausgeführt wird, wenn der Schaltbereich für den Vorwärtsantrieb ausgewählt ist und das Fahrzeug sich im Rückwärtsantrieb befindet, oder wenn die Fahrzeugfahrtrichtung unklar ist. Das Schaltdiagramm, das die Schaltposition bestimmt, das beim Fahren des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrbedingung des Fahrzeugs verwendet wird, wird von dem Schaltdiagramm für den normalen Vorwärtsantrieb, wie beispielsweise in 8 gezeigt ist, zu einem anderen Schaltdiagramm abgeändert, das beispielsweise in 9 gezeigt ist. 9 ist das Schaltdiagramm zum Verhindern, dass der gesperrte Zustand der Freilaufkupplungen Schlupf in anderen Eingriffsvorrichtungen verursacht, auch wenn das Fahrzeug rückwärtsfährt.
Bei S4 wird das Schaltdiagramm für den Vorwärtsantrieb, wie beispielsweise in 8 gezeigt ist, zum Vornehmen einer Schaltbestimmung verwendet.
Bei S5 wird der Betrieb auf der Grundlage einer gegenwärtigen Schaltposition des automatischen Schaltabschnitts 20 und eines gegenwärtigen Fahrzustands des Fahrzeugs, insbesondere des angeforderten Ausgangsdrehmoments T_OUT und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, ausgeführt, um abzufragen, ob das Schalten auszuführen ist. Wenn das stattfindet, wenn S3 vor dem gegenwärtigen Schritt (S5) ausgeführt wird, wird dann eine Schaltbestimmung auf der Grundlage des Schaltdiagramms gemacht, das bei S3 abgeändert wird. Wenn S4 vor dem vorliegenden Schritt (S5) ausgeführt wird, wird dann eine andere Schaltbestimmung auf der Grundlage des Schaltdiagramms ausgeführt, das in S4 verwendet wird. Wenn nachfolgend die Bestimmung gemacht wird, das Schalten auszuführen, wird dann eine positive Bestimmung bei dem vorliegenden Schritt gemacht, und wird nachfolgend S6 ausgeführt.
Unterdessen wird, wenn eine Bestimmung gemacht wird, dass kein Schalten benötigt wird, eine negative Bestimmung im vorliegenden Schritt gemacht, woraufhin die Steuerroutine des gegenwärtigen Ablaufdiagramms beendet wird. Bei S6 entsprechend der Gangwechsel-Ausführeinrichtung 96 wird der Betrieb zum Durchführen des Schaltens ausgeführt, das bei S5 zur Ausführung bestimmt wird. Insbesondere werden beide Betriebe bei vorgegebenen Zeitabstimmungen ausgeführt, um den Einrückdruck der Eingriffsvorrichtung zu senken, die bei dem Schalten auszurücken ist, und den Einrückdruck der Eingriffsvorrichtung zu erhöhen, die beim Ausführen des Schaltens einzurücken ist, um dadurch die Schaltposition nachfolgend auf das ausgeführte Schalten zu bilden.
S7 stellt den Schritt dar, der ausgeführt wird, wenn eine negative Bestimmung bei S1 gemacht wird, bei dem der automatische Schaltabschnitt 20 den Eingriffszustand in Übereinstimmung mit einer Schaltposition bildet, die mit der Gangwechsel-Betätigungsvorrichtung 50 angewiesen wird. Insbesondere werden beispielsweise, wenn die Gangwechsel-Betätigungsvorrichtung die Position „N" befiehlt, alle Eingriffsvorrichtungen in entsprechende Ausrückzustände versetzt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, wird die Schaltposition des automatischen Schaltabschnitts 20 in Abhängigkeit von der Schaltposition oder des Schaltbereichs umgeschaltet, der mit der Gangwechsel-Betätigungsvorrichtung 50 ausgewählt wird, und der Fahrzeugfahrtrichtung, die mit der Berechnungseinrichtung 102 für die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrtrichtung berechnet wird (S2). Auch wenn demgemäß die Fahrtrichtungen, außer für die Schaltposition oder den Schaltbereich, und der Fahrzeugfahrzustand in dieselben Situationen versetzt werden, kann eine unterschiedliche Schaltposition ausgewählt werden, wenn die Beziehung bezüglich der Schaltposition oder des Schaltbereichs und die Fahrzeugfahrtrichtung unterschiedlich sind. Das verhindert, dass die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 des automatischen Schaltabschnitts 20 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen (C1, C2, B1 und B2) verursachen, um dadurch einen Haltbarkeitsabfall der Eingriffsvorrichtungen zu verhindern.
