DE112006000492B4

DE112006000492B4 - Steuervorrichtung einer Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112006000492B4
Application number: DE112006000492.1T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kamada; Atsushi Tabata; Yuji Inoue
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: US7753818B2; JP2006257947A; DE112006000492T5; JP4244944B2; WO2006098483A1; US20090227407A1

Abstract

Steuergerät für ein Fahrzeugantriebssystem (10; 70) einschließlich einer Kraftmaschine (8) und eines kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts (11), der als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und einen Differenzialmechanismus (16) aufweist, der zum Verteilen einer Abgabe von der Kraftmaschine (8) zu einem ersten Elektromotor (M1) und einem Leistungsübertragungselement (18) betreibbar ist, und eines zweiten Elektromotors (M2), der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement (18) und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, und das Steuergerät ist gekennzeichnet durch: eine Differenzialzustandsumschaltvorrichtung (C0, B0), die in dem Differenzialmechanismus (16) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt (11) wahlweise entweder in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, in dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt (11) als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, oder in einen nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, in dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt (11) nicht als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist; eine Einrichtung (80) zum Steuern einer Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung, die so konfiguriert ist, dass sie eine elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor (M2) in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts (11) zuzuführen ist, um eine Änderung eines zu dem Leistungsübertragungselement (18) zu übertragenden Übertragungsmoments zu begrenzen, wobei die Änderung durch eine Änderung eines Abgabemoments von der Kraftmaschine (8) verursacht wird; und eine Umschaltsteuereinrichtung (50), die dann betreibbar ist, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt (11) in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und die so konfiguriert ist, dass sie den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt (11) zu dem kontinuierlich ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Steuergerät für ein Fahrzeugantriebssystem, und insbesondere auf eine Technik zum Reduzieren der Größe eines Elektromotors eines Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor und einen Differenzialmechanismus aufweist, der eine Differenzialfunktion bewirken kann.
STAND DER TECHNIK
Es ist ein Fahrzeugantriebssystem bekannt, das einen Differenzialmechanismus, der zum Verteilen einer Abgabe von einer Kraftmaschine zu einem ersten Elektromotor und einer Abgabewelle betreibbar ist, und einen zweiten Elektromotor aufweist, der zwischen der Abgabewelle des Differenzialmechanismus und Antriebsrädern angeordnet ist. Die Patentdruckschrift 1 offenbart ein Beispiel eines derartigen Fahrzeugantriebssystems in der Gestalt eines Hybridfahrzeugantriebssystems. Bei diesen Hybridfahrzeugantriebssystem ist der Differenzialmechanismus zum Beispiel durch einen Planetengetriebesatz gebildet, und ein großer Teil eine Abgabe von der Kraftmaschine wird mechanisch zu den Antriebsrädern durch die Differenzialfunktion des Differenzialmechanismus übertragen, während der andere Teil der Abgabe von der Kraftmaschine elektrisch von dem ersten Elektromotor zu dem zweiten Elektromotor durch einen elektrischen Pfad übertragen wird, so dass der Differenzialmechanismus als ein Getriebe für das Drehzahlverhältnis dient, das zum Beispiel elektrisch variabel ist, und zwar als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe. Das Hybridfahrzeugantriebssystem wird durch eine Steuervorrichtung so gesteuert, dass das Fahrzeug so angetrieben wird, dass die Kraftmaschine in einem optimalen Betriebszustand zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit gehalten wird.
Patentdruckschrift 1: JP 2000 2327 A
Patentdruckschrift 2: JP 2001 234775 A
Patentdruckschrift 3: JP 2004 345527 A
Patentdruckschrift 4: US 6 063 002 A
Im Allgemeinen ist ein kontinuierlich variables Getriebe als eine Vorrichtung zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs bekannt, während eine Getriebe-Leistungsübertragungsvorrichtung wie zum Beispiel ein variables Automatikstufengetriebe als eine Vorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung bekannt ist. Jedoch ist kein Leistungsübertragungsmechanismus verfügbar, der die Vorteile von diesen Beiden Vorrichtungen vereinigt. Zum Beispiel hat das in der vorstehend genannten Patentdruckschrift 1 offenbarte Hybridfahrzeugantriebssystem einen elektrischen Pfad zum Übertragen einer elektrischen Energie von dem ersten Elektromotor zu dem zweiten Elektromotor, nämlich einen Leistungsübertragungspfad, durch den ein Teil der Fahrzeugsantriebskraft als die elektrische Energie übertragen wird, so dass der erste Elektromotor bei einer Erhöhung der Kraftmaschinennennabgabe groß sein muss, und der zweite Elektromotor, der durch die elektrische Energie betrieben wird, welche durch den ersten Elektromotor erzeugt wird, muss ebenfalls groß sein. Dementsprechend hat das Antriebssystem eine Tendenz, dass es in ungünstiger Weise groß bemessen ist. Alternativ wird ein Teil der Kraftmaschinenabgabe einmal zu einer elektrischen Energie umgewandelt, die nachfolgend zum Antreiben der Antriebsräder verwendet wird, so dass eine Gefahr einer. Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bei einigen Fahrtzuständen des Fahrzeugs besteht, zum Beispiel während einer Fahrt mit hoher Drehzahl des Fahrzeugs. Es besteht ein ähnliches Problem, bei dem der Leistungsübertragungsmechanismus gemäß der vorstehenden Beschreibung als ein Getriebe für das Drehzahlverhältnis verwendet wird, das elektrisch gesteuert wird, zum Beispiel als ein kontinuierlich variables Getriebe, das als ein „elektrisches CVT” bezeichnet wird.
Es ist bekannt, dass das abgegebene Moment von der Kraftmaschine (nachfolgend zur Vereinfachung als ein ”Kraftmaschinenmoment” bezeichnet) aufgrund einer periodischen Zündung (Verbrennung) von ihren Zylindern geändert wird oder schwankt, oder aufgrund eines Umschaltens zwischen einem mageren Verbrennungszustand, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine größer ist als der stöchiometrische Wert, und einem fetten Verbrennungszustand, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis kleiner ist als der stöchiometrische Wert.
Wie dies in der Patentdruckschrift 2 beschrieben ist, bewirkt zum Beispiel ein Betrieb der Kraftmaschine in dem mageren Verbrennungszustand zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine eine Erhöhung der Sauerstoffkonzentration, die in dem Abgas enthalten ist, was zu einer Förderung einer Absorption von NOx durch ein NOx-Absorptionsmittel führt, das in dem Abgaskanal vorgesehen ist. Da das NOx-Absorptionsmittel in seiner Kapazität zum Absorbieren von NOx begrenzt ist, wird ein so genannter ”Fettimpuls” implementiert, um die Kraftmaschine vorübergehend von dem mageren Verbrennungszustand zu dem fetten Verbrennungszustand umzuschalten, dass heißt zu dem kraftstofffetten Zustand, um das absorbierte NOx von dem NOx Absorptionsmittel auszulassen, so dass das NOx-Absorptionsmittel in seinen Zustand zur effektiven Absorption von NOx wiederhergestellt wird. Der Fettimpuls führt zu einer Erhöhung der Kraftstoffzufuhr zu der Kraftmaschine und zu einer nachfolgenden, vorübergehenden Erhöhung (Änderung) des Kraftmaschinenmoments.
Falls die Änderung des Kraftmaschinenmoments zu den Antriebsrädern übertragen wird, tritt eine Änderung des Fahrzeugsantriebsmoments auf, was eine Gefahr einer Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs wahrscheinlicher macht. Es ist gewünscht, den Betrag der Kraftmaschinenmomentenänderung zu reduzieren, die zu den Antriebsrädern übertragen wird. Zum Beispiel ist ein Fahrzeugantriebssystem einschließlich eines Momentenwandlers mit einer Sperrkupplung, der zwischen einer Kraftmaschine und einem Automatikgetriebe angeordnet ist, so eingerichtet, dass die Sperrkupplung in einen Schlupf- oder gelösten Zustand versetzt wird, um dadurch den Momentenwandler zum Absorbieren der Kraftmaschinenmomentenänderung zu veranlassen, um so den Betrag der Kraftmaschinenmomentenänderung zu reduzieren, die zu den Antriebsrädern übertragen wird.
Bei dem Antriebssystem, wie es in der Patentdruckschrift 1 offenbart ist, das keine fluid-betätigte Leistungsübertragungsvorrichtung wie zum Beispiel den Momentenwandler aufweist, kann jedoch die Kraftmaschinenmomentenänderung zu den Antriebsrädern durch einen Leistungsübertragungspfad übertragen werden, der die Kraftmaschine mit den Antriebsrädern verbindet, was zu einer Gefahr einer Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs aufgrund der Kraftmaschinenmomentenänderung führt. Das Fahrzeugantriebssystem, das das Problem des Hybridfahrzeugantriebssystems löst, leidet außerdem an einer Gefahr einer Verschlechterung der Kraftmaschinenmomentenänderung. Weiterer relevanter Stand der Technik findet sich in den Patentdruckschriften 3 und 4. Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des vorstehend beschriebenen Hintergrunds geschaffen. Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, ein Steuergerät für ein Fahrzeugantriebssystem vorzusehen, das einen Differenzialmechanismus, der eine Differenzialfunktion zum Verteilen einer Abgabe von einer Kraftmaschine zu einem ersten Elektromotor und einer Abgabewelle bewirken kann, und einen Elektromotor aufweist, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differenzialmechanismus und einem Antriebsrad angeordnet ist, wobei das Steuergerät eine Reduzierung der Größe des Antriebssystems oder Verbesserungen der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und des Fahrverhaltens des Fahrzeugs ermöglicht.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, ist ein Steuergerät für (a) ein Fahrzeugantriebssystem vorgesehen, das eine Kraftmaschine und einen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt aufweist, der als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und einen Differenzialmechanismus aufweist, der zum Verteilen einer Abgabe von der Kraftmaschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungselement betreibbar ist, und das einen zweiten Elektromotor aufweist, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrads eines Fahrzeugs angeordnet ist, und das Steuergerät ist gekennzeichnet durch (b) eine Differenzialzustandsumschaltvorrichtung, die in dem Differenzialmechanismus angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt wahlweise entweder in einen kontinuierlichen, variablen Schaltzustand, in dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, oder einen nicht-kontinuierlichen, variablen Schaltzustand versetzt, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt nicht als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, (c) eine Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung, die zum Steuern einer elektrischen Energie konfiguriert ist, die zu dem zweiten Elektromotor in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts zugeführt wird, um eine Änderung eines Übertragungsmoments zu begrenzen, das zu dem Leistungsübertragungselement zu übertragen ist, und zwar ungeachtet einer Änderung eines abgegebenen Moments von der Kraftmaschine, und (d) eine Umschaltsteuereinrichtung, die dann betreibbar ist, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in dem nicht-kontinuierlichen, variablen Schaltzustand versetzt ist, und die so konfiguriert ist, dass sie den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umschaltet, um der Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, dass sie die elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor zuzuführen ist.
Bei dem Steuergerät, das gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt des Fahrzeugantriebssystems wahlweise durch die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, in dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, und dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand umgeschaltet, zum Beispiel ein variabler Stufenschaltzustand, in dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt nicht als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, so dass das Fahrzeugsantriebssystem sowohl einen Vorteil einer Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Getriebes hat, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch variabel ist, als auch einen Vorteil eines höheren Leistungsübertragungswirkungsgrads einer Getriebe-Leistungsübertragungsvorrichtung für eine mechanische Leistungsübertragung. Zum Beispiel wird der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, in einen Niedrig- oder Mittelgeschwindigkeitsfahrtzustand oder einen Niedrig- oder Mittelabgabefahrtzustand des Fahrzeugs versetzt, wobei die Kraftmaschine in einem normalen Abgabebereich betrieben wird, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert wird. In einem Hochgeschwindigkeitsfahrtzustand des Fahrzeugs wird jedoch der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, bei dem die Abgabe der Kraftmaschine zu dem Antriebsrad hauptsächlich durch einen mechanischen Leistungsübertragungspfad übertragen wird, wodurch es möglich ist, einen Verlust bei der Umwandlung zwischen einer mechanischen Energie und einer elektrischen Energie zu reduzieren, der dann auftreten würde, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das Getriebe betrieben wird, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch gesteuert wird. Wenn die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung so eingerichtet ist, dass sie den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt in den nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand während der Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs versetzt, wird der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das Getriebe betrieben, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch variabel ist, und zwar nur in dem Niedrig- oder Mittelgeschwindigkeitszustand oder Niedrig- oder Mittelabgabefahrtzustand, so dass die maximale Menge der elektrischen Energie reduziert werden kann, die durch den Elektromotor erzeugt werden soll, wodurch die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems einschließlich des Elektromotors weiter reduziert werden können.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem einschließlich des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts, der zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand umischaltbar ist, ist die Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie die elektrische Energie, die zu dem zweiten Elektromotor in den kontinuierlich variablen Schaltzustand des Differenzialabschnitts zuzuführen ist, so steuert, dass die Änderung des Übertragungsmoments, das zu dem Leistungsübertragungselement zu übertragen ist, ungeachtet der Änderung des abgegebenen Moments von der Kraftmaschine begrenzt wird, wodurch die Kraftmaschinenmomentenänderung begrenzt wird, die zu dem Antriebsrad zu übertragen ist, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Die Umschaltsteuereinrichtung wird in dem nicht-kontinuierlich variablen Zustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts betrieben, um den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umzuschalten, um der Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, dass sie die elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor zuzuführen ist, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Gemäß der Erfindung, wie sie in Anspruch 2 definiert ist, ist ein Steuergerät für (a) ein Fahrzeugantriebssystem vorgesehen, das eine Kraftmaschine und einen Differenzialabschnitt mit einem Differenzialmechanismus aufweist, der zum Verteilen einer Abgabe von der Kraftmaschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungselement betreibbar ist, und das einen zweiten Elektromotor aufweist, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, und das Steuergerät ist gekennzeichnet durch (b) eine Differenzialzustandsumschaltvorrichtung, die in dem Differenzialmechanismus angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie den Differenzialmechanismus wahlweise entweder in einen Differenzialzustand, in dem der Differenzialmechanismus zum Durchführen einer Differenzialfunktion betreibbar ist, oder einen Nicht-Differenzialzustand versetzt, bei dem der Differenzialmechanismus nicht zum Durchführen der Differenzialfunktion betreibbar ist, (c) Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung, die so konfiguriert ist, dass sie eine elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor in den Differenzialzustand des Differenzialabschnitts zuzuführen ist, um eine Änderung des Übertragungsmoments, das zu dem Leistungsübertragungselement zu übertragen ist, ungeachtet einer Änderung eines abgegebenen Moments von der Kraftmaschine zu begrenzen, und (d) eine Umschaltsteuereinrichtung, die dann betreibbar ist, wenn der Differenzialabschnitt in den Nicht-Differenzialzustand versetzt ist, und die so konfiguriert ist, dass sie den Differenzialabschnitt zu dem Differenzialzustand schaltet, um der Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, dass sie die elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor zuzuführen ist.
Bei dem Steuergerät, das gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird der Differenzialmechanismus des Fahrzeugantriebssystems wahlweise durch die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung zwischen dem Differenzialzustand, in dem der Differenzialabschnitt zum Durchführen der Differenzialfunktion betreibbar ist, und dem Nicht-Differenzialzustand wie zum Beispiel ein gesperrter Zustand umgeschaltet, bei dem der Differenzialabschnitt nicht zum Durchführen der Differenzialfunktion betreibbar ist, so dass das Fahrzeugantriebssystem sowohl einen Vorteil einer Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Getriebes, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch variabel ist, als auch einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads einer Getriebe-Leistungsübertragungsvorrichtung für eine mechanische Leistungsübertragung aufweist. Zum Beispiel wird der Differenzialmechanismus in den Differenzialzustand bei einem Niedrig- oder Mittelgeschwindigkeitsfahrtzustand oder einem Niedrig- oder Mittelgeschwindigkeitszustand oder einem Niedrig- oder Mittelabgabefahrtzustand des Fahrzeugs versetzt, wobei die Kraftmaschine in einem normalen Abgabebereich betrieben wird, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert wird. In einem Hochgeschwindigkeitszustand des Fahrzeugs wird jedoch der Differenzialmechanismus in den Nicht-Differenzialzustand versetzt, bei dem die Abgabe von der Kraftmaschine zu dem Antriebsrad hauptsächlich durch einen mechanischen Leistungsübertragungspfad übertragen wird, wodurch es möglich ist, einen Verlust bei der Umwandlung zwischen einer mechanischen Energie und einer elektrischen Energie zu reduzieren, der dann auftreten würde, wenn der Differenzialmechanismus als das Getriebe betrieben wird, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch gesteuert wird. Wenn die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung so eingerichtet ist, dass der Differenzialmechanismus in den Nicht-Differenzialzustand während der Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs versetzt wird, wird der Differenzialmechanismus als das Getriebe betrieben, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch variabel ist, und zwar nur in dem Niedrig- oder Mittelgeschwindigkeitszustand oder Niedrig- oder Mittelabgabefahrtzustand, so dass der maximale Betrag der elektrischen Energie reduziert werden kann, die durch den Elektromotor erzeugt werden soll, wodurch die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems einschließlich des Elektromotors weiter reduziert werden können.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem einschließlich des Differenzialmechanismus, der zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand umschaltbar ist, ist die Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie die elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor in den Differenzialzustand des Differenzialabschnitts zuzuführen ist, so dass die Änderung des Übertragungsmoments, das zu dem Leistungsübertragungselement zu übertragen ist, ungeachtet der Änderung des abgegebenen Moments von der Kraftmaschine begrenzt wird, wodurch die Kraftmaschinenmomentenänderung begrenzt wird, die zu dem Antriebsrad zu übertragen ist, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Die Umschaltsteuereinrichtung wird in dem Nicht-Differenzialzustand des Differenzialabschnitts betrieben, um den Differenzialabschnitt zu dem Differenzialzustand umzuschalten, um der Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, dass sie die elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor zuzuführen ist, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Gemäß der Erfindung, wie sie in Anspruch 3 definiert ist, hat die Kraftmaschine ein variables Luft/Kraftstoff-Verhältnis, und das Steuergerät hat des Weiteren eine Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Fettimpuls zum vorübergehenden Halten des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem fetten Verbrennungszustand implementiert. In diesem Fall begrenzt die Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die elektrische Energie, die zu dem zweiten Elektromotor zuzuführen ist, während ein abgegebenes Moment von der Kraftmaschine aufgrund des Fettimpulses geändert wird, der durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung implementiert wird. Auch bei dem Ereignis einer Änderung des Kraftmaschinenmoments aufgrund des Fettimpulses wird dementsprechend die Kraftmaschinenmomentenänderung begrenzt, die zu dem Antriebsrad zu übertragen ist, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Gemäß der Erfindung, wie sie in Anspruch 4 definiert ist, hat das Steuergerät des Weiteren eine elektrische Energiespeichervorrichtung zum Speichern der elektrischen Energie, und die Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung begrenzt die elektrische Energie, die zu dem zweiten Elektromotor zuzuführen ist, durch Speichern der elektrischen Energie in der elektrischen Energiespeichervorrichtung. In diesem Fall wird die elektrische Energie, die andernfalls zu dem zweiten Elektromotor zuzuführen ist, in der elektrischen Energiespeichervorrichtung gespeichert, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit weiter verbessert wird.