Bei dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel wird ferner die Schaltposition in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgewählt, die den Fahrzustand des Fahrzeugs darstellt. Folglich kann durch Abändern der Fahrzeuggeschwindigkeit, die zum Durchführen des Schaltens in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition und der Fahrzeugfahrtrichtung verfügbar ist, das Auswählverfahren der Schaltposition einfach umgeschaltet werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ferner die Schaltposition in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition oder dem ausgewählten Schaltbereich ausgewählt. Daher kann das Abändern der Schaltposition oder des Schaltbereichs in Abhängigkeit von der ausgewählten Schaltposition oder dem ausgewählten Schaltbereich oder der Fahrzeugfahrtrichtung einfach das Auswählverfahren der Schaltposition umschalten.
Bei dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel kann darüber hinaus die Schaltposition beim Umschalten der Schaltlinien, die auf der Grundlage der ausgewählten Schaltposition oder des ausgewählten Schaltbereichs und der Fahrzeugfahrtrichtung bestimmt werden, umgeschaltet werden. Demgemäß kann das das Verfahren zum Auswählen der Schaltposition einfach umschalten.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel schaltet ferner die Schaltlinien-Abänderungseinrichtung 92 die Schaltposition beim Abändern der oberen Grenze oder der unteren Grenze der auswählbaren Schaltposition um. Das kann einfach das Verfahren zum Auswählen der Schaltposition umschalten.
Bei dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel wird ferner das Auswählverfahren der Schaltposition auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtrichtung und der ausgewählten Schaltposition abgeändert. Die Fahrzeugfahrtrichtung wird aufgrund der Erfassung der Drehrichtung der Ausgangswelle 22 des Schaltmechanismus 10, der als Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät wirkt, oder eines Elements, wie z. B. der Antriebswelle, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, bestimmt.
Bei dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel weist darüber hinaus der Schaltmechanismus 10, der als das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät wirkt, den elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt 11 auf, der betriebsfähig gehalten wird, um den Differentialzustand zwischen der Eingangswellendrehzahl N_IN und der Ausgangswellendrehzahl N₁₈ zu steuern. Das wird durch Steuern der Betriebszustände der Elektromotoren (M1 und M2) erzielt, die mit den Drehelementen des Differentialabschnitts 11 verbunden sind. Auch bei dem Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät, das mit einem solchen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt 11 versehen ist, kann verhindert werden, dass die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen verursachen.
Bei dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel hat der Schaltmechanismus 10, der als Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät wirkt, außerdem den Leistungsübertragungspfad, in dem sowohl der automatische Schaltabschnitt 20 als auch der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt 11 vorgesehen sind. Das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät weist den elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt 11 und den automatischen Schaltabschnitt 20 auf, der aus dem gestuft variablen Schaltabschnitt mit den Freilaufkupplungen besteht. Auch bei einem derartigen Aufbau wird verhindert, dass die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen E1 und F2 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen verursachen.
Bei dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel hat ferner der mechanische Schaltabschnitt die Schaltpositionen des 1. Gangs und des 2. Gangs, in denen kein Schlupf in den Freilaufkupplungen E1 und F2 auftritt, wenn sie eingerückt sind. Bei einem solchen Aufbau wird die Schaltposition, die mit der Gangwechsel-Betätigungsvorrichtung 50 ausgewählt wird, in die Vorwärtsantriebsposition versetzt und wird die Fahrzeugfahrtrichtung, die mit der Berechnungseinrichtung 102 der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrtrichtung berechnet wird (S2), in die Rückwärtsantriebsrichtung versetzt oder wird unklar. In einem solchen Fall wählt der automatische Schaltabschnitt 20 die Schaltposition des 1. Gangs aus, während der, wenn das Fahrzeug rückwärtsfährt, verursacht wird, dass die Freilaufkupplungen F1 und F2 freilaufen, insbesondere sich im Leerlauf drehen. Das verhindert, dass die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen verursachen.