Gemäß der Erfindung, wie sie in Anspruch 5 definiert ist, ändert die Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung eine Drehzahl des ersten Elektromotors synchron mit einem Oszillieren eines abgegebenen Moments von der Kraftmaschine, um dadurch das Oszillieren des abgegebenen Moments zu begrenzen, das zu dem Leistungsübertragungselement zu übertragen ist. In diesem Fall wird die Momentenoszillation der Kraftmaschine weniger wahrscheinlich zu dem stromabwärtigen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads übertragen, wie zum Beispiel das Leistungsübertragungselement und das Fahrzeugantriebsrad, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Vorzugsweise versetzt die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung den Differenzialmechanismus in einen Differenzialzustand, in dem der Differenzialmechanismus zum Durchführen einer Differenzialfunktion betreibbar ist, um dadurch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzten, und sie versetzt den Differenzialmechanismus in einen Nicht-Differenzialzustand, zum Beispiel einen gesperrter Zustand, bei dem der Differenzialmechanismus nicht zum Durchführen der Differenzialfunktion betreibbar ist, um dadurch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt in den nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen. In diesem Fall wird der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet.
Vorzugsweise hat der Differenzialmechanismus ein erstes Element, das mit der Kraftmaschine verbunden ist, und ein zweites Element, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element, das mit dem Leistungsübertragungselement verbunden ist, und die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung ermöglicht es dem ersten bis dritten Element, dass sie sich relativ zueinander drehen, um dadurch den Differenzialabschnitt in den Differenzialzustand zu versetzten, und sie ermöglicht dem ersten bis dritten Element, dass sie sich als eine Einheit drehen oder das zweite Element stationär halten, um dadurch den Differenzialabschnitt in den Nicht-Differenzialzustand zu versetzen. In diesem Fall ist der Differenzialmechanismus zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand schaltbar.
Vorzugsweise hat die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung eine Kupplung, die zum Verbinden von zwei beliebigen Elementen des ersten bis dritten Elements miteinander betreibbar ist, um das erste bis dritte Element als eine Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse, die zum Fixieren des zweiten Elements an einem stationären Element betreibbar ist. In diesem Fall ist der Differenzialmechanismus in einfacher Weise zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand schaltbar.
Vorzugsweise werden die Kupplung und die Bremse gelöst, um den Differenzialmechanismus in den Differenzialzustand zu versetzen, bei dem das erste bis dritte Element relativ zueinander drehbar sind, um dem Differenzialmechanismus zu ermöglichen, dass er als eine elektrisch gesteuerte Differenzialvorrichtung betrieben wird, und die Kupplung wird in Eingriff versetzt, um dem Differenzialmechanismus zu ermöglichen, dass er als ein Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis von 1 betrieben wird, oder die Bremse wird in Eingriff versetzt, um dem Differenzialmechanismus zu ermöglichen, dass er als ein Drehzahlübersetzungsgetriebe betrieben wird, das ein Drehzahlverhältnis aufweist, das kleiner als 1 ist. In diesem Fall ist der Differenzialmechanismus zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand umschaltbar, und er ist als ein Getriebe mit einem einzigen fixierten Drehzahlverhältnis oder einer Vielzahl fixierte Drehzahlverhältnisse betreibbar.
Vorzugsweise ist der Differenzialmechanismus ein Planetengetriebesatz, der einen Träger, der als das erste Element dient, ein Sonnenrad, das als das zweite Element dient, und ein Hohlrad aufweist, das als das dritte Element dient. In diesem Fall ist das erforderliche axiale Maß des Differenzialmechanismus reduziert, und der Differenzialmechanismus, der durch den einzigen Planetengetriebesatz gebildet ist, hat einen einfachen Aufbau.
Vorzugsweise ist der Planetengetriebesatz ein Einfachritzel-Planetengetriebesatz. In diesem Fall ist das erforderliche axiale Maß des Differenzialmechanismus reduziert, und der Differenzialmechanismus, der durch den Einfachritzel-Planetengetriebesatz gebildet ist, hat einen einfachen Aufbau.
Vorzugsweise hat der vorstehend beschriebene Leistungsübertragungspfad einen Getriebeabschnitt, und das Fahrzeugantriebssystem hat ein Gesamtdrehzahlverhältnis, das durch ein Drehzahlverhältnis von diesem Getriebeabschnitt und einem Drehzahlverhältnis von dem vorstehend beschriebenen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt definiert ist. In diesem Fall kann die Fahrzeugantriebskraft über einen breiten Bereich des Drehzahlverhältnisses erhalten werden, und zwar aufgrund einer Änderung des Drehzahlverhältnisses des Getriebeabschnitts des Leistungsübertragungspfads, so dass der Steuerungswirkungsgrad des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts weiter verbessert wird, der als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betrieben wird.
Vorzugsweise hat der vorstehend beschriebene Leistungsübertragungspfad einen Getriebeabschnitt, und das Fahrzeugantriebssystem hat ein Gesamtdrehzahlverhältnis, das durch ein Drehzahlverhältnis von diesem Getriebeabschnitt des Leistungsübertragungspfads und ein Übersetzungsverhältnis des Differenzialabschnitts definiert ist. In diesem Fall kann die Fahrzeugantriebskraft über einen breiten Bereich des Drehzahlverhältnisses erhalten werden, und zwar aufgrund einer Änderung des Drehzahlverhältnisses des Getriebeabschnitts des Leistungsübertragungspfads.
Vorzugsweise ist der Getriebeabschnitt des Leistungsübertragungspfads ein variables Automatikstufengetriebe. In diesem Fall ist ein kontinuierlich variables Getriebe durch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und den Getriebeabschnitt des Leistungsübertragungspfads gebildet, während ein variables Stufengetriebe durch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der in den nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und den Getriebeabschnitt des Leistungsübertragungspfads gebildet ist.
Vorzugsweise ist der Getriebeabschnitt des Leistungsübertragungspfads ein variables Automatikstufengetriebe. In diesem Fall ist ein kontinuierlich variables Getriebe durch den Differenzialabschnitt, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und den Getriebeabschnitt des Leistungsübertragungspfads gebildet, während ein variables Stufengetriebe durch den Differenzialabschnitt, der in den nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und den Getriebeabschnitt des Leistungsübertragungspfads gebildet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht zum Beschreiben einer Anordnung eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Tabelle, die Schaltvorgänge des Hybridfahrzeugantriebssystems gemäß der 1 angibt, und zwar ausgewählt in einem kontinuierlich variablen Schaltzustand oder einem variablen Stufenschaltzustand, im Bezug auf unterschiedliche Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch betätigten Reibkopplungsvorrichtungen, um die jeweiligen Schaltvorgänge zu bewirken.
3 zeigt einen Kutzbachplan, das relative Drehzahlen des Hybridfahrzeugantriebssystems gemäß der 1 angibt, die das in einem variablen Stufenschaltzustand betrieben wird, und zwar in unterschiedlichen Gangpositionen des Antriebssystems.
4 zeigt eine Ansicht von Eingabe- und Abgabesignalen einer elektronischen Steuervorrichtung des Antriebssystems gemäß der 1.
5 zeigt eine Funktionsblockdarstellung von Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung gemäß der 4.
6 zeigte eine Ansicht eines Beispiels eines gespeicherten Schaltgrenzlinienkennfelds, das zum Bestimmen eines Schaltvorgangs eines Automatikgetriebeabschnitts verwendet wird, eines Beispiels eines gespeicherten Umschaltgrenzlinienkennfelds, das zum Umschalten des Schaltzustands eines Getriebemechanismus verwendet wird, und eines Beispiels eines gespeicherten Umschaltgrenzlinienkennfelds einer Antriebsleistungsquelle, das Grenzlinien zwischen einem Kraftmaschinenantriebsbereich und einem Motorantriebsbereich zum Umschalten zwischen einem Kraftmaschinenantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus definiert, und zwar in demselben zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch Steuerparameter in der Gestalt einer Fahrtgeschwindigkeit und eines abgegebenen Moments des Fahrzeugs definiert ist, so dass diese Kennfelder miteinander in Bezug stehen.
7 zeigt eine Ansicht einer gespeicherten Beziehung, die Grenzlinien zwischen einem kontinuierlich variablen Schaltbereich und einem variablen Stufenschaltbereich definiert, wobei die Beziehung zum Abbilden von Grenzlinien verwendet wird, die den kontinuierlich variablen und variablen Stufenschaltbereich definieren, die durch gestrichelte Linien in der 6 angegeben sind.
8 zeigt eine Ansicht eines Beispiels einer Änderung der Kraftmaschinendrehzahl in Folge eines Hochschaltvorgangs des variablen Stufengetriebes.
9 zeigt eine Ansicht entsprechend einem Teil des Kutzbachplans gemäß der 3, die einen Differenzialabschnitt zeigt, wobei die Ansicht das Prinzip eines Steuerbetriebs einer Einrichtung zum Steuern einer Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zeigt, um eine Oszillation des Kraftmaschinenmoments zu begrenzen, das zu den Antriebsrädern zu übertragen ist.
10 zeigt eine Ansicht einer Momentenkomponente eines elektrischen Pfads der Kraftmaschinenmomentenoszillation aufgrund einer Zündung der Kraftmaschinenzylinder, die bei (a) eine Komponente A einer Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zeigt, die größer als eine obere Grenze des Moments des elektrischen Pfads ist, die durch eine Strichpunktlinie angegeben ist, und die in einer elektrischen Energiespeichervorrichtung zu speichern ist, und die bei (b) eine elektrische Energie zeigt, die von der elektrischen Energiespeichervorrichtung zum Ausgleichen der Komponente A der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zuzuführen ist, die nicht größer als die obere Grenze des Moments des elektrischen Pfads ist, die durch die Strichpunktlinie angegeben ist.
11 zeigt ein Flussdiagramm einer Steuerroutine, die durch die elektronische Steuervorrichtung gemäß der 5 ausgeführt wird, und insbesondere einen Steuerbetrieb der Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung während einer Fahrt des Fahrzeugs in einem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand, um das Moment des elektrischen Pfads zu steuern.
12 zeigt ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Steuerbetriebs, der in dem Flussdiagramm gemäß der 11 dargestellt ist, und zwar im Falle einer Bestimmung zum implementieren eines Fettimpulses während der Fahrt des Fahrzeugs in dem nicht-kontinuierlichen variablen Schaltzustand.
13 zeigt ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Steuerbetriebs, das in dem Flussdiagramm gemäß der 11 dargestellt ist, und zwar im Falle einer Bestimmung der Fahrt des Fahrzeugs in einem Oszillationsbegrenzungsbereich in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand.
14 zeigt eine schematische Ansicht zum Beschreiben einer Anordnung eines Hybridfahrzeugsantriebssystems, das gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist.
15 zeigt eine Tabelle entsprechend der Tabelle in der 2, und sie gibt Schaltvorgänge des Hybridfahrzeugantriebsystems gemäß der 14 ausgewählt in einem kontinuierlich variablen oder variablen Stufenschaltzustand an, und zwar im Bezug zu unterschiedlichen Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch betätigten Reibkopplungsvorrichtungen, um die jeweiligen Schaltvorgänge zu bewirken.
16 zeigt einen Kutzbachplan entsprechend dem Diagramm in der 3, und es gibt relative Drehzahlen der Drehelemente des Hybridfahrzeugantriebssystems gemäß der 14 in dem variablen Stufenschaltzustand in den unterschiedlichen Gangpositionen an.
17 zeigt eine Ansicht eines Beispiels einer manuell betätigbaren Schaltzustandsauswahlvorrichtung in der Gestalt eines Sägezahnschalters, der durch einen Benutzer zum Auswählen des Schaltzustands betätigt wird.
Bezugszeichenliste

8: Kraftmaschine
10, 70: Getriebemechanismus (Antriebssystem)
11: Differenzialabschnitt (kontinuierlich variabler Getriebeabschnitt)
16: Leistungsverteilungsmechanismus (Differenzialmechanismus)
18: Leistungsübertragungselement
20, 72: Automatikgetriebeabschnitt (Getriebeabschnitt)
38: Antriebsräder
40: Elektronische Steuervorrichtung (Steuervorrichtung)
50: Umschaltsteuereinrichtung
80: Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung
90: Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung
C0: Schaltkupplung (Differenzialzustandsumschaltvorrichtung)
B0: Schaltbremse (Differenzialzustandsumschaltvorrichtung)
M1: erster Elektromotor
M2: zweiter Elektromotor

BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER BESCHREIBUNG
Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
Unter Bezugnahme auf die schematische Ansicht in der 1 ist ein Getriebemechanismus 10 gezeigt, der einen Teil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug bildet, auf das ein Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung anwendbar ist. Gemäß der 1 weist der Getriebemechanismus 10 Folgendes auf: Ein Eingabedrehelement in der Gestalt einer Eingabewelle 14; einen Differenzialabschnitt 11, der mit der Eingabewelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen Pulsationsabsorptionsdämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung) verbunden ist, der nicht gezeigt ist; einen Getriebeabschnitt, der als ein variables Stufengetriebe in der Gestalt eines Automatikgetriebeabschnitts 20 dient, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differenzialabschnitt 11 und Antriebsrädern 38 des Fahrzeugs angeordnet ist, und der über ein Leistungsübertragungselement 18 (Leistungsübertragungswelle) mit dem Getriebeabschnitt 11 und den Antriebsrädern 38 in Reihe verbunden ist; und ein Abgabedrehelement in der Gestalt einer Abgabewelle 22, die mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden ist. Die Eingabewelle 14, der Differenzialabschnitt 11, der Automatikgetriebeabschnitt 20 und die Abgabewelle 22 sind an einer gemeinsamen Achse in einem Getriebegehäuse 12 (nachfolgend als ein Gehäuse 12 bezeichnet) coaxial angeordnet, das als ein stationäres Element dient, welches an einer Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist, und sie sind miteinander in Reihe verbunden. Dieser Getriebemechanismus 10 wird in geeigneter Weise für ein Quer-FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit Frontmaschine und Heckantrieb) verwendet, und er ist zwischen einer Antriebsleistungsquelle in der Gestalt einer Brennkraftmaschine 8 und dem Paar Antriebsräder 38 angeordnet, um eine Fahrzeugantriebskraft von der Kraftmaschine 8 zu dem Paar Antriebsräder 38 durch eine Differenzialgetriebevorrichtung 36 (letztes Drehzahluntersetzungszahnrad) und ein Paar Antriebsachsen zu übertragen, wie dies in der 5 gezeigt ist. Die Kraftmaschine 8 kann eine Benzinkraftmaschine oder eine Dieselkraftmaschine sein, und sie dient als eine Fahrzeugantriebsleistungsquelle, die mit der Eingabewelle 14 direkt oder über einen Pulsationsabsorptionsdämpfer indirekt verbunden ist.
Bei dem gegenwärtigen Getriebemechanismus 10 sind die Kraftmaschine 8 und der Differenzialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden, wie dies vorstehend beschrieben ist. Diese direkte Verbindung bedeutet, dass die Kraftmaschine 8 und der Getriebeabschnitt 11 ohne eine fluid-betätigte Leistungsübertragungsvorrichtung wie zum Beispiel ein Momentenwandler oder eine dazwischen angeordnete Fluidkopplung miteinander verbunden sind, aber sie können durch den Pulsationsabsorptionsdämpfer miteinander verbunden sein, wie dies vorstehend beschrieben ist. Es ist zu beachten, dass eine untere Hälfte des Getriebemechanismus 10, der hinsichtlich seiner Achse symmetrisch aufgebaut ist, in der 1 weggelassen ist. Dies trifft auch für die anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung zu, die nachfolgend beschrieben werden.
Der Differenzialabschnitt 11 ist des Weiteren mit Folgendem versehen: Einem ersten Elektromotor M1; einem Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als ein Differenzialmechanismus dient, der zum mechanischen Verteilen einer Abgabe von der Kraftmaschine 8 betreibbar ist, die durch die Eingabewelle 14 aufgenommen wird, und zwar zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Leistungsübertragungselement 18; und einen zweiten Elektromotor M2, der mit der Abgabewelle 22 gedreht wird. Der zweite Elektromotor M2 kann an irgendeinem Abschnitt des Leistungsübertragungspfads zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und den Antriebsrädern 38 angeordnet sein. Der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2, die bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind jeweils ein so genannter Motor/Generator mit einer Funktion eines Elektromotors und einer Funktion eines elektrischen Generators. Jedoch soll der erste Elektromotor M1 zumindest als ein elektrischer Generator dienen, der zum Erzeugen einer elektrischen Energie und einer Reaktionskraft betreibbar ist, während der zweite Elektromotor M2 zumindest als eine Antriebsleistungsquelle dienen soll, die zum Erzeugen einer Fahrzeugantriebskraft betreibbar ist.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 hat als Hauptkomponenten einen ersten Planetengetriebesatz 24 mit einer Einfachritzelbauart, die ein Übersetzungsverhältnis ρ1 von zum Beispiel ungefähr 0,418 aufweist, Kopplungsvorrichtungen in der Gestalt einer Schaltkupplung C0 und einer Schaltbremse B1. Der erste Planetengetriebesatz 24 hat Drehelemente, die aus Folgendem bestehen: Einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetenrad P1; einem ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 so stützt, dass das erste Planetenrad P1 um dessen Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehbar ist; und einem ersten Hohlrad R1, das das erste Sonnenrad S1 durch das erste Planetenrad P1 kämmt. Wenn die Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Hohlrads R1 durch ZS1 bzw. ZR1 dargestellt werden, wird das vorstehend angegebene Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1 dargestellt.
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Träger CA1 mit der Eingabewelle 14, dass heißt mit der Kraftmaschine 8 verbunden, und das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während das erste Hohlrad R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist. Die Schaltbremse P0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem Gehäuse 12 angeordnet, und die Schaltkupplung C0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Träger CA1 angeordnet. Wenn die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 jeweils gelöst sind, dass heißt wenn sie in einen gelösten Zustand gebracht wurden, ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen Differenzialzustand versetzt, bei dem drei Elemente des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestehend aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Hohlrad R1 relativ zueinander drehbar sind, um so eine Differenzialfunktion zu bewirken, so dass die Abgabe von der Kraftmaschine 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Leistungsübertragungselement 18 verteilt wird, wodurch ein Teil der Abgabe von der Kraftmaschine 8 zum Antreiben des ersten Elektromotors M1 verwendet wird, um eine elektrische Energie zu erzeugen, die gespeichert wird oder die zum Antreiben des zweiten Elektromotors M2 verwendet wird. Dementsprechend dient der Differenzialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16) als eine elektrisch gesteuerte Differenzialvorrichtung, und sie wird in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (elektrisch eingerichteter CVT-Zustand) versetzt, bei dem die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 ungeachtet der Drehzahl der Kraftmaschine 8 kontinuierlich variabel ist, sie wird nämlich in den Differenzialzustand versetzt, bei dem ein Drehzahlverhältnis Ɣ0 (Drehzahl der Eingabewelle 13/Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18) des Leistungsverteilungsmechanismus 16 kontinuierlich von einem minimalen Wert Ɣ0min zu einem maximalen Wert Ɣ0max geändert wird, dass heißt in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, in dem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich variables Getriebe dient, dessen Drehzahlverhältnis Ɣ0 von dem minimalen Wert Ɣ0min zu dem maximalen Wert Ɣ0max kontinuierlich variabel ist.
Wenn die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 im Eingriff ist, dass heißt wenn sie in einen Eingriffszustand gebracht wurden, während der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen Nicht-Differenzialzustand gebracht, in dem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 die Differenzialfunktion nicht bewirkt. Wenn die Schaltkupplung C0 im Eingriff ist, werden genauer gesagt das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger S1 miteinander verbunden, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen verbundenen oder gesperrten Zustand versetzt wird, in dem die drei Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestehend aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Hohlrad R1 als eine Einheit drehbar sind, sie werden nämlich in den Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem die Differenzialfunktion nicht verfügbar ist, so dass der Differenzialabschnitt 11 außerdem in einen Nicht-Differenzialzustand versetzt wird. In diesem Nicht-Differenzialzustand werden die Drehzahl der Kraftmaschine 8 und die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 aneinander angeglichen, so dass der Differenzialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16) in einem Schaltzustand mit fester Drehzahlverhältnis oder einem variablen Stufenschaltzustand versetzt wird, in dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe mit einem festen Drehzahlverhältnis Ɣ0 dient, das gleich 1 ist.
Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 im Eingriff ist, wird das erste Sonnenrad S1 an das Gehäuse 12 fixiert, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den verbundenen oder den gesperrten Zustand versetzt wird, in dem das erste Sonnenrad S2 nicht drehbar ist, er wird nämlich in den Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem die Differenzialfunktion nicht verfügbar ist, so dass der Differenzialabschnitt 11 ebenfalls in den Nicht-Differenzialzustand versetzt wird. Da die Drehzahl des ersten Hohlrads R1 größer als die Drehzahl des ersten Trägers CA1 ist, wird der Differenzialabschnitt 11 in den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis oder in den variablen Stufenschaltzustand versetzt, in dem der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als ein Drehzahl erhöhendes Getriebe mit einem festen Drehzahlverhältnis Ɣ0 dient, das kleiner als 1 ist, zum Beispiel ungefähr 0,7.
Somit dienen die Reibkopplungsvorrichtungen in der Gestalt der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 als eine Differenzialzustandsumschaltvorrichtung, die zum wahlweisen Umschalten des Differenzialabschnitts 11 (des Leistungsverteilungsmechanismus 16) zwischen dem Differenzialzustand oder dem nicht gesperrten Zustand (nicht verbundenen Zustand) und dem Nicht-Differenzialzustand oder dem gesperrten Zustand (verbundenem Zustand) betreibbar ist, dass heißt zwischen dem Differenzialzustand, in dem der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als eine elektrisch gesteuerte Differenzialvorrichtung betreibbar ist (zum Beispiel ein kontinuierlich variabler Schaltzustand, in dem der Differenzialabschnitt 11 als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist, dessen Drehzahlverhältnis kontinuierlich variabel ist), und einem nicht-kontinuierlich, variablen Schaltzustand, in dem der Differenzialabschnitt 11 nicht als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist (zum Beispiel der gesperrte Zustand, in dem der Differenzialabschnitt 11 nicht als ein kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist), nämlich der Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis, in dem der Differenzialabschnitt 11 nicht als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, das einen kontinuierlich variablen Schaltbetrieb durchführen kann, und in dem das Drehzahlverhältnis des Getriebeabschnitts 11 fixiert gehalten wird, nämlich der Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis (Nicht-Differenzialzustand), in dem der Getriebeabschnitt 11 als ein Getriebe mit einer einzigen Gangposition mit einem Drehzahlverhältnis oder einer Vielzahl Gangpositionen mit verschiedenen Drehzahlverhältnissen betreibbar ist. Der nicht verbundene Zustand, welcher vorstehend beschrieben ist, kann den teilweisen Eingriffszustand oder den Schlupfzustand der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 und außerdem den vollständig gelösten Zustand der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 beinhalten.
Der Automatikgetriebeabschnitt 20 hat einen zweiten Einfachritzel-Planetengetriebesatz 26, einen dritten Einfachritzel-Planetengetriebesatz 28 und einen vierten Einfachritzel-Planetengetriebesatz 30. Der zweite Planetengetriebesatz 26 weist Folgendes auf: 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 dessen Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehbar ist; und ein zweites Hohlrad R2, das das zweite Sonnenrad S2 durch das zweite Planetenrad kämmt. Zum Beispiel hat der zweite Planetengetriebesatz 26 ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr 0,562. Der dritte Planetengetriebesatz 28 weist Folgendes auf: 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 dessen Achse und um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehbar ist; und ein drittes Hohlrad R3, das das dritte Sonnenrad S3 durch das dritte Planetenrad P3 kämmt. Zum Beispiel hat der dritte Planetengetriebesatz 28 ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von ungefähr 0,425. Der vierte Planetengetriebesatz 30 weist Folgendes auf: 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 dessen Achse und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehbar ist; und ein viertes Hohlrad R4, dass das vierte Sonnenrad S4 durch das vierte Planetenrad P4 kämmt. Zum Beispiel hat der vierte Planetengetriebesatz 30 ein Übersetzungsverhältnis ρ4 von ungefähr 0,421. Wenn die Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrads S2, des zweiten Hohlrads R2, des dritten Sonnenrads S3, des dritten Hohlrads R3, des vierten Sonnenrads S4 und des vierten Hohlrads R4 durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 dargestellt werden, werden die vorstehend angegebenen Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 einstückig als eine Einheit aneinander befestigt, sie werden wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine zweite Kupplung C2 verbunden, und sie werden wahlweise an das Gehäuse 12 durch eine erste Bremse B1 fixiert. Der zweite Träger CA2 wird wahlweise an das Gehäuse 12 durch eine zweite Bremse B2 fixiert, und das vierte Hohlrad R4 wird wahlweise an das Gehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 fixiert. Das zweite Hohlrad R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA3 sind einstückig aneinander befestigt, und sie sind an der Abgabewelle 22 befestigt. Das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind einstückig aneinander befestigt, und sie werden wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine erste Kupplung C1 verbunden. Somit werden der Automatikgetriebeabschnitt 20 und das Leistungsübertragungselement 18 wahlweise durch die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 miteinander verbunden, die zum Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen ist. Anders gesagt dienen die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 als eine Kopplungsvorrichtung, die dazu betreibbar ist, dass ein Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20, dass heißt zwischen dem Differenzialabschnitt 11 (Leistungsübertragungselement 18) und den Antriebsrädern 38 wahlweise entweder in einen Leistungsübertragungszustand, in dem eine Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann, oder einen Leistungsunterbrechungszustand versetzt wird, in dem die Fahrzeugantriebskraft nicht durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann. Genauer gesagt wird der vorstehend beschriebene Leistungsübertragungspfad in den Leistungsübertragungszustand versetzt, wenn zumindest entweder die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 in den Eingriffszustand versetzt ist, und er wird in den Leistungszerbrechungszustand versetzt, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 in den gelösten Zustand versetzt sind.
Die vorstehend beschriebene Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 (die nachfolgend gemeinsam als Kupplungen C und Bremsen B bezeichnet werden, sofern nicht anderweitig angegeben wird) sind hydraulisch betätigte Reibkopplungsvorrichtungen, die bei einem herkömmlichen Fahrzeugautomatikgetriebe verwendet werden. Jede dieser Reibkopplungsvorrichtungen ist durch eine Mehrscheiben-Nasskupplung gebildet, die eine Vielzahl Reibungsplatten aufweist, welche gegeneinander durch einen hydraulischen Aktuator gedrückt werden, oder durch eine Bandbremse, die eine Drehtrommel und ein Band oder zwei Bänder aufweist, die an einer Außenumfangsfläche der Drehtrommel gewickelt ist/sind und an einem Ende durch einen hydraulischen Aktuator gedrückt werden. Jede der Kupplungen C0 bis C2 und der Bremsen B0 bis B3 gelangt wahlweise in Eingriff, um zwei Elemente zu verbinden, zwischen denen die Kupplung oder die Bremse jeweils angeordnet ist.
Der Getriebemechanismus 10, der gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird wahlweise in eine Gangposition einer ersten Gangposition (erste Drehzahl) bis zu einer fünften Gangposition (fünfte Drehzahl), einer Rückwärtsgangposition (Rückwärtsantriebsposition) und einer neutralen Position versetzt, in dem die Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 wahlweise in Eingriff gelangt, wie dies in der Tabelle in der 2 angegeben ist. Die erste Gangposition bis zu der fünften Gangposition haben Drehzahlverhältnisse Ɣ(-Eingabewellendrehzahl N_IN/Abgabewellendrehzahl N_OUT), die sich als geometrische Reihe ändern. Es ist insbesondere zu beachten, dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, von denen eine in Eingriff gelangt, um den Differenzialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen, in dem der Differenzialabschnitt 11 als ein kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist, oder in den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis, in dem der Differenzialabschnitt als ein variables Stufengetriebe mit einem fixierten Drehzahlverhältnis oder fixierten Drehzahlverhältnissen betreibbar ist. Bei dem gegenwärtigen Getriebemechanismus 10 wirkt daher der Differenzialabschnitt 11, der in den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis durch die Eingriffswirkung entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 versetzt wird, mit dem Automatikgetriebeabschnitt 12 zusammen, um eine variable Stufengetriebevorrichtung zu bilden, während der Differenzialabschnitt 11, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wobei die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 jeweils in dem gelösten Zustand gehalten werden, mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 zusammenwirkt, um eine elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebevorrichtung zu bilden. Anders gesagt wird der Getriebemechanismus 10 in seinen variablen Stufenschaltzustand versetzt, in dem entweder die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in Eingriff gelangt, und in seinen kontinuierlich variablen Schaltzustand, in dem sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 gelost wird. In ähnlicher Weise wird der Differenzialabschnitt 11 wahlweise entweder in seinen variablen Stufenschaltzustand oder seinen kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt.
Wenn der Getriebemechanismus 10 als das variable Stufengetriebe dient, wird zum Beispiel die erste Gangposition mit dem höchsten Drehzahlverhältnis Ɣ1 von zum Beispiel ungefähr 3,357 durch Eingriffsvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 eingerichtet, und die zweite Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis Ɣ2 von zum Beispiel ungefähr 2,180, das kleiner ist als das Drehzahlverhältnis Ɣ1, wird durch Eingriffsvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, wie dies in der 2 angegeben ist. Des Weiteren wird die dritte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis Ɣ3 von zum Beispiel ungefähr 1,424, das kleiner ist als das Drehzahlverhältnis Ɣ2, durch Eingriffsvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, und die vierte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis Ɣ4 von zum Beispiel ungefähr 1,000, das kleiner ist als das Drehzahlverhältnis Ɣ3, wird durch Eingriffsvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet. Die fünfte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis Ɣ5 von zum Beispiel ungefähr 0,705, das kleiner ist als das Drehzahlverhältnis Ɣ4, wird durch Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet. Des Weiteren wird die Rückwärtsgangposition mit dem Drehzahlverhältnis ƔR von zum Beispiel ungefähr 3,209, das zwischen den Drehzahlverhältnissen Ɣ1 und Ɣ2 liegt, durch Eingriffsvorgänge der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 eingerichtet. Die neutrale Position N wird dadurch eingerichtet, dass nur die Schaltkupplung C0 im Eingriff ist.
Wenn der Getriebemechanismus 10 als das kontinuierlich variable Getriebe dient, werden andererseits sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 gelöst, wie dies in der 2 angegeben ist, so dass der Differenzialabschnitt 11 als das kontinuierlich variable Getriebe dient, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differenzialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, als das variable Stufengetriebe dient, wodurch die Drehzahl der Drehbewegung kontinuierlich geändert wird, die zu dem Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen wird, der in einer ausgewählten Position der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Gangposition versetzt wird, nämlich die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 wird kontinuierlich geändert, so dass das Drehzahlverhältnis des Antriebssystems, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 in der ausgewählten Gangposition versetzt ist, über einen vorbestimmten Bereich kontinuierlich variabel ist. Dementsprechend ist das gesamte Drehzahlverhältnis (Gesamtdrehzahlverhältnis) ƔT des Getriebemechanismus 10 kontinuierlich variabel.
Der Kutzbachplan in der 3 gibt durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in den jeweiligen Gangpositionen des Getriebemechanismus 10 an, der durch den Differenzialabschnitt 11, der als der kontinuierlich variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt dient, und den Automatikgetriebeabschnitt 20 gebildet ist, der als der variable Stufenschaltabschnitt oder der zweite Schaltabschnitt dient. Der Kutzbachplan in der 3 zeigt ein rechteckiges, zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetengetriebesätze 24, 26, 28, 30 entlang der horizontalen Achse angenommen werden, während die relativen Drehzahlen der Drehelemente entlang der vertikalen Achse angenommen werden. Eine untere Linie der drei horizontalen Linien, nämlich die horizontale Linie X1 gibt die Drehzahl 0 an, während eine obere Linie der drei horizontalen Linien, nämlich die horizontale Linie X2 die Drehzahl 1,0 angibt, dass heißt eine Arbeitsdrehzahl N der Kraftmaschine 8, die mit der Eingabewelle 14 verbunden ist. Die horizontale Linie XG gibt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
Drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3 entsprechend dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 des Differenzialabschnitts 11 Stellen die relativen Drehzahlen eines zweiten Drehelements (zweites Element) RE2 in der Gestalt des ersten Sonnenrads S1, eines ersten Drehelements (erstes Element) RE1 in der Gestalt des ersten Trägers CA1 bzw. eines dritten Drehelements (drittes Element) RE3 in der Gestalt des ersten Hohlrads R1 dar. Die Abstände zwischen den angrenzenden Linien der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden durch das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestimmt. Der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 entspricht nämlich „1”, während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ1 entspricht. Des Weiteren stellen 5 vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 entsprechend dem Getriebeabschnitt 20 die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (viertes Element) RE4 in der Gestalt des zweiten und des dritten Sonnenrads S2, S3, die einstückig aneinander befestigt sind, eines fünften Drehelements (fünftes Element) RE5 in der Gestalt des zweiten Trägers CA2, eines sechsten Drehelements (sechstes Element) RE6 in der Gestalt des vierten Hohlrads R4, eines siebten Drehelements (siebtes Element) RE7 in der Gestalt des zweiten Hohlrads R2 und eines dritten und eines vierten Trägers CA3, CA4, die einstückig aneinander befestigt sind, bzw. eines achten Drehelements (achtes Element) RE8 in der Gestalt des dritten Hohlrads R3 und des vierten Sonnenrads S4 dar, die einstückig aneinander befestigt sind. Die Abstände zwischen den angrenzenden Linien der vertikalen Linien sind werden die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 des zweiten, des dritten und des vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 bestimmt. In der Beziehung zwischen den vertikalen Linien des Kutzbachplans entsprechen die Abstände zwischen dem Sonnenrad und dem Träger des jeweiligen Planetengetriebesatzes „1”, während die Abstände zwischen dem Träger und dem Hohlrad des jeweiligen Planetengetriebesatzes dem Übersetzungsverhältnis ρ entsprechen. Bei dem Differenzialabschnitt 11 entspricht der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 „1”, während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht. Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 entspricht der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger des jeweiligen zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 „1”, während der Abstand zwischen dem Träger und dem Hohlrad des jeweiligen Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
Unter Bezugnahme auf den Kutzbachplan in der 3 ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 (Differenzialabschnitt 11) des Getriebemechanismus 10 so eingerichtet, dass das erste Drehelement RE1 (erster Träger CA1) des ersten Planetengetriebesatzes 24 einstückig an der Eingabewelle 14 (Kraftmaschine 8) befestigt ist und wahlweise mit dem zweiten Drehelement RE2 (erstes Sonnenrad S1) durch die Schaltkupplung C0 verbunden wird, und dieses zweite Drehelement RE2 wird an den ersten Elektromotor M1 und wahlweise an das Gehäuse 12 durch die Schaltbremse B0 fixiert, während das dritte Drehelement RE3 (erstes Hohlrad R1) an das Leistungsübertragungselement 18 und den zweiten Elektromotor M2 befestigt ist, so dass eine Drehbewegung der Eingabewelle 14 zu dem Automatikgetriebeabschnitt 20 durch das Leistungsübertragungselement 18 übertragen (eingegeben) wird. Eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Hohlrads R1 wird durch eine geneigte gerade Linie L0 dargestellt, die einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 passiert.
Wenn der Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand (Differenzialzustand) durch die Lösevorgänge der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 gebracht wird, wird zum Beispiel die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y1 dargestellt wird, dadurch erhöht oder abgesenkt, dass die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird, so dass die Drehzahl des ersten Trägers CA1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y2 dargestellt wird, erhöht oder abgesenkt wird, während die Drehzahl des ersten Sonnenrads R1, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird und die durch einen Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 dargestellt wird, im Wesentlichen konstant gehalten wird. Wenn die Schaltkupplung C0 im Eingriff ist, sind das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 miteinander verbunden, und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist in dem Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem die vorstehend genannten drei Drehelemente RE1, RE2, RE3 als eine Einheit gedreht werden, so dass die gerade Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet ist, so dass das Leistungsübertragungselement 18 mit einer Drehzahl gedreht wird, die gleich der Kraftmaschinendrehzahl N_E ist. Wenn die Schaltbremse B0 im Eingriff ist, wird andererseits die Drehbewegung des ersten Sonnenrads S1 gestoppt, und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird in den Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als der Drehzahlerhöhungsmechanismus dient, so dass die gerade Linie L0 in dem Zustand geneigt wird, der in der 3 angegeben ist, wodurch die Drehzahl des ersten Hohlrads R1, die durch einen Schnittpunkt zwischen den geraden Linien L0 und Y3 dargestellt wird, dass heißt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 größer als die Kraftmaschinendrehzahl N_E wird und zu dem Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen wird.
Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden, und es wird wahlweise an das Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 fixiert, und das fünfte Drehelement RE5 wird wahlweise an das Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 fixiert, während das dritte Drehelement RE6 wahlweise an das Gehäuse 12 durch die dritte Bremse B3 fixiert wird. Das siebte Drehelement RE7 wird an der Abgabewelle 22 fixiert, während das achte Drehelement RE8 wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden wird.
Wenn die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 im Eingriff sind, ist der Automatikgetriebeabschnitt 20 in der ersten Gangposition platziert. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der ersten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist, und der geneigten geraden Linie L1 dargestellt, die einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelements RE8 angibt, und der horizontalen Linie X2 passiert, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelement RE6 angibt, und der horizontalen Linie X1, wie dies in der 3 angegeben ist. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der zweiten Gangposition, die durch die Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird, durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten geraden Linie L2, die durch jene Eingriffsvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der dritten Gangposition, die durch die Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet ist, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L3, die durch jene Eingriffsvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der vierten Gangposition, die durch die Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch jene Eingriffsvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist. In der ersten bis vierten Gangposition, bei denen die Schaltkupplung C0 in dem Eingriffszustand platziert ist, wird das achte Drehelement RE8 mit der gleichen Drehzahl wie die Kraftmaschinendrehzahl N_E gedreht, wobei die Antriebkraft von dem Differenzialabschnitt 11, dass heilt von dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 aufgenommen wird. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 im Eingriff ist, wird das achte Drehelement RE8 mit einer Drehzahl gedreht, die größer ist als die Kraftmaschinendrehzahl N_E, wobei die Antriebskraft von dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 aufgenommen wird. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der fünften Gangposition; die durch die Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5, die durch jene Eingriffsvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist.
Die Kraftmaschine 8 ist so konfiguriert, dass ein Arbeits-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (nachfolgend als ein „Luft/Kraftstoff-Verhältnis” bezeichnet) A/F(= Einlassluftmenge/Kraftstoffzuführungsmenge) steuerbar ist. In einem Niedriglastfahrtzustand des Fahrzeugs wird die Kraftmaschine 8 zum Beispiel in einem mageren Verbrennungszustand betrieben, bei dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F größer ist als der stöchiometrische Wert, dass heißt bei dem ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in einem Kraftstoffmageren Zustand ist, so dass die Menge des verbrauchten Kraftstoffs reduziert wird. Während eines Startens oder einer schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs oder in einem Mittellast- oder Hochlastfahrtzustand des Fahrzeugs wird die Kraftmaschine 8 in einem fetten Verbrennungszustand betrieben, bei dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe oder kleiner als dem stöchiometrischen Wert ist, dass heißt bei dem das Luft/Kraftstoff-Gemisch in einem kraftstofffetten Zustand ist, so dass die Kraftmaschine 8 eine gewünschte hohe Abgabe vorsieht.