Bei dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiel wird ferner der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt 11 betriebsfähig gehalten, um als stufenlos variables Getriebe aufgrund des Steuerns der Betriebszustände der Elektromotoren (M1 und M2) zu wirken. Auch wenn daher der Schaltmechanismus 10, der als Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät funktioniert, betriebsfähig als stufenlos variables Getriebe gehalten wird, wird verhindert, dass die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen verursachen.
Während die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene andere Arten ausgeführt werden.
Während beispielsweise der Differentialabschnitt 11 als das stufenlos variable Getriebe arbeitet, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt und kann der Differentialabschnitt 11 so konfiguriert werden, dass er als gestuft variables Getriebe betriebsfähig ist, das eine Vielzahl von feststehenden Drehzahlverhältnissen verändern kann.
In dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel hat der automatische Schaltabschnitt 20 nur eine Schaltposition für den Rückwärtsantrieb und ist die Freilaufkupplung F1 nicht mit der Schaltposition für den Rückwärtsantrieb verknüpft. Daher wird kein Betrieb zum Umschalten des Verfahrens zum Auswählen der Schaltposition gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt, wenn der Bereich „R" ausgewählt ist (siehe S1 in 11).
Jedoch kann die Schaltposition für den Rückwärtsantrieb so eingestellt werden, dass sie beispielsweise eine Vielzahl von Schaltpositionen hat, von denen ein Teil eine Schaltposition hat, die beim Einrücken einer Bremse gebildet wird, die mit der Freilaufkupplung verbunden ist, die parallel dazu vorgesehen ist. In diesem Fall kann, wenn die Schaltposition in die Rückwärtsantriebsposition angeordnet wird, und die Fahrzeugfahrtrichtung sich in der Vorwärtsantriebsrichtung befindet, die vorliegende Erfindung zum Umschalten des Auswählverfahrens der Schaltposition angewendet werden. Eine derartige Anwendung stellt eine ähnliche Wirkung, insbesondere eine Wirkung zum Verhindern, dass die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen verursachen, zur Verfügung.
In dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner, während die Fahrzeugfahrtrichtung aufgrund der Erfassung der Drehrichtung der Ausgangswelle 22 oder der damit verbundenen Welle berechnet wird, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann mit einem anderen Verfahren, wie beispielsweise einem Verfahren unter Verwendung eines Beschleunigungssensors ausgeführt werden.
In dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel haben ferner die Schaltpositionen die Schaltpositionen des 3. Gangs und des 4. Gangs, die betriebsfähig sind, um zu verhindern, dass die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen während des Rückwärtsantriebsmodus verursachen. Daher wird durch Abändern der oberen Grenze der auswählbaren Schaltposition zu der Schaltposition des 2. Gangs die Schaltposition durch die auswählbare Schaltposition umgeschaltet, die die untere Grenze hat, die in der Schaltposition des 1. Gangs gehalten wird, wobei keine Abänderung daran vorgenommen wird.
Jedoch kann der automatische Schaltabschnitt 20 beispielsweise eine Schaltposition des 1. Gangs haben, die eine Schaltposition darstellt, in der die gesperrten Zustände der Freilaufkupplungen F1 und F2 Schlupf in den anderen Eingriffsvorrichtungen verursachen. In einem solchen Fall kann der automatische Schaltabschnitt 20 eine Schaltposition des 2. Gangs haben, bei der eine auswählbare Schaltposition eine untere Grenze hat, nämlich mit einem damit einhergehenden ähnlichen Ergebnis. Die Schaltposition kann nämlich in dem automatischen Schaltabschnitt 20 aufgrund der Einstellung von nur einer oberen Grenze oder einer unteren Grenze der auswählbaren Schaltposition oder in Kombination der oberen und unteren Grenzen umgeschaltet werden.