Wenn die Kraftmaschine 8 in dem mageren Verbrennungszustand zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs betrieben wird, wird die Konzentration des in dem Abgas enthaltenen Sauerstoffs relativ hoch, und die Absorption von Stickoxiden NOx durch ein NOx-Absorptionsmittel 92 wird gefördert, das in einem Gehäuse 91 untergebracht ist, das in einem Abgaskanal angeordnet ist. Jedoch ist die Kapazität des NOx-Absorptionsmittels 92 zum Absorbieren von NOx begrenzt, so dass die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels 92 gesättigt wird, falls die Kraftmaschine 8 in dem mageren Verbrennungszustand weiterhin betrieben wird. Schließlich ist das NOx-Absorptionsmittel 92 nicht in der Lage, NOx zu absorbieren. Angesichts dieses Problems wird ein so genannter – Fettimpuls” implementiert, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F während des Betriebs der Kraftmaschine 8 in dem mageren Verbrennungszustand vorübergehend zu erhöhen, so dass das in dem NOx-Absorptionsmittel 92 absorbierte NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 92 gelöst wird. Zum Beispiel ist das NOx-Absorptionsmittel 92 aus einem Träger ausgebildet, der Folgendes trägt; zumindest ein Element, das aus Alkalimetallen wie zum Beispiel Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Cäsium Cs, Alkalierdelementen wie zum Beispiel Barium Ba und Kalzium Ca, und selten Erdenelemente wie zum Beispiel Lanthan La und Yttrium Y; und Edelmetallen wie zum Beispiel Platin Pt ausgewählt ist.
Die 4 zeigt Signale, die durch eine elektronische Steuervorrichtung 40 aufgenommen werden, die zum Steuern des Getriebemechanismus 10 vorgesehen ist, und Signale, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 erzeugt werden. Diese elektronische Steuervorrichtung 40 hat einen so genannten Mikrocomputer, in dem eine CPU, ein ROM, ein RAM sowie eine Eingabe/Abgabeschnittstelle eingebaut sind, und sie ist dazu eingerichtet, die Signale gemäß Programmen zu verarbeiten, die in dem ROM gespeichert sind, während die vorübergehende Datenspeicherunktion des ROM genutzt wird, um Hybridantriebssteuerungen der Kraftmaschine 8 und der Elektromotoren M1 und M2 sowie Antriebssteuerungen wie zum Beispiel Schaltsteuerungen des Getriebeabschnitts 20 zu implementieren.
Die elektronische Steuervorrichtung 40 ist dazu eingerichtet, von verschiedenen Sensoren und Schaltern, die in der 4 gezeigt sind, vielfältige Signale aufzunehmen, wie zum Beispiel: Ein Signal, das eine Temperatur TEMP_W eines Kühlwassers der Kraftmaschine 8 angibt; ein Signal, das eine ausgewählte Betriebsposition P_SH eines Schalthebels angibt; ein Signal, das die Betriebsdrehzahl N_E der Kraftmaschine 8 angibt; ein Signal, das einen Wert angibt, welcher eine ausgewählte Gruppe von Vorwärtsantriebspositionen des Getriebemechanismus 10 angibt; ein Signal, das einen M-Modus (Motorantriebsmodus) angibt; ein Signal, das einem Betriebszustand einer Klimaanlage angibt; ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend der Drehzahl N_OUT der Abgabewelle 22 angibt; ein Signal, das eine Temperatur eines Arbeitsöls des Automatikgetriebeabschnitts 20 angibt; ein Signal, das einem Betriebszustand einer Seitenbremse angibt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Fußbremse angibt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators angibt; ein Signal, das einen Betätigungsbetrag (einen Betätigungswinkel) A_CC eines manuell betätigbaren Fahrzeugbeschleunigungselementes in der Gestalt eines Beschleunigungspedals 45 angibt; ein Signal, das einen Nockenwinkel angibt; ein Signal, das eine Auswahl eines Schneeantriebsmodus angibt; ein Signal, das einen Längsbeschleunigungswert G des Fahrzeugs angibt; ein Signal, das die Auswahl eines Tempomatantriebsmodus angibt; ein Signal, das ein Gewicht des Fahrzeugs angibt; Signale, die Drehzahlen der Antriebsräder des Fahrzeugs angeben; ein Signal, das einen Betriebszustand eines variablen Stufenschaltschalter angibt, der dazu vorgesehen ist, den Differenzialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den variablen Stufenschaltzustand (gesperrter Zustand) zu versetzen, in dem der Getriebemechanismus 10 als ein variables Stufengetriebe dient; ein Signal, das einen kontinuierlich variablen Schaltschalter angibt, der dazu vorgesehen ist, den Differenzialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand (Differenzialzustand) zu versetzen, in dem der Getriebemechanismus 10 als das kontinuierlich variable Getriebe dient; ein Signal, das eine Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 angibt (nachfolgend als eine ”erste Elektromotordrehzahl N_M1” bezeichnet); ein Signal, das eine Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 angibt (nachfolgend als eine „zweite Elektromotordrehzahl N_M2” bezeichnet); ein Signal, das das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F der Kraftmaschine 8 angibt; und ein Signal, das die elektrische Stromstärke (Ladungsmenge) SOC einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 angibt (in der 5 gezeigt).
Die elektronische Steuervorrichtung 40 ist des Weiteren dazu eingerichtet, dass sie verschiedene Signale erzeugt, wie zum Beispiel: Steuersignale, die in eine Kraftmaschinenabgabesteuervorrichtung 43 (in der 5 gezeigt) eingespeist werden sollen, um die Abgabe der Kraftmaschine 8 zu steuern, wie zum Beispiel ein Antriebssignal zum Antreiben eines Drosselaktuators 97 zum Steuern eines Öffnungswinkels θ_TH eines elektronischen Drosselventils 96, das in einem Saugrohr 95 der Kraftmaschine 8 angeordnet ist, ein Signal zum Steuern einer eingespritzten Menge eines Kraftstoffs durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 in einen jeweiligen Zylinder der Kraftmaschine 8, ein Signal, das in eine Zündvorrichtung 99 zum Steuern der Zündzeitgebung der Kraftmaschine 8 einzuspeisen ist, und ein Signal zum Einstellen eines Ladedrucks der Kraftmaschine 8; ein Signal zum Betreiben der elektrischen Klimaanlage; Signale zum Betreiben der Elektromotoren M1 und M2; ein Signal zum Betreiben eines Schaltbereichsindikators zum Angeben der ausgewählten Betriebs- oder Schaltposition des Schalthebels 46; ein Signal zum Betreiben eines Übersetzungsverhältnisindikators zum Angeben des Übersetzungsverhältnisses; ein Signal zum Betreiben eines Schneemodusindikators zum Angeben der Auswahl des Schneeantriebsmodus; ein Signal zum Betreiben eines ABS-Aktuators für eine Antiblockiersteuerung der Räder; ein Signal zum Betreiben eines M-Modusindikators zum Angeben der Auswahl des M-Modus; Signale zum Betreiben von solenoidbetätigten Ventilen, die in einer hydraulischen Steuereinheit 42 (in der 5 gezeigt) eingebaut sind, die zum Steuern der hydraulischen Aktuatoren der hydraulisch betätigten Reibkopplungsvorrichtungen des Differenzialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen sind; ein Signal zum Betreiben einer elektrischen Ölpumpe, die als eine hydraulische Druckquelle für die Hydrauliksteuereinheit 42 verwendet wird; ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizvorrichtung; und ein Signal, das in einen Tempomatsteuercomputer einzuspeisen ist.
Die 5 zeigt eine Funktionsblockdarstellung zum Beschreiben von Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung 40. Eine variable Stufenschaltsteuereinrichtung 54, die in der 5 gezeigt ist, ist dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob ein Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfinden soll oder nicht, dass heißt zum Bestimmen der Gangposition, zu der der Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet werden soll oder nicht. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage eines Zustands des Fahrzeugs in der Gestalt der Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines Abgabemoments T_OUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 und gemäß eines Kennfelds einer Schaltgrenzlinie (Schaltsteuerkennfeld) durchgeführt, das in einer Speichereinrichtung 56 gespeichert ist, und das eine Beziehung ist, die durch durchgezogene Linien und durch Strichpunktlinien in der 5 angegeben ist. Die variable Stufenschaltsteuereinrichtung 54 erzeugt Befehle (Schaltsteuerbefehle), die in die Hydrauliksteuereinheit 42 einzuspeisen sind, um jeweils 2 hydraulisch betätigte Reibkopplungsvorrichtungen wahlweise in Eingriff zu bringen und zu lösen, um die bestimmte Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 gemäß der Tabelle in der 2 einzurichten.
Eine Hybridsteuereinrichtung 52 ist dazu eingerichtet, die Kraftmaschine 8 so zu steuern, dass sie in einem Betriebsbereich mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben wird, und den ersten und den zweiten Elektromotor M1, M2 so zu steuern, dass ein Anteil von Antriebskräften, die durch die Kraftmaschine 8 und den zweiten Elektromotor M2 erzeugt werden, und einer Reaktionskraft optimiert wird, die durch den ersten Elektromotor M1 während dessen Betrieb als der elektrische Generator erzeugt wird, um dadurch das Drehzahlverhältnis Ɣ0 des Differenzialabschnitts 11 zu steuern, der als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betrieben wird, während der Getriebemechanismus 10 in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, dass heißt während der Differenzialabschnitt 11 in den Differenzialzustand versetzt ist. Zum Beispiel berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 eine Sollfahrzeugabgabe (geforderte Fahrzeugabgabe) bei der gegenwärtigen Fahrtgeschwindigkeit V des Fahrzeugs auf der Grundlage des Betätigungsbetrags A_CC des Beschleunigungspedals, der als eine vom Benutzer geforderte Fahrzeugabgabe verwendet wird, und der Fahrzeugfahrtgeschwindigkeit V, und sie berechnet eine gesamte Sollfahrzeugabgabe auf der Grundlage der berechneten Sollfahrzeugabgabe und einer erforderlichen Menge einer durch den ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie. Die Hybridsteuereinrichtung 52 berechnet eine Sollabgabe von der Kraftmaschine 8, um die berechnete gesamte Sollfahrzeugabgabe zu erhalten, während ein Leistungsübertragungsverlust, eine Last, die auf verschiedenen Vorrichtungen des Fahrzeugs wirkt, ein durch den zweiten Elektromotor M2 erzeugtes Unterstützungsmoment, etc. berücksichtigt werden. Die Hybridsteuereinrichtung 52 steuert die Drehzahl N_E und das Moment T_E der Kraftmaschine 8, um so die berechnete Sollkraftmaschinenabgabe zu erhalten, und die Menge der durch den ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist dazu eingerichtet, die Hybridsteuerung zu implementieren, während die gegenwärtig ausgewählte Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 berücksichtigt wird, um so das Fahrverhalten des Fahrzeugs und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine 8 zu verbessern. Bei der Hybridsteuerung wird der Differenzialabschnitt 11 so gesteuert, dass er als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe dient, und zwar für eine optimale Koordination der Kraftmaschinendrehzahl N_E für einen effizienten Betrieb der Kraftmaschine 8 und der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die ausgewählte Gangposition des Getriebeabschnitts 20 bestimmt wird. Die Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt nämlich einen Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses ƔT des Getriebemechanismus 10 derart, dass die Kraftmaschine 8 gemäß einer vorbestimmten Beziehung betrieben wird, die in einer Speichereinrichtung zum Beispiel gemäß einer gespeicherten Kurve mit der höchsten Kraftstoffwirtschaftlichkeit (Kennfeld der Kraftstoffwirtschaftlichkeit) gespeichert ist. Der Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses ƔT des Getriebemechanismus 10 ermöglicht es, dass das Kraftmaschinenmoment T_E und die Drehzahl N_E so gesteuert werden, dass die Kraftmaschine 8 für eine Abgabe sorgt, die zum Erhalten der Sollfahrzeugabgabe erforderlich ist (gesamte Sollfahrzeugabgabe oder geforderte Fahrzeugantriebskraft). Die vorbestimmte Beziehung wird anhand von Experimenten erhalten, so dass sowohl der gewünschte Betriebswirkungsgrad als auch die höchste Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine 8 erfüllt werden, und sie wird in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert, das durch eine Achse der Kraftmaschinendrehzahl N_E und einer Achse des Kraftmaschinenmoments T_E definiert ist. Die Hybridsteuereinrichtung 52 steuert das Drehzahlverhältnis Ɣ0 des Differenzialabschnitts 11 derart, dass der Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses ƔT erhalten wird, so dass das Gesamtdrehzahlverhältnis ƔT innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zum Beispiel zwischen 13 und 0,5 gesteuert werden kann.
Bei der Hybridsteuerung steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 einen Inverter 58 derart, dass die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Energie zu einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 und den zweiten Elektromotor M2 durch den Inverter 58 zugeführt wird. Ein Hauptanteil der durch die Kraftmaschine 8 erzeugten Antriebkraft wird nämlich mechanisch zu dem Leistungsübertragungselement 18 übertragen, während der verbleibende Anteil der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor M1 verbraucht wird, um diesen Anteil zu elektrischer Energie umzuwandeln, die durch den Inverter 58 zu dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird, so dass der zweite Elektromotor M2 mit der zugeführten elektrischen Energie betrieben wird, um eine mechanische Energie zu erzeugen, die zu der Abgabewelle 22 zu übertragen ist. Somit ist das Antriebssystem mit einem elektrischen Pfad versehen, durch den eine elektrische Energie, die durch Umwandlung eines Teils einer Antriebskraft von der Kraftmaschine 8 erzeugt wird, zu einer mechanischen Energie umgewandelt wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 hat eine Kraftmaschinenabgabesteuereinrichtung, die zum Steuern der Kraftmaschine 8 dient, um so eine geforderte Abgabe vorzusehen, und zwar durch Steuern des Drosselaktuators 97, um das elektronische Drosselventil 96 zu öffnen und zu schließen, und durch Steuern einer Menge und Zeit der Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 in die Kraftmaschine 8, und/oder der Zündzeitgebung des Zünders durch die Zündvorrichtung 99, und zwar alleine oder in Kombination. Zum Beispiel ist die Hybridsteuereinrichtung 52 hauptsächlich dazu eingerichtet, den Drosselaktuator 97 auf der Grundlage des Betätigungsbetrags A_CC des Beschleunigungspedals und gemäß einer vorbestimmten, gespeicherten Beziehung (nicht gezeigt) zwischen dem Betätigungsbetrag A_CC und dem Öffnungswinkel θ_TH des elektronischen Drosselventils 96 so zu steuern, dass der Öffnungswinkel θ_TH bei einer Erhöhung des Betätigungsbetrags A_CC erhöht wird. Die Kraftmaschinenabgabesteuervorrichtung 43 steuert den Drosselaktuator 97 zum Öffnen und zum Schließen des elektronischen Drosselventils 96, sie steuert die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung, und sie steuert die Zündvorrichtung 99 zum Steuern der Zündzeitgebung des Zünders, um dadurch das Moment der Kraftmaschine 8 gemäß den Befehlen zu steuern, die von der Hybridsteuereinrichtung 52 aufgenommen werden.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 hat des Weiteren eine Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F zum Betreiben der Kraftmaschine 8 in einem ausgewählten Zustand von dem mageren Verbrennungszustand und dem fetten Verbrennungszustand, um die Abgabe von der Kraftmaschine 8 zu steuern.
Zum Beispiel bestimmt die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90, ob das Fahrzeug in einem Niedriglastfahrtzustand ist, der anhand von Experimenten vorbestimmt ist, wie zum Beispiel in einem Fahrtzustand mit konstanter Geschwindigkeit, in dem die Kraftmaschine in dem mageren Verbrennungszustand betrieben werden soll. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage des Fahrtzustands des Fahrzeugs durchgeführt, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V, den Beschleunigungspedalbetätigungsbetrag A_CC, das Gesamtdrehzahlverhältnis ƔT des Getriebemechanismus 10, ob der Aufwärmbetrieb der Kraftmaschine abgeschlossen ist oder nicht, etc. dargestellt wird. Falls die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung bestimmt, dass das Fahrzeug in dem vorbestimmten Niedriglastfahrtzustand ist, steuert die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 die Kraftstoffzuführungsmenge für einen vorgegebenen Wert des Drosselventilöffnungswinkels θ_TH, so dass die Kraftstoffzuführungsmenge kleiner ist als bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F, so dass die Kraftmaschine in dem mageren Verbrennungszustand betrieben wird.
In ähnlicher Weise wird die Bestimmung durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 auf der Grundlage des Fahrtzustands des Fahrzeugs durchgeführt, dass heißt ob das Fahrzeug in einem Mittel- oder Hochlastfahrtzustand ist, der anhand von Experimenten vorbestimmt wird, wie zum Beispiel in einem Startzustand oder in einem Zustand mit schneller Beschleunigung bei einem schnellen Niederdrücken des Beschleunigungspedals, in dem die Kraftmaschine in dem fetten Verbrennungszustand betrieben werden soll. Falls die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 bestimmt, dass das Fahrzeug in dem vorbestimmten Mittel- oder Hochlastfahrtzustand ist, steuert die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 die Kraftstoffzuführungsmenge für den vorgegebenen Wert des Drosselventilöffnungswinkels θ_TH derart, dass die Kraftstoffzuführungsmenge nahe an oder größer als bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F ist, so dass die Kraftmaschine in dem fetten Verbrennungszustand betrieben wird.
Die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 steuert das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F der Kraftmaschine 8 mit einer Regelung auf der Grundlage eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F des Abgases, das durch einen A/F-Verhältnissensor 93 erfasst wird, der in einem Abgasrohr 94 angeordnet ist.