Während in dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel der Differentialabschnitt 11, der vorstehend als Einzelplanetenbauart beschrieben wurde, kann dieser aus einer Doppelplanetenbauart bestehen.
In dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel sind in dem Schaltmechanismus 10 als Leistungsübertragungsgerät die Kraftmaschine 8, der Differentialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 in Reihe verbunden, so dass die Leistung von der Kraftmaschine 8 als Leistungsquelle über den Differentialabschnitt 11 zu dem automatischen Schaltabschnitt 20 übertragen wird. Jedoch kann der Schaltmechanismus 10 so aufgebaut werden, dass die Leistung von der Kraftmaschine 8 über den automatischen Schaltabschnitt 20 zu dem Differentialabschnitt 11 übertragen wird.
In dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel sind in dem Schaltmechanismus 10 als Leistungsübertragungsgerät der Differentialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 in Reihe verbunden. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf das Leistungsübertragungsgerät angewendet werden, solange es eine Funktion zum Erzielen einer elektrisch gesteuerten Differentialwirkung hat, die ermöglicht, dass ein Differentialzustand elektrisch verändert wird, und eine Funktion zum Durchführen eines Schaltens auf der Grundlage eines Prinzips, da sich davon unterscheidet. Es besteht kein Bedarf, dass der Differentialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 mechanisch unabhängig voneinander sind.
Die vorliegende Erfindung kann auf einen Schaltmechanismus angewendet werden, in dem zwei Planetengetriebesätze teilweise verbunden sind, und die Brennkraftmaschine, der Elektromotor und das Antriebsrad miteinander mit entsprechenden Drehelementen der Planetengetriebesätze in dem Leistungsübertragungszustand verbunden sind. Das Steuern der Kupplung und der Bremse, die mit dem Drehelement des Planetengetriebesatzes verbunden sind, schaltet den Schaltmechanismus zu dem gestuft variablen Schaltzustand und dem stufenlos variablen Schaltzustand um.
In dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen in der Schaltvorrichtung 50, wenn die Position „M" als Schaltposition P_SH ausgewählt ist, jeder der Schaltbereiche, wie z. B. der Bereich „4" bis zum Bereich „1", die innerhalb der Schaltpositionen schaltbar sind, den entsprechenden Bereichen. Jedoch können die Schaltpositionen so ausgewählt werden, dass die Position „4" ein Fahren nur in der vierten Schaltposition gestattet, und dass die Position „3" das Fahren nur in der dritten Schaltposition gestattet.
Eine Schaltvorrichtung außer der Schaltvorrichtung 50, die in 6 gezeigt ist, kann eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung konstruiert werden, um direkt den Bereich „4" bis zum Bereich „1" auszuwählen, die darin vorgesehen sind, anstelle der Auswahl der Position „+" oder der Position „–".
Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät, das Eingriffsvorrichtungen einschließlich einer Freilaufkupplung hat, ist offenbart, das verhindert, dass ein gesperrter Zustand einer Freilaufkupplung das Auftreten von Schlupf von anderen Eingriffsvorrichtungen verursacht, um einen Abfall einer Haltbarkeit der Eingriffsvorrichtung zu vermeiden. Um diese Aufgabe zu lösen, gestattet das Einrücken einer Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen in kombinierten Betriebsweisen, dass eine Vielzahl von Schaltpositionen gebildet wird. Ein Schaltmechanismus (Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät) 10 ist vorgesehen, bei dem zumindest eine der Vielzahl der Eingriffsvorrichtungen eine Freilaufkupplung F1 aufweist. Der Schaltmechanismus schaltet ein Verfahren zum Auswählen einer Schaltposition bei S3 in Abhängigkeit von einer Schaltposition eines Schalthebels 52, die bei S1 bestimmt wird, und einer Fahrzeugfahrtrichtung, die bei S2 bestimmt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2808923 [0002]

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät, wobei: das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät eine Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen (C, B, F) aufweist, um eine Vielzahl von Schaltpositionen durch Kombinieren von Eingriffsvorgängen der Vielzahl von Eingriffsvorrichtungen zu bilden, wobei zumindest eine der Eingriffsvorrichtungen eine Freilaufkupplung (F1, F2) umfasst; und wobei die Steuervorrichtung (80) betriebsfähig ist, um eine Schaltposition in Abhängigkeit von einer ausgewählten Gangschaltposition oder einem ausgewählten Gangschaltbereich und einer Fahrzeugfahrtrichtung umzuschalten.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (80) die Schaltposition in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit auswählt.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (80) die Schaltposition in Abhängigkeit von der ausgewählten Gangschaltposition oder dem ausgewählten Gangschaltbereich auswählt.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (80) die Schaltposition mittels Umschaltens von Schaltlinien umschaltet.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (80) die Schaltposition beim Abändern einer oberen Grenze oder einer unteren Grenze einer auswählbaren Schaltposition umschaltet.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (80) die Fahrzeugfahrtrichtung mittels Erfassens einer Drehrichtung einer Ausgangswelle (22) des Fahrzeugleistungs-Übertragungsgeräts oder eines Elements, das mit der Ausgangswelle verbunden ist, bestimmt.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät einen elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt (16) aufweist, der betriebsfähig ist, um einen Differentialzustand zwischen einer Eingangswellendrehzahl und einer Ausgangswellendrehzahl mittels Steuerns eines Betriebszustands eines Elektromotors (M1, M2) zu steuern, der mit einem Drehelement eines Differentialabschnitts verbunden ist.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1 oder 7, wobei das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät einen gestuft variablen Schaltabschnitt (20) und den elektrisch gesteuerten Differentialabschnitt (11) aufweist, die beide in einem Leistungsübertragungspfad vorgesehen sind.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 1 oder 8, wobei der gestuft variable Schaltabschnitt (20) des Fahrzeugleistungs-Übertragungsgeräts eine Schaltposition hat, die nicht verursacht, dass Schlupf in den Eingriffsvorrichtungen (C, B) aufgrund des Eingriffs der Freilaufkupplung (F1, F2) auftritt, die ausgewählt wird, wenn die Gangschaltposition oder der Gangschaltbereich eine Vorwärtsantriebsposition ist und die Fahrzeugfahrtrichtung eine Rückwärtsantriebsrichtung ist oder unklar ist.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 7, wobei der elektrisch gesteuerte Differentialabschnitt (11) als stufenlos variabler Schaltmechanismus mittels Steuerns eines Betriebszustands eines Elektromotors betriebsfähig gehalten wird.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 8, wobei die Steuervorrichtung eine Steuereinrichtung (82) für gestuft variables Schalten zum Steuern des gestuft variablen Schaltabschnitts und eine Differentialabschnitts-Steuereinrichtung (84) zum Steuern des elektrisch gesteuerten Differentialabschnitts aufweist, wobei die Steuereinrichtung für gestuft variables Schalten eine Gangwechsel-Bestimmungseinrichtung (94) zum Bestimmen, ob das Schalten in dem zu schaltenden, gestuft variablen Schaltabschnitt (20) auszuführen ist, und eine Gangwechsel-Ausführeinrichtung (96) hat, um zu gestatten, dass der gestuft variable Schaltabschnitt eine automatische Schaltsteuerung ausführt, um die bestimmte Schaltposition zu bilden.
Steuervorrichtung für das Fahrzeugleistungs-Übertragungsgerät gemäß Anspruch 11, wobei die Steuervorrichtung ferner eine Vergleichseinrichtung (104) der Fahrtrichtung und des Gangschaltbereichs zum Vergleichen eines Gangschaltbereichs und einer Fahrzeugfahrtrichtung und eine Schaltlinien-Abänderungseinrichtung (92) zum Abändern einer Schaltlinie, wenn das von der Vergleichseinrichtung der Fahrtrichtung und des Gangschaltbereichs zugeführte Ausgangssignal angibt, dass sich die simulierte Fahrzeugfahrtrichtung von einer tatsächlichen Fahrtrichtung des Fahrzeugs unterscheidet, aufweist.