Wenn die in dem NOx-Absorptionsmittel 92 absorbierte NOx-Menge auf eine vorbestimmte obere Grenze vermehrt wurde, wie zum Beispiel ungefähr 50% der Absorptionskapazität des NOx-Absorptionsmittels 92, dann implementiert die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 den Fettimpuls, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 92 zu lösen. Im Einzelnen kann die in dem NOx-Absorptionsmittel 92 absorbierte NOx-Menge aus einem kumulierten Wert eines Produkts der Einlassluftmenge und der Kraftmaschinenlast in dem mageren Verbrennungszustand geschätzt werden. Jedoch kann die in dem NOx-Absorptionsmittel 92 absorbierte NOx-Menge in einer vereinfachten Art und Weise aus einem kumulierten Wert ΣN_E der Kraftmaschinendrehzahl geschätzt werden. Wenn die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 bestimmt, dass der kumulierte Wert ΣN_E der Kraftmaschinendrehzahl in dem mageren Verbrennungszustand eine vorbestimmte obere Grenze ΣN_E, überschritten hat, dann bestimmt die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90, dass der Fettimpuls implementiert werden soll, und sie implementiert den Fettimpuls, um das NOx aus dem NOx-Absorptionsmittel 92 zu lösen. Zum Beispiel ist die vorbestimmte obere Grenze ΣN_E, ein Wert des kumulierten Werts ΣN_E der Kraftmaschinendrehzahl, bei der die in dem NOx-Absorptionsmittel 92 absorbierte NOx-Menge auf ungefähr 50% der Absorptionskapazität des NOx-Absorptionsmittels 92 vermehrt wird. Dieser Wert des kumulierten Werts ΣN_E wird anhand von Experimenten erhalten.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 kann einen Motorantriebsmodus zum Antreiben des Fahrzeugs durch den Elektromotor durch Nutzung der elektrischen CVT-Funktion des Differenzialabschnitts 11 ungeachtet dessen einrichten, ob die Kraftmaschine 8 in einem Nicht-Betriebszustand oder in dem Leerlaufzustand ist. Eine durchgezogene Linie A in der 6 stellt ein Beispiel einer Grenzlinie dar, die einen Kraftmaschinenantriebsbereich und einen Motorantriebsbereich definiert, um die Fahrzeugantriebsleistungsquelle zum Starten und Antreiben des Fahrzeugs (nachfolgend als eine „Antriebsleistungsquelle” bezeichnet) zwischen der Kraftmaschine 8 und dem Elektromotor (zum Beispiel dem zweiten Elektromotor M2) umzuschalten. Anders gesagt ist der Fahrzeugantriebsmodus zwischen einem so genannten „Kraftmaschinenantriebsmodus” entsprechend dem Kraftmaschinenantriebsbereich, in dem das Fahrzeug durch die Kraftmaschine 8 gestartet und angetrieben wird, die als die Antriebsleistungsquelle verwendet wird, und dem so genannten „Motorantriebsmodus” entsprechend dem Motorantriebsbereich umschaltbar, in dem das Fahrzeug durch den zweiten Elektromotor M2 angetrieben wird, der als die Antriebsleistungsquelle verwendet wird. Eine vorbestimmte, gespeicherte Beziehung, die die Grenzlinie (durchgezogene Linie A) in der 6 zum Umschalten zwischen dem Kraftmaschinenantriebsmodus und dem Motorantriebsmodus darstellt, ist ein Beispiel eines Kennfelds zum Umschalten der Antriebsleistungsquelle (Antriebsleistungsquellenkennfeld) in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch Steuerparameter in der Gestalt der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einen sich auf die Antriebskraft beziehenden Wert in der Gestalt des Abgabemoments T_OUT definiert ist. Dieses Kennfeld zum Umschalten der Antriebsleistungsquelle ist in der Speichereinrichtung 56 zusammen mit dem Schaltgrenzlinienkennfeld (Schaltkennfeld) gespeichert, die durch durchgezogene Linien und durch Strickpunktlinien in der 6 angegeben sind.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt, ob der Fahrzeugzustand in dem Motorantriebsbereich oder dem Kraftmaschinenantriebsbereich ist, und sie richtet den Motorantriebsmodus oder den Kraftmaschinenantriebsmodus ein. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage des Fahrzeugzustands durchgeführt, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das geforderte Abgabemoment T_OUT dargestellt wird, und gemäß dem Kennfeld zum Umschalten der Antriebsleistungsquelle in der 6. wie dies aus der 6 ersichtlich ist, wird der Motorantriebsmodus im Allgemeinen durch die Hybridsteuereinrichtung 52 dann eingerichtet, wenn das Abgabemoment T_OUT in einem vergleichsweise niedrigen Bereich ist, in dem der Kraftmaschinenwirkungsgrad vergleichsweise niedrig ist, dass heißt wenn das Kraftmaschinenmoment T_E in einem vergleichsweise niedrigen Bereich ist, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem vergleichsweise niedrigen Bereich ist, dass heißt wenn die Fahrzeuglast vergleichsweise niedrig ist. Üblicherweise wird daher das Fahrzeug in dem Motorantriebsmodus anstatt in dem Kraftmaschinenantriebsmodus gestartet. Wenn der Fahrzeugzustand beim Starten des Fahrzeugs außerhalb des Motorantriebsbereichs ist, der durch das Kennfeld zum Umschalten der Antriebsleistungsquelle in der 6 definiert ist, und zwar in Folge einer Erhöhung des geforderten Abgabemoments T_OUT oder des Kraftmaschinenmoments T_E aufgrund einer Betätigung des Beschleunigungspedals 45 kann das Fahrzeug in dem Kraftmaschinenantriebsmodus gestartet werden.
Zum Reduzieren eines Schleppens der Kraftmaschine 8 in dessen Nicht-Betriebszustand und zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in dem Motorantriebsmodus ist die Hybridsteuereinrichtung 52 dazu eingerichtet, die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf 0 oder im Wesentlichen auf 0 je nach Bedarf zu halten, und zwar aufgrund der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialfunktion) des Differenzialabschnitts 11, dass heißt durch Steuern des Differenzialabschnitts 11 zum Durchführen seiner elektrischen CVT-Funktion (Differenzialfunktion), so dass die erste Elektromotordrehzahl 1 so gesteuert wird, dass sie sich mit einer negativen Drehzahl N_M1 frei dreht.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 kann des Weiteren einen so genannten „Antriebskraftunterstützungsbetrieb” (Momentenunterstützungsbetrieb) durchführen, um die Kraftmaschine 8 durch Zufuhr einer elektrischen Energie von dem ersten Elektromotor M1 oder der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 zu dem zweiten Elektromotor M2 zu unterstützen, so dass der zweite Elektromotor M2 so betrieben wird, dass ein Antriebsmoment zu den Antriebsrädern 38 übertragen wird. Somit kann der zweite Elektromotor M2 zusätzlich zu der Kraftmaschine 8 in dem Kraftmaschinenantriebsmodus verwendet werden. Der Momentenunterstützungsbetrieb kann durchgeführt werden, um das Abgabemoment von dem zweiten Elektromotor M2 in dem Motorantriebsmodus zu erhöhen.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist dazu eingerichtet, die Kraftmaschine 8 in einem Betriebszustand aufgrund der elektrischen CVT-Funktion des Differenzialabschnitts 11 ungeachtet dessen zu halten, ob das Fahrzeug stationär ist oder mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fährt. Wenn der erste Elektromotor M1 dazu erforderlich ist, zum Laden der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 betrieben zu werden, während das Fahrzeug stationär ist, um die elektrische Energiespeichervorrichtung 60 zu laden, wenn die in der Speichervorrichtung 60 gespeicherte elektrische Energiemenge SOS reduziert ist, kann die Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8, die zum Betreiben des ersten Elektromotors M1 mit einer relativ hohen Drehzahl betrieben wird, hoch genug gehalten werden, um es zu ermöglichen, dass die Kraftmaschine 8 durch sich selbst betrieben wird, und zwar aufgrund der Differenzialfunktion des Leistungsverteilungsmechanismus 16 auch während die Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors M2 0 ist (im Wesentlichen 0), die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, wenn das Fahrzeug stationär ist.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist des Weiteren dazu eingerichtet, die Kraftmaschinendrehzahl N_E konstant zu halten oder die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf eine gewünschte Drehzahl zu steuern, und zwar ungeachtet dessen, ob das Fahrzeug stationär ist oder fährt, indem die erste Elektromotordrehzahl N_M1 und/oder die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 aufgrund der elektrischen CVT-Funktion des Differenzialabschnitts 11 gesteuert. werden. Anders gesagt kann die Hybridsteuereinrichtung 52 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 und/oder die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 auf einen gewünschten Wert oder Werte steuern, während die Kraftmaschinendrehzahl N_E konstant gehalten wird oder auf die gewünschte Drehzahl gesteuert wird. Wie dies aus dem Kutzbachplan in der 3 ersichtlich ist, kann die Hybridsteuereinrichtung 52 die Kraftmaschinendrehzahl N_E dadurch anheben, dass die erste Elektromotordrehzahl N_M1 angehoben wird, während die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 im Wesentlichen konstant gehalten wird, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird.
Die Einrichtung 62 zum Bestimmen eines hohen Gangs ist dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob die Gangposition, zu der der Getriebemechanismus 10 auf der Grundlage des Fahrzeugzustands und gemäß dem Schaltgrenzlinienkennfeld zu schalten ist, das in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und in der 6 anhand eines Beispiels angegeben ist, eine hohe Gangposition wie zum Beispiel die fünfte Gangposition ist. Diese Bestimmung wird durch Bestimmen dessen durchgeführt, ob die durch die variable Stufenschaltsteuereinrichtung 54 ausgewählte Gangposition die fünfte Gangposition ist oder nicht, um zu bestimmen, welche von der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 in Eingriff gelangen soll, um den Getriebemechanismus 10 in den variablen Stufenschaltzustand zu versetzen.
Die Umschaltsteuereinrichtung 50 ist dazu eingerichtet, den Getriebemechanismus 10 zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem variablen Stufenschaltzustand wahlweise umzuschalten, dass heißt zwischen dem Differenzialzustand und dem Gesperrten Zustand, indem die Kopplungsvorrichtungen (Schaltkupplung C0 und Bremse B0) auf der Grundlage des Fahrzeugszustands in Eingriff gelangen oder gelöst werden. Zum Beispiel ist die Umschaltsteuereinrichtung 50 dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob der Schaltzustand des Getriebemechanismus 10 (Differenzialabschnitt 11) auf der Grundlage des Fahrzeugzustands geändert werden soll, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das geforderte Abgabemoment T_OUT dargestellt wird, und gemäß dem Umschaltgrenzlinienkennfeld (Umschaltsteuerkennfeld), das in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und durch eine Zweipunktstrichlinie in der 6 anhand eines Beispiels angegeben ist, dass heißt ob der Fahrzeugzustand in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand oder in dem variablen Stufenschaltbereich zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 in dem variablen Stufenschaltzustand ist. Die Umschaltsteuereinrichtung 50 versetzt den Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder in den variablen Stufenschaltzustand auf der Grundlage dessen, ob der Fahrzeugzustand in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich oder in dem variablen Stufenschaltbereich ist. Somit begrenzt die Umschaltsteuereinrichtung 50 die elektrisch gesteuerte Differenzialfunktion des Differenzialabschnitts 11 dadurch, dass der Differenzialabschnitt 11 in den variablen Stufenschaltzustand versetzt wird, indem die Schaltkupplung C0 und/oder die Schaltbremse B0 gesteuert werden. Die Umschaltsteuereinrichtung 50 dient nämlich als eine Differenzialbegrenzungseinrichtung zum Begrenzen der Funktion des Differenzialabschnitts 11 als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe.
Wenn die Umschaltsteuereinrichtung 50 bestimmt, dass der Fahrzeugzustand in dem variablen Stufenschaltbereich ist, deaktiviert die Umschaltsteuereinrichtung 50 genauer gesagt die Hybridsteuereinrichtung 52, um eine Hybridsteuerung oder eine kontinuierlich variable Schaltsteuerung zu implementieren, und sie aktiviert die variable Stufenschaltsteuereinrichtung 54, um eine vorbestimmte, variable Stufenschaltsteuerung zu implementieren, bei der der Getriebeabschnitt 20 gemäß dem Schaltgrenzlinienkennfeld automatisch geschaltet wird, das in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und in der 6 anhand eines Beispiels angegeben ist. Die 2 gibt die Kombinationen der Eingriffsvorgänge der Hydraulisch betätigten Reibkopplungsvorrichtungen C0, C1, C2, B0, B1, B2 und B3 an, die in der Speichereinrichtung 56 gespeichert sind und die zum automatischen Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 wahlweise verwendet werden. In dem variablen Stufenschaltzustand dient der Getriebemechanismus 10 als Ganzes, der durch den Differenzialabschnitt 11 und den Automatikgetriebeabschnitt 20 gebildet ist, als ein so genanntes variables Automatikstufengetriebe, das gemäß der Tabelle in der 2 automatisch geschaltet wird.
Wenn die Einrichtung 62 zum Bestimmen des hohen Gangs bestimmt hat, dass der Getriebemechanismus 10 zu der fünften Gangposition geschaltet werden soll, befielt die Umschaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, die Schaltkupplung C0 zu lösen und die Schaltbremse B0 in Eingriff zu bringen, um den Differenzialabschnitt 11 zu aktivieren, so dass er als ein Hilfsgetriebe mit einem festen Drehzahlverhältnis Ɣ0 von zum Beispiel 0,7 dient, so dass der Getriebemechanismus 10 als Ganzes in eine Hochgangposition versetzt wird, nämlich eine so genannte ”Übersteuergangposition” mit einem Drehzahlverhältnis, das kleiner als 1,0 ist. Wenn die Einrichtung 62 zum Bestimmen des hohen Gangs nicht bestimmt hat, dass der Getriebemechanismus 10 zu der fünften Gangposition geschaltet werden soll, befielt die Umschaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, die Schaltkupplung C0 in Eingriff zu bringen und die Schaltbremse B0 zu lösen, um zu ermöglichen, dass der Differenzialabschnitt 11 als ein Hilfsgetriebe mit einem festen Drehzahlverhältnis Ɣ0 von zum Beispiel 1,0 dient, so dass der Getriebemechanismus 10 als Ganzes in eine Drehzahluntersetzungsposition mit einem Drehzahlverhältnis versetzt wird, das nicht kleiner als 1,0 ist. Wenn der Getriebemechanismus 10 zu dem variablen Stufenschaltzustand durch die Umschaltsteuereinrichtung 50 umgeschaltet wird, wird der Differenzialabschnitt 11, der als das Hilfsgetriebe betreibbar ist, in eine ausgewählte Position von den beiden Gangpositionen unter der Steuerung der Umschaltsteuereinrichtung 50 versetzt, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differenzialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, als ein variables Stufengetriebe dient, so dass der Getriebemechanismus 10 als Ganzes als das so genannte variable Automatikstufengetriebe dient.
Wenn die Umschaltsteuereinrichtung 50 bestimmt hat, dass der Fahrzeugzustand in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand ist, befielt die Umschaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Bremse B0 zu lösen, um den Differenzialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen. Gleichzeitig aktiviert die Umschaltsteuereinrichtung 50 die Hybridsteuereinrichtung 52, um die Hybridsteuerung zu implementieren, und sie befielt der variablen Stufenschaltsteuereinrichtung 54, eine vorbestimmte Gangposition von den Gangpositionen auszuwählen und zu halten, oder sie ermöglicht es dem Automatikgetriebeabschnitt 20, dass er gemäß dem Schaltgrenzlinienkennfeld automatisch geschaltet wird, das in dem Kennfeldspeicher 56 gespeichert ist und in der 6 anhand eines Beispiels angegeben ist. Im letztgenannten Fall implementiert die variable Stufenschaltsteuereinrichtung 54 die automatische Schaltsteuerung durch geeignetes Auswählen der Kombinationen der Betriebszustände der Reibkopplungsvorrichtungen, die in der Tabelle in der 2 angegeben sind, mit Ausnahme der Kombinationen einschließlich des Eingriffs der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0. Somit dient der Differenzialabschnitt 11, der zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand unter der Steuerung der Umschaltsteuereinrichtung 50 umgeschaltet wird, als das kontinuierlich variable Getriebe, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differenzialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, als das variable Stufengetriebe dient, sodass der Getriebemechanismus 10 für eine ausreichende Fahrzeugantriebskraft sorgt, so dass die Eingabedrehzahl N_IN des Automatikgetriebeabschnitts 20, der in eine Gangposition von der ersten bis fünften Gangposition versetzt ist, nämlich die Drehzahl N₁₈ des Leistungsübertragungselements 18 kontinuierlich geändert wird, so dass das Drehzahlverhältnis des Getriebemechanismus 10 über einen vorbestimmten Bereich kontinuierlich variabel ist, wenn der Getriebeabschnitt 20 in eine Gangposition von jenen Gangpositionen versetzt ist. Dementsprechend ist das Drehzahlverhältnis des Automatikgetriebeabschnitts 20 über die angrenzenden Gangpositionen kontinuierlich variabel, wodurch das Gesamtdrehzahlverhältnis ƔT des Getriebemechanismus 10 kontinuierlich variabel ist.
Die Kennfelder in der 6 werden im Einzelnen beschrieben. Das Schaltgrenzlinienkennfeld oder eine Beziehung (Schaltsteuerkennfeld), die in der 6 anhand eines Beispiels gezeigt ist und in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist, wird zum Bestimmen dessen verwendet, ob der Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet werden soll oder nicht, und es ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem durch Steuerparameter definiert, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem sich auf die Antriebskraft beziehenden Wert in der Gestalt des geforderten Abgabemoments T_OUT bestehen. In der 6 geben die durchgezogenen Linien die Hochschaltgrenzlinien an, während die Strichpunktlinien die Herunterschaltgrenzlinien angeben.
Die gestrichelten Linien in der 6 stellen die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 und die obere Abgabemomentengrenze T1 dar, die für die Umschaltsteuereinrichtung 50 dazu verwendet werden, zu bestimmen, ob der Fahrzeugzustand in dem variablen Stufenschaltbereich oder in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich ist. Anders gesagt stellen die gestrichelten Linien eine Hochganggrenzlinie dar, die die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 angibt, über der bestimmt wird, dass das Hybridfahrzeug in einem Hochgangfahrtzustand ist, und eine Hochabgabegrenzlinie, die die obere Abgabemomentengrenze T1 des Abgabemoments T_OUT des Automatikgetriebes 20 angibt, über der bestimmt wird, dass das Hybridfahrzeug in einem Hochabgabefahrtzustand ist. Das Abgabemoment T_OUT ist ein Beispiel des sich auf die Antriebskraft beziehenden Werts, der sich auf die Antriebskraft des Hybridfahrzeugs bezieht. Die 6 zeigt außerdem Zweipunktstrichlinien, die hinsichtlich den gestrichelten Linien um einen geeigneten Betrag einer Steuerhysterese versetzt sind, um zu bestimmen, ob der variable Stufenschaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand oder umgekehrt zu ändern ist. Somit bilden die gestrichelten Linien und die Zweipunktstrichlinien in der 6 das gespeicherte Schaltgrenzlinienkennfeld oder die Beziehung (Schaltsteuerkennfeld), das durch die Umschaltsteuereinrichtung 50 zum Bestimmen dessen Verwendet wird, ob der Fahrzeugzustand in dem variablen Stufenschaltbereich oder in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich ist, und zwar in Abhängigkeit dessen, ob die Steuerparameter in der Gestalt der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Abgabemoments T_OUT größer als die vorbestimmten oberen Grenzwerte V, T1 sind oder nicht. Dieses Umschaltgrenzlinienkennfeld kann in der Speichereinrichtung 56 zusammen mit dem Schaltgrenzlinienkennfeld gespeichert werden. Das Umschaltgrenzlinienkennfeld kann zumindest die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 oder die obere Abgabemomentengrenze T1 oder zumindest die Fahrzeuggeschwindigkeit V oder das Abgabemoment T_OUT als zumindest einen Parameter verwenden.
Das vorstehend beschriebene Schaltgrenzlinienkennfeld, die Umschaltgrenzlinie und das Antriebsleistungsquellenumschaltkennfeld können durch gespeicherte Gleichungen zum Vergleich der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Grenzwert V1 und zum Vergleich des Ist-Abgabemoments T_OUT mit dem Grenzwert T1 ersetzt werden. In diesem Fall schaltet die Umschaltsteuereinrichtung 50 den Getriebemechanismus 10 in den variablen Stufenschaltzustand dadurch um, dass die Schaltbremse B0 in Eingriff gebracht wird, wenn die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V die obere Grenze V1 überschritten hat, oder dass die Schaltkupplung C0 in Eingriff gebracht wird, wenn das Abgabemoment T_OUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 die obere Grenze T1 überschritten hat.
Die Umschaltsteuereinrichtung 50 kann dazu eingerichtet sein, dem Getriebemechanismus 10 in den variablen Stufenschaltzustand auch dann zu versetzen, wenn der Fahrzeugzustand in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich ist, und zwar bei einer Erfassung von irgendeinem Funktionsfehler oder einer Verschlechterung der elektrischen Komponenten wie zum Beispiel die Elektromotoren, die dazu betreibbar sind, dass der Differenzialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betrieben wird. Jene elektrischen Komponenten beinhalten Komponenten wie zum Beispiel den ersten Elektromotor M1, den zweiten Elektromotor M2, den Inverter 58, die elektrische Energiespeichervorrichtung 50 und elektrische Leitungen, die jene Komponenten miteinander verbinden, die mit dem elektrischen Pfad verknüpft sind, durch den eine elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, zu einer mechanischen Energie umgewandelt wird. Die Funktionsverschlechterung der Komponenten kann durch ihren Fehler oder durch einen Abfall ihrer Temperaturen verursacht werden.
Der sich auf die Antriebskraft beziehende Wert, der vorstehend erwähnt ist, ist ein Parameter entsprechend der Antriebskraft des Fahrzeugs, die das Abgabemoment T_OUT des Automatikgetriebeabschnitts 20, das Kraftmaschinenabgabemoment T_E oder ein Beschleunigungswert G des Fahrzeugs und außerdem ein Antriebsmoment oder eine Antriebskraft der Antriebsräder 38 sein kann. Der Parameter kann folgendes sein: Ein Istwert des Kraftmaschinenmoments T_E, der zum Beispiel auf der Grundlage des Betätigungsbetrags A_CC des Beschleunigungspedals oder des Öffnungswinkels θ_TH des Drosselventils (oder einer Einlassluftmenge, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder einer Kraftstoffeinspritzmenge) und der Kraftmaschinendrehzahl N_E berechnet wird; oder irgendeiner der geschätzten Werte des geforderten Kraftmaschinenmoments (Sollkraftmaschinenmoments) T_E, des geforderten Abgabemoments (des Sollabgabemoments) T_OUT des Getriebeabschnitts 20 und der geforderten Fahrzeugantriebskraft, die auf der Grundlage des Betätigungsbetrags A_CC des Beschleunigungspedals 45 oder des Arbeitswinkels des Drosselventils berechnet werden. Das vorstehend beschriebene Fahrzeugantriebsmoment kann auf der Grundlage nicht nur des Abgabemoments T_OUT, etc berechnet werden, sondern auch auf der Grundlage des Verhältnisses der Differenzialgetriebevorrichtung 36 und des Radius der Antriebsräder 38, oder es kann direkt durch einen Momentensensor oder dergleichen erfasst werden.
Zum Beispiel wird die vorstehend genannte obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 so bestimmt, dass der Getriebemechanismus 10 in den variablen Stufenschaltzustand versetzt wird, während das Fahrzeug in dem Hochgeschwindigkeitsfahrtzustand ist. Diese Bestimmung ist dazu wirksam, eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, falls der Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt wurde, während das Fahrzeug in dem Hochgeschwindigkeitsfahrtzustand ist. Andererseits wird die vorstehend genannte obere Abgabemomentengrenze T1 in Abhängigkeit von den Betriebscharakteristika des ersten Elektromotors M1 bestimmt, der eine kleine Größe hat und dessen maximale Abgabe der elektrischen Energie relativ klein ist, so dass das Reaktionsmoment des ersten Elektromotors M1 nicht so groß ist, wenn zum Beispiel die Kraftmaschinenabgabe in dem Hochabgabefahrtzustand relativ hoch ist.
Unter Bezugnahme auf die 7 ist ein Umschaltgrenzlinienkennfeld oder eine Beziehung (Umschaltsteuerkennfeld) gezeigt, das in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und Kraftmaschineabgabelinien definiert, die als Grenzlinien dienen, welche durch die Umschaltsteuereinrichtung 50 zum Bestimmen dessen verwendet werden, ob der Fahrzeugzustand in dem variablen Stufenschaltbereich oder dem kontinuierlich variablen Schaltbereich ist oder nicht. Diese Kraftmaschinenabgabelinien werden durch Steuerparameter in der Gestalt der Kraftmaschinendrehzahl N_E und des Kraftmaschinenmoments N_T definiert. Die Umschaltsteuereinrichtung 50 kann das das Umschaltgrenzlinienkennfeld in der 8 anstelle des Umschaltgrenzlinienkennfelds in der 6 zum Bestimmen dessen verwenden, ob der Fahrzeugzustand in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich oder dem variablen Stufenschaltbereich ist, und zwar auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl N_E und des Kraftmaschinenmoments T_E. Das Umschaltgrenzlinienkennfeld in der 6 kann auf dem Umschaltgrenzlinienkennfeld in der 7 beruhen. Anders gesagt können die gestrichelten Linien in der 6 auf der Grundlage der Beziehung (Kennfeld) in der 7 bestimmt werden, und zwar in dem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch die Steuerparameter in der Gestalt der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Abgabemoments T_OUT definiert wird.
Der variable Stufenschaltbereich, der durch das Umschaltgrenzlinienkennfeld in der 6 definiert wird, ist als ein Hochmomentenantriebsbereich definiert, in dem das Abgabemoment T_OUT nicht kleiner als die vorbestimmte obere Grenze T1 ist, oder als ein Hochgeschwindigkeitsantriebsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht kleiner als die vorbestimmte obere Grenze V1 ist. Dementsprechend wird die variable Stufenschaltsteuerung implementiert, wenn das Moment von der Kraftmaschine 8 vergleichsweise hoch ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise hoch ist, während die kontinuierlich variable Schaltsteuerung implementiert wird, wenn das Moment von der Kraftmaschine 8 vergleichsweise niedrig ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise niedrig ist, wenn nämlich die Kraftmaschine 8 in einem normalen Abgabezustand ist.
In ähnlicher Weise ist der variable Stufenschaltbereich, der durch das Umschaltgrenzlinienkennfeld in der 7 definiert ist, als ein Hochmomentenantriebsbereich definiert, in dem das Kraftmaschinenmoment T_E nicht kleiner als die vorbestimmte obere Grenze TE1 ist, oder als ein Hochgeschwindigkeitsantriebsbereich, in dem die Kraftmaschinengeschwindigkeit N_E nicht kleiner als die vorbestimmte obere Grenze NE1 ist, oder alternativ ist er als ein Hochabgabeantriebsbereich definiert, in dem die Abgabe von der Kraftmaschine 8, die auf der Grundlage des Kraftmaschinenmoments N_T und der Drehzahl N_E berechnet wird, nicht kleiner als eine vorbestimmte Grenze ist. Dementsprechend wird die variable Stufenschaltsteuerung implementiert, wenn das Moment T_E, die Drehzahl N_E oder die Abgabe von der Kraftmaschine 8 vergleichsweise hoch ist, während die kontinuierlich variable Schaltsteuerung implementiert wird, wenn das Moment T_E, die Drehzahl N_E oder die Abgabe von der Kraftmaschine 8 vergleichsweise niedrig ist, dass heißt wenn die Kraftmaschine 8 in dem normalen Abgabezustand ist. Die Grenzlinien des Umschaltgrenzlinienkennfelds in der 7 können als Hochgeschwindigkeitsschwellwertlinien oder Hochkraftmaschinenabgabeschwellwertlinien betrachtet werden, die eine obere Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder der Kraftmaschinenabgabe definieren.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, wird der Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand bei einem Niedriggeschwindigkeits- oder Mittelgeschwindigkeitsfahrtzustand des Fahrzeugs oder bei einem Niedrigabgabe- oder Mittelabgabefahrtzustand des Fahrzeugs versetzt, was einen hohen Grad der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs gewährleistet. Bei einer Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die größer ist als die obere Grenze V1, wird der Getriebemechanismus 10 in den variablen Stufenschaltzustand versetzt, in dem die Abgabe von der Kraftmaschine 8 zu den Antriebsrädern 38 hauptsächlich durch den mechanischen Leistungsübertragungspfad übertragen wird, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund einer Reduzierung eines Verlusts bei der Umwandlung der mechanischen Energie zu der elektrischen Energie verbessert wird, der dann auftreten würde, wenn der Differenzialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe dient.
In dem Hochabgabefahrtzustand des Fahrzeugs mit dem Abgabemoment T_OUT, das größer ist als die obere Grenze T1, wird der Getriebemechanismus 10 ebenfalls in den variablen Stufenschaltzustand versetzt. Daher wird der Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand nur dann versetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V relativ niedrig oder mittel ist, oder wenn die Kraftmaschinenabgabe relativ niedrig oder mittel ist, so dass die erforderliche Menge der elektrischen Energie reduziert werden kann, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, dass heißt die maximale Menge der elektrischen Energie, die von dem ersten Elektromotor M1 übertragen werden muss, wodurch die erforderliche elektrische Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 reduziert werden kann, wodurch es möglich ist, die erforderlichen Größen des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 sowie die erforderliche Größe des Antriebssystems einschließlich dieser Elektromotoren zu minimieren.
Die obere Grenze TE1 wird nämlich so bestimmt, dass der erste Elektromotor M1 das Reaktionsmoment entsprechend dem Kraftmaschinenmoment T_E erzeugen kann, wenn die Kraftmaschinenabgabe T_E nicht größer als die obere Grenze TE1 ist, und der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt 11 wird in dem variablen Stufenschaltzustand versetzt, wenn das Fahrzeug in dem Hochabgabefahrtzustand ist, bei dem das Kraftmaschinenmoment T_E größer als die obere Grenze TE1 ist. In dem variablen Stufenschaltzustand des Getriebeabschnitts 11 muss der erste Elektromotors M1 nicht das Reaktionsmoment entsprechend dem Kraftmaschinenmoment T_E wie in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des Getriebeabschnitts 11 erzeugen, wodurch es möglich ist, eine Verschlechterung der Haltbarkeit des ersten Elektromotors M1 zu reduzieren, während eine Vergrößerung seiner erforderlichen Größe verhindert wird. Anders gesagt kann die erforderliche maximale Abgabe von dem ersten Elektromotor M1 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kleiner als seine Reaktionsmomentenkapazität entsprechend dem maximalen Wert der Kraftmaschinenabgabe T_E gestaltet werden. Die erforderliche maximale Abgabe von dem ersten Elektromotor M1 kann nämlich so bestimmt werden, dass dessen Reaktionsmomentenkapazität kleiner ist als ein Wert entsprechend dem Kraftmaschinenmoment T_E, der die obere Grenze TE1 überschreitet, so dass die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 reduziert werden kann.
Die maximale Abgabe von dem ersten Elektromotor M1 ist eine Nennrate von diesem Motor, die anhand von Experimenten in der Umgebung bestimmt wird, in der der Motor betrieben wird. Die vorstehend beschriebene obere Grenze des Kraftmaschinenmoments T_E wird anhand von Experimenten so bestimmt, dass die obere Grenze ein Wert ist, der gleich oder kleiner ist als der maximale Wert des Kraftmaschinenmoments T_E, und unter dem der erste Elektromotor M1 das Reaktionsmoment standhalten kann, so dass die Verschlechterung der Haltbarkeit des ersten Elektromotors M1 reduziert werden kann.
Gemäß dem anderen Konzept wird der Getriebemechanismus 10 in den variablen Stufenschaltzustand (Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis) anstatt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand bei dem Hochabgabefahrtzustand des Fahrzeugs versetzt, in dem der Fahrer des Fahrzeugs einen ausgeprägteren Wunsch zum Verbessern des Fahrvermögens des Fahrzeugs anstelle einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit hat. In diesem Fall ändert sich die Kraftmaschinendrehzahl N_E bei einem Hochschaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20, wodurch eine komfortable, rhythmische Änderung der Kraftmaschinendrehzahl N_E gewährleistet wird, wenn der Getriebeabschnitt 20 hochgeschaltet wird, wie dies in der 9 angegeben ist.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat der Leistungsübertragungspfad, der die Kraftmaschine 8 mit den Antriebsrädern 28 verbindet, keine fluid-betätigte Leistungsübertragungsvorrichtung wie zum Beispiel einen Momentenwandler oder eine Fluidkopplung, so dass eine Änderung des Kraftmaschinenmoments T_E (nachfolgend als eine „Kraftmaschinenmomentenänderung” bezeichnet) noch einfacher zu dem Leistungsübertragungselement 18 übertragen wird, dass heißt zu den Antriebsrädern 38 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, und zwar im Vergleich mit einem Fahrzeugantriebssystem, das mit einer fluidbetätigten Leistungsübertragungsvorrichtung versehen ist. Dementsprechend besteht eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs aufgrund einer Änderung des Fahrzeugantriebsmoments, was durch die Kraftmaschinenmomentenänderung verursacht wird.
Die Kraftmaschinenmomentenänderung kann durch eine periodische Oszillation (Pulsation) verursacht werden, die üblicherweise aufgrund einer periodischen Zündung (Verbrennung) der Zylinder der Kraftmaschine 8 und durch eine vorübergehende Erhöhung des Kraftmaschinenmoments T_E durch den Fettimpuls auftritt, der durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 implementiert wird. Es werden Steuerbetriebe zum Begrenzen der Kraftmaschinenmomentenänderung beschrieben, die zu dem Leistungsübertragungselement 18 (Antriebsräder 38) zu übertragen ist, und zwar aufgrund einer Kraftmaschinenmomentenoszillation, die durch die Zündung der Zylinder verursacht wird, und um die Kraftmaschinenmomentenänderung zu begrenzen, die zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragen ist, und zwar aufgrund der vorübergehenden Kraftmaschinenmomentenänderung, die durch den Fettimpuls verursacht wird.
Eine Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung ist zum Befehlen der Hybridsteuereinrichtung 52 zum Ändernder ersten Elektromotordrehzahl N_M1 synchron mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation vorgesehen, um die zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragende Kraftmaschinenmomentenoszillation aufgrund der Zündung des Zylinders zu begrenzen. Infolgedessen wird der Betrag der Kraftmaschinenmomentenoszillation zum Verbessern des Fahrverhaltens des Fahrzeugs reduziert, die zu einem stromabwärtigen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads zu übertragen ist, wie zum Beispiel zu dem Leistungsübertragungselement 18, der Abgabewelle 22 und den Antriebsrädern 38.
Die 9 zeigt eine Ansicht entsprechend einem Teil des Kutzbachplans in der 3, der den Differenzialabschnitt 11 zeigt. Diese Ansicht zeigt das Prinzip des Steuerbetriebs der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung, um die Kraftmaschinenmomentenoszillation zu begrenzen, die zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragen ist. Es wird verhindert, dass die Kraftmaschinenmomentenoszillation zu dem stromabwärtigen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads übertragen wird, indem die erste Elektromotordrehzahl N_M1 synchron mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation geändert wird, wie dies durch die Pfeillinie angegeben ist. Der erste Elektromotor M1 wird nämlich so gesteuert, dass er kein Reaktionsmoment entsprechend einer Momentenänderung erzeugt, die durch die Kraftmaschinenmomentenoszillation verursacht wird, um dadurch zu verhindern, dass die Kraftmaschinenmomentenoszillation zu dem stromabwärtigen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads übertragen wird. Die erste Elektromotordrehzahl N_M1 wird so geändert, dass der erste Elektromotor M1 nicht das Reaktionsmoment entsprechend der Momentenänderung erzeugt, die durch die Kraftmaschinenmomentenoszillation verursacht wird. Bei Betrachtung unter einem anderen Standpunkt ändert sich die erste Elektromotordrehzahl N_M1 synchron mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation infolgedessen, dass verhindert wird, dass der erste Elektromotor M1 das Reaktionsmoment entsprechend der Momentenänderung erzeugt.
Somit ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie die erste Elektromotordrehzahl N_M1 synchron mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation ändert, indem die elektrische CVT-Funktion (Differenzialbetrieb) des Differenzialabschnitts 11 genutzt wird, um dadurch die Übertragung der Kraftmaschinenmomentenoszillation aufgrund der Zündung der Kraftmaschinenzylinder zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu begrenzen, dass heißt um dadurch die Änderung des Moments, das zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragen ist, beim Vorhandensein der Kraftmaschinenmomentenoszillation zu begrenzen.
Das Fahrverhalten des Fahrzeugs wird aufgrund der Kraftmaschinenmomentenoszillation verschlechtert, die durch die Zündung der Zylinder verursacht wird, und zwar insbesondere während das Fahrzeug ruhig mit niedriger Geschwindigkeit fährt, wobei die Kraftmaschine mit einer niedrigen Drehzahl betrieben wird. Die zu dem Leistungsübertragungselement 18 (Antriebsräder 38) zu übertragende Kraftmaschinenmomentenoszillation aufgrund der Zündung der Zylinder muss nämlich begrenzt werden, wenn der Fahrzeugfahrtzustand in einem vorbestimmten Oszillationsbegrenzungsbereich ist, in dem die Kraftmaschinenmomentenoszillation das vorstehend geschilderte Problem verursacht. Dieser vorbestimmte Oszillationsbegrenzungsbereich des Fahrzeugfahrtzustands ist ein Bereich, in dem die Fahrzeugfahrtgeschwindigkeit relativ niedrig ist, während die Kraftmaschinendrehzahl relativ niedrig ist.
Eine Einrichtung 82 zum Bestimmen des Oszillationsbegrenzungsbereichs ist so vorgesehen, dass sie bestimmt, ob der Fahrzeugfahrtzustand in dem vorbestimmten Oszillationsbegrenzungsbereich ist, in dem die zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragende Kraftmaschinenmomentenoszillation aufgrund der Zündung der Kraftmaschinenzylinder durch die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung begrenzt werden muss. Zum Beispiel ist die Einrichtung 82 zum Bestimmen des Oszillationsbegrenzungsbereichs so konfiguriert, dass sie eine Bestimmung durchführt, ob der Fahrzeugfahrtzustand in dem vorbestimmten Oszillationsbegrenzungsbereich ist, indem bestimmt wird, ob die Fahrzeugfahrtgeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert V' ist, während die Kraftmaschinendrehzahl kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert N_E, ist. Wenn die Einrichtung 82 zum Bestimmen des Oszillationsbegrenzungsbereichs bestimmt hat, dass der Fahrzeugfahrtzustand in dem Oszillationsbegrenzungsbereich ist, ändert die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die erste Elektromotordrehzahl NM1 synchron mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation. Die vorbestimmten Schwellwerte V' und N_E, sind untere Grenzen, die anhand von Experimenten erhalten werden, unter denen das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufgrund der Kraftmaschinenmomentenoszillation verschlechtert wird, die durch die Zündung der Kraftmaschinenzylinder verursacht wird.
Die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung ist alternativ konfiguriert oder des Weiteren so konfiguriert, dass sie der Hybridsteuereinrichtung 52 befielt, das Kraftmaschinenmoment T_E zu steuern, das zu dem ersten Elektromotor M1 zu verteilen ist und das als eine elektrische Energie zu dem zweiten Elektromotor M2 zu übertragen ist, dass heißt das durch den elektrischen Pfad zu übertragende Moment zu steuern, um dadurch die Übertragung der Kraftmaschinenmomentenänderung zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu begrenzen, dass heißt um dadurch die Änderung des zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragenden Moments bei dem Vorhandensein der Kraftmaschinenmomentenänderung zu begrenzen. Das durch den elektrischen Pfad zu übertragende Moment beruht auf dem Kraftmaschinenmoment T_E, das zu dem ersten Elektromotor M1 zu übertragen ist und das zu einer elektrischen Energie umgewandelt wird, die durch den Inverter 58 direkt zu dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird oder die durch den Inverter 58 zu dem zweiten Elektromotor M2 indirekt von der elektrischen Energiespeichervorrichtung zugeführt wird, in der die elektrische Energie einmal gespeichert wurde.
Genauer gesagt wird das Kraftmaschinenmoment T_E durch den Differenzialabschnitt 11 in das Moment, das mechanisch zu dem Leistungsübertragungselement 18 übertragen wird, dass heißt ein Moment des mechanischen Pfads, und das Moment geteilt, das zu dem Leistungsübertragungselement 18 durch den elektrischen Pfad übertragen wird, dass heißt ein Moment des elektrischen Pfads. Ähnlich wie das Kraftmaschinenmoment T_E wird die Kraftmaschinenmomentenänderung in eine Momentenkomponente des mechanischen Pfads und eine Momentenkomponente des elektrischen Pfads geteilt, die zu den Antriebsrädern 38 übertragen werden. Das zu den Antriebsrädern 38 zu übertragende Kraftmaschinenmoment kann dadurch begrenzt werden, dass eine Komponente der Kraftmaschinenmomentenänderung begrenzt wird, die der Momentenkomponente des Kraftmaschinenpfads entspricht.
Zum Beispiel ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie die Momentenkomponente des elektrischen Pfads dadurch begrenzt oder abkappt, dass die vorstehend beschriebene elektrische Energie in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 gespeichert wird, um zum Beispiel dadurch eine Abschwächung der Komponente der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zu begrenzen. Anders gesagt ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung dazu eingerichtet, eine obere Grenze der Momentenkomponente des elektrischen Pfads festzulegen, und sie speichert in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 eine Komponente der Kraftmaschinenmomentenänderung, die die obere Grenze der Momentenkomponente des elektrischen Pfads überschreitet und die nicht zu dem zweiten Elektromotor M2 übertragen wird, so dass der Teil der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads begrenzt wird.
Alternativ ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie die Momentenkomponente des elektrischen Pfads dadurch steuert, dass die elektrische Energie von der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 zugeführt wird, um zum Beispiel dadurch eine Abschwächung der Komponente der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenänderung des elektrischen Pfads zu begrenzen. Anders gesagt ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung dazu eingerichtet, die elektrische Energie von der elektrischen Energiezuführungsvorrichtung 60 zum Ausgleichen der Komponente der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zuzuführen, die nicht größer als die obere Grenze ist, so dass der Teil der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads begrenzt wird.
Die 10 gibt die Momentenkomponente des elektrischen Pfads der Kraftmaschinenmomentenoszillation aufgrund der Zündung der Kraftmaschinenzylinder an, und sie zeigt bei (a) die Komponente A der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads, die größer ist als die obere Grenze, die durch eine Strichpunktlinie L angegeben ist und die in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 zu speichern ist.
Die 10 zeigt bei (b) eine elektrische Energie, die von der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 zum Ausgleichen der Komponente A der Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zugeführt wird, die nicht größer ist als die obere Grenze, die durch die Strichpunktlinie L angegeben ist.
Alternativ ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie die Momentenkomponente des elektrischen Pfads dadurch begrenzt oder abkappt, dass die vorstehend beschriebene elektrische Energie in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 gespeichert wird, um dadurch die Kraftmaschinenmomentenänderung (Erhöhung) entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads bei einer Erzeugung einer vorübergehenden Kraftmaschinenmomentenänderung (Erhöhung) aufgrund des Fettimpulses zu begrenzen, der zum Beispiel bei der Steuerung der Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 implementiert wird. Bei einem anderen Gesichtspunkt ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung dazu eingerichtet, eine Änderung der ersten Elektromotordrehzahl N_M1 dadurch zu begrenzen, dass eine Last des ersten Elektromotors M1 zum Erzeugen der elektrischen Energie während des Fettimpulses erhöht wird, um dadurch die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Energie in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 zu speichern, so dass eine Änderung der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 aufgrund des Fettimpulses begrenzt wird.
Alternativ ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie nicht nur die Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zum Begrenzen der zu den Antriebsrädern 38 zu übertragenden Kraftmaschinenmomentenänderung begrenzt, sondern dass sie auch die Momentenkomponente des elektrischen Pfads steuert, um so die Kraftmaschinenmomentenänderung entsprechend der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zu verschieben, um die Kraftmaschinenmomentenänderung weiter zu begrenzen, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist.
Zum Beispiel ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung bei einer Erzeugung der vorübergehenden Kraftmaschinenmomentenänderung (Erhöhung), die durch den Fettimpuls verursacht wird, nicht nur zum Begrenzen der Momentenkomponente des elektrischen Pfads zum Begrenzen der Kraftmaschinenmomentenänderung (Erhöhung) entsprechend des Moments des elektrischen Pfads betreibbar, sondern auch zum Steuern (Reduzieren) der Momentenkomponente des elektrischen Pfads durch Speichern der vorstehend beschriebenen elektrischen Energie in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60, um so die Kraftmaschinenmomentenänderung (Erhöhung) entsprechend der Momentenkomponente des mechanischen Pfads zu verschieben, um dadurch die Kraftmaschinenmomentenänderung weiter zu begrenzen, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist.
Während die Steuerbetriebe der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zum Begrenzen der Kraftmaschinenmomentenänderung, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist, im Zusammenhang mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation beschrieben wurden, die durch die Zündung der Zylinder verursacht wird, und der Kraftmaschinenmomentenänderung aufgrund der vorübergehenden Kraftmaschinenmomentenänderung, die durch den Fettimpuls verursacht wird, werden die Steuerbetriebe durch Verwenden der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialbetrieb) des Differenzialabschnitts 11 oder durch Übertragen der elektrischen Energie durch den elektrischen Pfad durchgeführt. Daher müssen die Steuerbetriebe der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung in dem Differenzialzustand des Differenzialabschnitts 11 durchgeführt werden.
Jedoch ist der Getriebemechanismus 10 (Differenzialabschnitt 11 oder Leistungsverteilungsmechanismus 16) gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (Differenzialzustand) und dem variablen Stufenschaltzustand (Gesperrter Zustand) schaltbar, und er wird entweder zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand oder dem variablen Stufenschaltzustand umgeschaltet, die durch die Umschaltsteuereinrichtung 50 in Abhängigkeit von dem Fahrzeugzustand ausgewählt werden. Bei dem variablen Stufenschaltzustand des Differenzialabschnitts 11 wird die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung nicht zum Begrenzen der Kraftmaschinenmomentenänderung betrieben, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist, so dass eine Wahrscheinlichkeit einer Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs besteht.
Angesichts des vorstehend geschilderten Nachteils ist die Umschaltsteuereinrichtung 50 des Weiteren zum Umschalten des Differenzialabschnitts 11 von dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand (zum Beispiel dem variablen Stufenschaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Zustand konfiguriert, um zum Beispiel den Differenzialabschnitt 11 vorübergehend in dessen kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen, um dadurch zu ermöglichen, dass die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die zu dem zweiten Elektromotor M2 zuzuführende elektrische Energie steuert, dass heißt dass sie das Moment des elektrischen Pfads steuert.
Zum Beispiel wir die Umschaltsteuereinrichtung 50 bei einer Bestimmung durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 betrieben, dass der Fettimpuls während der Fahrt des Fahrzeugs bei dem variablen Stufenschaltzustand des Differenzialabschnitts 11 implementiert werden soll. In diesem Fall schaltet die Umschaltsteuereinrichtung 50 den Differenzialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand um, um dadurch zu ermöglichen, dass die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung das Moment des elektrischen Pfads steuert. Alternativ wird die Umschaltsteuereinrichtung 50 bei einer Bestimmung durch die Einrichtung 82 zum Bestimmen des Oszillationsbegrenzungsbereichs betrieben, dass der Zustand der Fahrt des Fahrzeugs in dem variablen Stufenschaltzustand des Differenzialabschnitts 11 in dem Oszillationsbegrenzungsbereich ist. In diesem Fall schaltet die Umschaltsteuereinrichtung 50 den Differenzialabschnitt zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand um, um der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, das Moment des elektrischen Pfads zu steuern.
Während der Fahrt des Fahrzeugs, bei der der Differenzialabschnitt 11 in dem variablen Stufenschaltzustand versetzt ist, steuert die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung das Moment des elektrischen Pfads nur dann, nachdem das Differenzial 11 zunächst zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand unter der Steuerung der Umschaltsteuereinrichtung 50 umgeschaltet wurde.
Eine Einrichtung 84 zum Bestimmen des nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustands ist zum Bestimmen dessen vorgesehen, ob der Differenzialabschnitt 11 gegenwärtig in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht. Zum Beispiel wird diese Bestimmung dadurch bestimmt, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in dem Eingriffszustand durch die Hydrauliksteuereinheit 42 gemäß einem Befehl von der Umschaltsteuereinrichtung 50 gehalten wird, damit die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 im Eingriff ist.
Die 11 zeigt ein Flussdiagramm einer Steuerroutine, die durch den Steuerbetrieb der elektronischen Steuervorrichtung 40 ausgeführt wird, und insbesondere den Steuerbetrieb der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung während einer Fahrt des Fahrzeugs in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand, um das zu dem zweiten Elektromotor M2 zu übertragende Kraftmaschinenmoment zu steuern, dass heißt um das Moment des elektrischen Pfads zu steuern. Diese Steuerroutine wird in äußerst kurzen zeitlichen Zyklen von mehreren Millisekunden bis mehreren hundertstel Sekunden wiederholt ausgeführt.
Die 12 zeigt ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Steuerbetriebs, der in dem Flussdiagramm in der 11 dargestellt ist, und zwar im Falle der Bestimmung zum Implementieren des Fettimpulses während der Fahrt des Fahrzeugs in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand.
Die 13 zeigt ein Zeitdiagramm zum Beschreiben des Steuerbetriebs, der in dem Flussdiagramm in der 11 dargestellt ist, und zwar im Falle einer Bestimmung, dass das Fahrzeug in dem Oszillationsbegrenzungsbereich bei dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand fährt.
Die Steuerroutine gemäß der 12 wird bei einem Schritt S1 („Schritt” wird nachfolgend weggelassen) entsprechend der Einrichtung 84 zum Bestimmen des nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustands begonnen, um zu bestimmen, ob der Differenzialabschnitt 11 gegenwärtig in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht. Zum Beispiel wird diese Bestimmung dadurch bestimmt, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in dem Eingriffszustand durch die Hydrauliksteuereinheit 42 gemäß dem Befehl von der Umschaltsteuereinrichtung 50 gehalten wird, damit die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 im Eingriff ist. Falls bei S1 eine negative Bestimmung erhalten wird, schreitet der Steuerfluss zu S7 entsprechend der Umschaltsteuereinrichtung 50, um den Differenzialabschnitt 11 in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand zu halten, und die gegenwärtige Steuerroutine wird beendet.
Falls bei S1 eine positive Bestimmung erhalten wird, schreitet der Steuerfluss zu S2 entsprechend der Umschaltsteuereinrichtung 50, um zu bestimmen, ob es möglich ist, den Differenzialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umzuschalten. Bei einer Erfassung von irgendeinem Defekt oder einer funktionellen Verschlechterung von irgendeiner Steuerkomponente wie zum Beispiel die Elektromotoren, die es zum Beispiel ermöglichen, dass der Differenzialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, wird bestimmt, dass der Differenzialabschnitt 11 nicht zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umgeschaltet werden kann. Es wird auch bestimmt, dass der Differenzialabschnitt 11 nicht zum dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umgeschaltet werden kann, wenn das geforderte Kraftmaschinenmoment übermäßig groß ist. Jedoch wird bestimmt, dass der Differenzialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umgeschaltet werden kann, falls das vorübergehende Schalten zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand auch dann möglich ist, wenn das geforderte Kraftmaschinenmoment übermäßig groß ist.
Falls bei S2 eine positive Bestimmung erhalten wird, schreitet der Steuerfluss zu S3 entsprechend der Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90, um zu bestimmen, ob der Fettimpuls implementiert werden soll. Falls bei S3 eine negative Bestimmung erhalten wird, schreitet der Steuerfluss zu S4 entsprechend der Einrichtung 82 zum Bestimmen des Oszillationsbegrenzungsbereichs, um zu bestimmen, ob der Fahrzeugfahrtzustand in dem vorbestimmten Oszillationsbegrenzungsbereich ist.
Bei dem Beispiel gemäß der 12 wird die Bestimmung zum Implementieren des Fettimpulses bei einem Zeitpunkt T1 durchgeführt. Bei dem Beispiel gemäß der 13 wird die Bestimmung, dass sich der Fahrtzustand des Fahrzeugs in den Oszillationsbegrenzungsbereich in Folge einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert, bei einem Zeitpunkt T1 durchgeführt.
Falls bei S2 oder S4 eine negative Bestimmung erhalten wird, schreitet der Steuerfluss zu S5 entsprechend der Umschaltsteuereinrichtung 50, um den Differenzialabschnitt 11 in dem variablen Stufenschaltzustand zu halten, und die gegenwärtige Steuerroutine wird beendet.
Falls bei S3 oder S4 eine positive Bestimmung erhalten wird, schreitet der Steuerfluss zu S6 entsprechend der Umschaltsteuereinrichtung 50, um den Differenzialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umzuschalten, um zum Beispiel den Differenzialabschnitt 11 vorübergehen in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen, um zu ermöglichen, dass die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung das Moment des elektrischen Pfads steuert.
Der vorstehend angegebene Schritt S6 wird durch einen Schritt (nicht gezeigt) entsprechend der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung gefolgt, bei dem die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragende Kraftmaschinenmomentenänderung aufgrund des implementierten Fettimpulses oder aufgrund der Zündung der Kraftmaschinenzylinder begrenzt wird.
Bei dem Beispiel gemäß der 12 wird der Differenzialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (nicht gesperrter Zustand) bei einem Zeitpunkt T2 umgeschaltet, um eine Übertragung einer elektrischen Energie durch den elektrischen Pfad zu ermöglichen, und der Fettimpuls wird in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand während einer Zeitperiode nach einem Zeitpunkt T3 bis zu einem Zeitpunkt T4 implementiert. Um die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragende Kraftmaschinenmomentenänderung aufgrund des Fettimpulses zum begrenzen, wird das Moment des elektrischen Pfads (durch die Durchgezogene Linie angegeben) während einer Zeitperiode nach dem Zeitpunkt T2 bis zu einem Zeitpunkt T5 im Wesentlichen konstant gehalten, wobei die Zeitperiode die Zeitperiode zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 beinhaltet, während der Fettimpuls implementiert wird. Das Moment des elektrischen Pfads wird nämlich so beschränkt, dass ein Teil des Moments des elektrischen Pfads, das nicht zu den Antriebsrädern 38 übertragen wird, in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 gespeichert wird. Um die Kraftmaschinenmomentenänderung aufgrund des Fettimpulses zu verschieben, das bei dem Moment des mechanischen Pfads enthalten ist, kann das Moment des elektrischen Pfads während der Zeitperiode zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 reduziert werden, wie dies durch eine Zweipunktstrichlinie angegeben ist. In diesem Fall kann die Kraftmaschinenmomentenänderung weiter begrenzt werden, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist. Bei dem Beispiel gemäß der 12 wird der Differenzialabschnitt 11 zurück zu dem variablen Stufenschaltzustand bei dem Zeitpunkt t5 umgeschaltet, so dass der Differenzialabschnitt 11 in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand während der Zeitperiode zwischen den Zeitpunkten t2 und t5 gehalten wird. Jedoch kann nach der Beendigung des Fettimpulses (nach dem Zeitpunkt t4) der Schaltzustand des Differenzialabschnitts 11 in Abhängigkeit von dem Fahrtzustand des Fahrzeugs ausgewählt werden.
Bei dem Beispiel gemäß der 13 wird der Differenzialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (nicht gesperrter Zustand) bei einem Zeitpunkt t2 umgeschaltet, um zu ermöglichen, dass der Differenzialabschnitt 11 die Differenzialfunktion bewirkt. Um die Kraftmaschinenmomentenänderung aufgrund der periodischen Zündung der Kraftmaschinenzylinder zu begrenzen, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist, wird die erste Elektromotordrehzahl N_M1 synchron mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation während einer Zeitperiode nach dem Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3 geändert. Bei dem gegenwärtigen Beispiel gemäß der 13 wurde das Erfordernis zum Begrenzen der Kraftmaschinenmomentenoszillation, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist, bei dem Zeitpunkt t3 beseitigt, und der Differenzialabschnitt 11 wird zurück zu dem variablen Stufenschaltzustand bei dem Zeitpunkt t3 umgeschaltet, so dass der Differenzialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand während der Zeitperiode zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 gehalten wird. Nach dem Erfordernis zum Begrenzen der Kraftmaschinenmomentenoszillation (nach dem Zeitpunkt t3) kann jedoch der Schaltzustand des Differenzialabschnitts 11 in Abhängigkeit von dem Fahrtzustand des Fahrzeugs ausgewählt werden.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung so konfiguriert, dass sie die elektrische Energie, die zu dem zweiten Elektromotor M2 bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des Differenzialabschnitts 11 zuzuführen ist, so steuert, dass eine Änderung des zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragenden Übertragungsmoments ungeachtet einer Änderung des Abgabemoments der Kraftmaschine begrenzt wird, wodurch die Kraftmaschinenmomentenänderung, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist, zum Verbessern des Fahrverhaltens des Fahrzeugs begrenzt wird.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist des Weiteren so eingerichtet, dass die Umschaltsteuereinrichtung 50 zum Umschalten des Differenzialabschnitts 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand betreibbar ist, wenn der Differenzialabschnitt 11 in den nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand wie zum Beispiel in den variablen Stufenschaltzustand versetzt ist, um der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, die zu dem zweiten Elektromotor M2 zuzuführende elektrische Energie zu steuern, dass heißt das Moment des elektrischen Pfads zu steuern, so dass die zu dem zweiten Elektromotor M2 zuzuführende elektrische Energie durch die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung gesteuert wird, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist des Weiteren dazu eingerichtet, dass die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die zu dem zweiten Elektromotor M2 zuzuführende elektrische Energie beschränkt, während das Abgabemoment der Kraftmaschine aufgrund des Fettimpulses geändert wird, der durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 implementiert wird. Auch bei dem Ereignis einer Änderung des Kraftmaschinenmoments aufgrund des Fettimpulses wird dementsprechend die Kraftmaschinenmomentenänderung begrenzt, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist des Weiteren dazu eingerichtet, dass die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die zu dem zweiten Elektromotor M2 zuzuführende elektrische Energie beschränkt, während das Abgabemoment der Kraftmaschine aufgrund des Fettimpulses geändert wird, der durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 implementiert wird. Auch bei dem Ereignis einer Änderung des Kraftmaschinenmoments aufgrund des Fettimpulses wird dementsprechend die Kraftmaschinenmomentenänderung begrenzt, die zu den Antriebsrädern 38 zu übertragen ist, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist des Weiteren dazu eingerichtet, dass die Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die erste Elektromotordrehzahl N_M1 synchron mit der Kraftmaschinenmomentenoszillation ändert, die durch die Zündung der Kraftmaschinenzylinder verursacht wird, um dadurch die Kraftmaschinenmomentenoszillation zu begrenzen, die zu dem Leistungsübertragungselement 18 zu übertragen ist. In diesem Fall wird die Momentenoszillation der Kraftmaschine weniger wahrscheinlich zu dem stromabwärtigen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads wie zum Beispiel zu dem Leistungsübertragungselement 18, der Abgabewelle 22 und den Fahrzeugantriebsrädern 34 übertragen, so dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Bezugszeichen des vorangehenden Ausführungsbeispiels zum Identifizieren der entsprechenden Elemente verwendet, die nicht beschrieben werden.
[Ausführungsbeispiel 2]
Unter Bezugnahme auf die schematische Ansicht in der 14 ist eine Anordnung eines Getriebemechanismus 70 bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung gezeigt, und die 15 zeigt eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen den Gangpositionen des Getriebemechanismus 70 und unterschiedlichen Kombinationen von Eingriffszuständen der hydraulisch betätigten Reibkopplungsvorrichtungen zum jeweiligen Einrichten von diesen Gangpositionen angibt, während die 16 ein Kutzbachplan zum Beschreiben eines Schaltbetriebs des Getriebemechanismus 70 zeigt.
Der Getriebemechanismus 70 hat den Differenzialabschnitt 11 mit dem ersten Elektromotor M1, dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 und dem zweiten Elektromotor M2 wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel. Der Getriebemechanismus 70 hat des Weiteren einen Automatikgetriebeabschnitt 72 mit drei Vorwärtsantriebspositionen. Der Automatikgetriebeabschnitt 72 ist zwischen dem Differenzialabschnitt 11 und der Abgabewelle 22 angeordnet, und er ist mit dem Differenzialabschnitt 11 und der Abgabewelle 22 durch das Leistungsübertragungselement 18 in Reihe verbunden. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 hat den ersten Einfachritzel-Planetengetriebesatz 24 mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von zum Beispiel ungefähr 0,418 und die Schaltkupplung C0 sowie die Schaltbremse B0. Der Automatikgetriebeabschnitt 72 hat den zweiten Einfachritzel-Planetengetriebesatz 26 mit einem Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr zum Beispiel 0,532 und den dritten Einfachritzel-Planetengetriebesatz 28 mit einem Übersetzungsverhältnis ρ3 von ungefähr zum Beispiel 0,418. Das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 26 und das dritte Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebesatzes 28 sind einstückig aneinander als eine Einheit befestigt, wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden und wahlweise an das Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 fixiert. Der zweite Träger CA2 des zweiten Planetengetriebesatzes 26 und das dritte Hohlrad R3 des dritten Planetengetriebesatzes 28 sind einstückig aneinander befestigt und an der Abgabewelle 22 befestigt. Das zweite Hohlrad R2 wird wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden, und der dritte Träger CA3 wird wahlweise an das Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 fixiert.
Bei dem Getriebemechanismus 70, der gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist, wird eine Gangposition von einer ersten Gangposition (erste Geschwindigkeitsposition) bis zu einer vierten Gangposition (vierte Geschwindigkeitsposition), von einer Rückwärtsgangposition (Rückwärtsantriebsposition) und einer neutralen Position wahlweise durch Eingriffsvorgänge einer entsprechenden Kombination der Reibkopplungsvorrichtungen eingerichtet, die von der vorstehend beschriebenen Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse B0, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 ausgewählt werden, wie dies in der Tabelle in der 14 angegeben ist. Jene Gangpositionen haben verschiedene Drehrahlverhältnisse γ (Eingabewellendrehzahl N_IN/Abgabewellendrehzahl N_OUT), die sich als geometrische Reihe ändern. Insbesondere ist zu beachten, dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der mit der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 versehen ist, wahlweise durch einen Eingriff der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis, bei dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe mit einem fixierten Drehzahlverhältnis oder fixierten Drehzahlverhältnissen betreibbar ist, und auch in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt werden kann, in dem der Mechanismus 16 als das kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, das vorstehend beschrieben ist. Bei dem gegenwärtigen Getriebemechanismus 70 wird daher ein variables Stufengetriebe durch den Getriebeabschnitt 20 und den Differenzialabschnitt 11 gebildet, der in den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis durch einen Eingriff der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 versetzt wird. Des Weiteren ist ein kontinuierlich variables Getriebe durch den Getriebeabschnitt 20 und den Differenzialabschnitt 11 gebildet, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt wird, wobei weder die Schaltkupplung C0 noch die Bremse B0 in Eingriff ist. Anders gesagt wird der Getriebemechanismus 70 zu dem variablen Stufenschaltzustand durch einen Eingriff entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 und zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand durch Lösen sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 umgeschaltet.
Wenn der Getriebemechanismus 70 als das variable Stufengetriebe dient, wird die erste Gangposition mit dem höchsten Drehzahlverhältnis γ1 von ungefähr zum Beispiel 2,804 durch Eingriffsvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, und die zweite Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ2 von ungefähr zum Beispiel 1,531, das kleiner ist als das Drehzahlverhältnis γ1, wird durch Eingriffsvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, wie dies in der 15 angegeben ist. Des Weiteren wird die dritte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ3 von ungefähr zum Beispiel 1,000, das kleiner ist als das Drehzahlverhältnis γ2, durch Eingriffsvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet, und die vierte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ4 von ungefähr zum Beispiel 0,705, das kleiner ist als das Drehzahlverhältnis γ3, wird durch Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der der Schaltbremse B0 eingerichtet. Des Weiteren wird die Rückwärtsgangposition mit dem Drehzahlverhältnis γR von ungefähr zum Beispiel 2,393, das zwischen den Drehzahlverhältnissen γ1 und γ2 liegt, durch Eingriffsvorgänge der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet. Die neutrale Position N wird durch Eingreifen ausschließlich der Schaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn der Getriebemechanismus 70 als das kontinuierlich variable Getriebe dient, werden andererseits sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 gelöst, wie dies in der 15 angegeben ist, so dass der Differenzialabschnitt 11 als das kontinuierlich variable Getriebe dient, während der Automatikgetriebeabschnitt 72, der mit dem Differenzialabschnitt 11 in Reihe verbunden ist, als das variable Stufengetriebe dient, wodurch die Drehzahl der Drehbewegung, die zu dem Automatikgetriebe 72 übertragen wird, der in einer von der ersten bis dritten Gangposition versetzt ist, nämlich die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 kontinuierlich geändert wird, so dass das Drehzahlverhältnis des Getriebemechanismus 10 über einen vorbestimmten Bereich kontinuierlich variabel ist, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 72 in einen von diesen Gangpositionen versetzt wird. Dementsprechend wird das Gesamtdrehzahlverhältnis des Automatikgetriebeabschnitts 72 über die angrenzenden Gangpositionen kontinuierlich variabel, wodurch das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 70 als Ganzes kontinuierlich variabel ist.
Der Kutzbachplan in der 16 gibt durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in den jeweiligen Gangpositionen des Getriebemechanismus 70 an, der durch den Differenzialabschnitt 11, der als der kontinuierlich variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt dient, und den Automatikgetriebeabschnitt 72 gebildet ist, der als der variable Stufenschaltabschnitt oder der zweite Schaltabschnitt dient. Der Kutzbachplan in der 16 gibt die Drehzahlen der individuellen Elemente des Leistungsverteilungsmechanismus 16, 11 an, wenn sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Bremse B0 gelöst sind, und die Drehzahlen von jenen Elementen, wenn die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 im Eingriff ist, und zwar wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel.
In der 16 stellen vier vertikale Linien Y4, Y5, Y6 und Y7 entsprechend dem Automatikgetriebeabschnitt 72, die jeweils nach rechts gerichtet angeordnet sind, die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (viertes Element) RE4 in der Gestalt des zweiten und des dritten Sonnenrads S2, S3 dar, die einstückig aneinander befestigt sind, eines fünften Drehelements (fünftes Element) RE5 in der Gestalt des dritten Trägers CA3, eines sechsten Drehelements (sechstes Element) RE6 in der Gestalt des zweiten Trägers CA2 und des dritten Hohlrads R3, die einstückig aneinander befestigt sind, und eines siebten Drehelements (siebtes Element) RE7 in der Gestalt des zweiten Hohlrads R2. Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 72 wird das vierte Drehelement RE4 wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden, und es wird wahlweise an das Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 fixiert, und das fünfte Drehelement RE5 wird wahlweise an das Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 fixiert. Das sechste Drehelement REG ist an der Abgabewelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 72 befestigt, und das siebte Drehelement RE7 wird wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden.
Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 im Eingriff sind, wird der Automatikgetriebeabschnitt 72 in die erste Gangposition versetzt. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der ersten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist, und einer geneigten geraden Linie L1 dargestellt, die einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 (R2) angibt, und der horizontalen Linie X2 passiert, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y5, die die Drehzahl des fünften Drehelements RE5 (CA3) angibt, und der horizontalen Linie X1, wie dies in der 16 angegeben ist. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der zweiten Gangposition, die durch die Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L2, die durch jene Eingriffsvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 (CA2, R3) angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der dritten Gangposition, die durch die Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L3, die durch jene Eingriffsvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist. In der ersten bis dritten Gangposition, bei der die Schaltkupplung C0 in den Eingriffszustand versetzt ist, wird das siebte Drehelement RE7 mit derselben Drehzahl wie die Kraftmaschinendrehzahl N_E durch die von dem Differenzialabschnitt 11 aufgenommenen Antriebskraft gedreht. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 im Eingriff ist, wird das sechste Drehelement RE6 mit einer Drehzahl gedreht, die größer ist als die Kraftmaschinendrehzahl N_E, und zwar mit der von dem Differenzialabschnitt 11 aufgenommenen Antriebskraft. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der vierten Gangposition, die durch die Eingriffsvorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch jene Eingriffsvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt, das an der Abgabewelle 22 befestigt ist.
Der Getriebemechanismus 70 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird außerdem durch den Differenzialabschnitt 11, der als der kontinuierlich variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt dient, und den Automatikgetriebeabschnitt 72 gebildet, der als der variable (automatische) Stufenschaltabschnitt oder als der zweite Stufenabschnitt dient, und die Abgabewelle 22 ist mit dem dritten Elektromotor M3 versehen, so dass der gegenwärtige Getriebemechanismus 70 ähnliche Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel aufweist.
[Ausführungsbeispiel 3]
Die 17 zeigt ein Beispiel eines Sägezahnschalters 44 (nachfolgend als ein „Schalter 44” bezeichnet), der als eine Schaltzustandsauswahlvorrichtung dient, die manuell so konfiguriert ist, dass sie zum Auswählen des Differenzialzustands (nicht gesperrter Zustand) oder des Nicht-Differenzialzustands (gesperrter Zustand) des Leistungsverteilungsmechanismus 16 betreibbar ist, dass heißt um den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder den variablen Stufenschaltzustand des Getriebemechanismus 10 auszuwählen. Dieser Schalter 44 ermöglicht es dem Benutzer, den gewünschten Schaltzustand während der Fahrt des Fahrzeugs auszuwählen. Der Schalter 44 hat einen Knopf für eine Fahrt beim kontinuierlich variablen Schalten, der als „VARIABLE STUFEN” bezeichnet ist, um das Fahrzeug in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand zu fahren, und einen Knopf zum Fahren beim variablen Stufenschalten, der durch „KONTINUIERLICH VARIABEL” bezeichnet ist, um das Fahrzeug in dem variablen Stufenschaltzustand zu fahren, wie dies in der 17 gezeigt ist. Wenn der Knopf zum Fahren beim kontinuierlich variablen Schalten durch den Benutzer niedergedrückt wird, wird der Schalter 44 in eine kontinuierlich variable Schaltposition zum Auswählen des kontinuierlich variablen Schaltzustands versetzt, bei dem der Getriebemechanismus 10 als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist. Wenn der Knopf zum Fahren beim variablen Stufenschalten durch den Benutzer niedergedrückt wird, wird der Schalter 44 in die variable Stufenschaltposition zum Auswählen des variablen Stufenschaltzustands versetzt, bei dem der Getriebemechanismus als das variable Stufengetriebe betreibbar ist.
Bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen wird der Schaltzustand des Getriebemechanismus 10 auf der Grundlage des Fahrzeugzustands und gemäß dem Umschaltgrenzlinienkennfeld automatisch geschaltet, das anhand eines Beispiels in der 6 gezeigt ist. Jedoch kann der Schaltzustand des Getriebemechanismus 10, 70 durch eine manuelle Betätigung des Schalters 44 anstelle oder zusätzlich zu dem automatischen Umschaltbetrieb umgeschaltet werden. Die Umschaltsteuereinrichtung 50 kann nämlich so eingerichtet sein, dass sie den Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder in den variablen Stufenschaltzustand in Abhängigkeit dessen wahlweise versetzt, ob der Schalter 44 in seiner kontinuierlich variablen Schaltposition oder in seiner variablen Stufenschaltposition versetzt ist. Zum Beispiel betätigt der Benutzer manuell den Schalter 44, um den Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen, wenn der Benutzer einen Betrieb des Getriebemechanismus 10 als ein kontinuierlich variables Getriebe vorzieht oder die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Kraftmaschine verbessern möchte, oder alternativ in den variablen Stufenschaltzustand, wenn der Benutzer eine rhythmische Änderung der Kraftmaschinendrehzahl in Folge einer Schaltwirkung des variablen Stufengetriebes vorzieht.
Falls der variable Stufenschaltzustand des Getriebemechanismus 10 durch den Schalter 44 während der Fahrt des Fahrzeugs ausgewählt wird, wird der Differenzialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umgeschaltet, dass heißt er wird vorübergehend in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, um der Einrichtung 80 zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, dass sie das Kraftmaschinenmoment steuert, das zu dem zweiten Elektromotor M2 zu übertragen ist, dass heißt dass sie das Moment des elektrischen Pfades bei einer Bestimmung durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 steuert, dass der Fettimpuls implementiert werden soll, oder bei einer Bestimmung durch die Einrichtung 90 zum Bestimmen des Oszillationsbegrenzungsbereichs, dass der Fahrtzustand des Fahrzeugs in dem Oszillationsbegrenzungsbereich ist.
Der Schalter 44 kann eine neutrale Position aufweisen, bei der keiner von dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem variable Stufenschaltzustand ausgewählt sind. In diesem Fall kann der Schalter 44 in seiner neutralen Position versetzt werden, wenn der Benutzer den gewünschten Schaltzustand nicht ausgewählt hat oder es vorzieht, dass der Betriebemechanismus 10 automatisch entweder in den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder in den variablen Stufenschaltzustand versetzt wird.
Während die bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben wurden, so ist klar, dass die vorliegende Erfindung anderweitig ausgeführt werden kann.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Einrichtung 84 zum Bestimmen des nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustandes (Schritt S1 in der 11) dazu eingerichtet, eine Bestimmung dessen durchzuführen, ob der Differenzialabschnitt 11 in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht, in dem bestimmt wird, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in dem Eingriffszustand durch die Hydrauliksteuereinheit 42 versetzt ist. Jedoch kann die Bestimmung dadurch durchgeführt werden, dass bestimmt wird, ob der Fahrtzustand des Fahrzeugs, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abgabemoment T_OUT dargestellt wird, in dem variablen Stufenschaltbereich ist, der durch das Umschaltgrenzlinienkennfeld definiert ist, das in der 7 anhand eines Beispiels gezeigt ist, oder dass bestimmt wird, ob das Fahrzeug in dem variablen Stufenschaltzustand fährt, der durch den Schalter 44 ausgewählt ist.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 so konfiguriert, dass sie die Kraftstoffzuführungsmenge für einen vorgegebenen Wert des Drosselventilöffnungswinkels θ_TH so steuert, dass die Kraftstoffzuführungsmenge kleiner ist als die Menge des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, so dass die Kraftmaschine in dem mageren Verbrennungszustand betrieben wird, und dass die Kraftstoffzuführungsmenge größer ist als die Menge des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, so dass die Kraftmaschine in dem fetten Verbrennungszustand betrieben wird. Jedoch kann die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 so konfiguriert sein, dass sie den Drosselventilöffnungswinkel θ_TH für einen vorgegebenen Wert der Kraftstoffzuführungsmenge so steuert, dass der Drosselventilöffnungswinkel θ_TH größer ist als bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, so dass die Kraftmaschine in dem mageren Verbrennungszustand betrieben wird, und dass der Drosselventilöffnungswinkel θ_TH kleiner ist als bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, so dass die Kraftmaschine in dem fetten Verbrennungszustand betrieben wird. Vielfältige andere Abwandlungen der Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung 90 können geschaffen werden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Kraftmaschine 8 eine Zylindereinspritzbauart, die dazu eingerichtet ist, den Kraftstoff in die Zylinder einzuspritzen. Jedoch kann die Kraftmaschine 8 eine Bauart sein, die mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung versehen ist, welche dazu eingerichtet ist, den Kraftstoff in das Einlassrohr 95 einzuspritzen.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Betriebemechanismus 10, 70 zwischen seinem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem variablen Stufenschaltzustand dadurch umschaltbar, dass der Differenzialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16) wahlweise entweder in seinem Differenzialzustand, in dem Differenzialabschnitt als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, oder in seinen Nicht-Differenzialzustand (gesperrter Zustand) versetzt wird, in dem der Differenzialabschnitt 11 nicht als das variable Stufengetriebe betreibbar ist. Jedoch kann der in seinen Differenzialzustand versetzte Differenzialabschnitt 11 als das variable Stufengetriebe betreibbar sein, dessen Drehzahlverhältnis in Stufen variabel ist, anstatt dass es kontinuierlich variabel ist. Anders gesagt entsprechen der Differenzialzustand und der Nicht-Differenzialzustand des Differenzialabschnittes 11 jeweils nicht dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und variablen Stufenschaltzustand des Getriebemechanismus 10, 70 und daher muss der Differenzialabschnitt 11 nicht zwischen dem kontinuierlich variablen Zustand und dem variablen Stufenschaltzustand umgeschaltet werden. Das Prinzip dieser Erfindung ist auf irgendeinen Getriebemechanismus 10, 70 (Differenzialabschnitt 11 und Leistungsverteilungsmechanismus 16) anwendbar, der zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand umschaltbar ist.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2, die einen Teil des Automatikgetriebeabschnittes 20, 72 bilden, als Kopplungsvorrichtungen vorgesehen, die zum Versetzen des Leistungsübertragungspfades wahlweise entweder in den Leistungsübertragungszustand oder den Leistungsunterbrechungszustand betreibbar sind und diese erste Kupplung C1 und diese zweite Kupplung C2 sind zwischen dem Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 und dem Differenzialabschnitt 11 angeordnet. Jedoch können die erste und die zweite Kupplung C1, C2 zumindest durch eine Kopplungsvorrichtung ersetzt werden, die zum Versetzen des Leistungsübertragungspfads wahlweise entweder in den Leistungsübertragungszustand oder den Leistungsunterbrechungszustand betreibbar ist. Zum Beispiel kann jede Kopplungsvorrichtung der vorstehend angegebenen zumindest einen Kopplungsvorrichtung mit der Abgabewelle 22 oder mit einem geeigneten Drehelement des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 verbunden werden. Des Weiteren muss die Kopplungsvorrichtung nicht einen Teil des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 bilden, und sie kann unabhängig von dem Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 vorgesehen sein.
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der erste Träger CA1 an der Kraftmaschine 8 befestigt, und das erste Sonnenrad S1 ist an dem ersten Elektromotor M1 befestigt, während das erste Hohlrad R1 an dem Leistungsübertragungselement 18 befestigt ist. Jedoch ist diese Anordnung nicht wesentlich. Die Kraftmaschine 8, der erste Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 können an irgendwelchen anderen Elementen befestigt sein, die von den drei Elementen CA1, S1 und R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 ausgewählt sind.
Während die Kraftmaschine 8 direkt an der Eingabewelle 14 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen befestigt ist, kann die Kraftmaschine 8 wirksam mit der Eingabewelle 14 durch irgendein geeignetes Element wie zum Beispiel Zahnräder und ein Riemen verbunden sein, und sie muss nicht coaxial mit der Eingabewelle 14 angeordnet sein.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 coaxial mit der Eingabewelle 14 angeordnet, und sie sind an dem ersten Sonnenrad S1 bzw. dem Leistungsübertragungselement 18 befestigt. Jedoch ist diese Anordnung nicht wesentlich. Zum Beispiel können der erste und der zweite Elektromotor M1, M2 wirksam mit dem ersten Sonnenrad S1 bzw. mit dem Leistungsübertragungselement 18 oder der Abgabewelle 20 durch Zahnräder oder Riemen verbunden sein.
Auch wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, muss der Leistungsverteilungsmechanismus 16 nicht sowohl mit der Schaltkupplung C0 als auch der Bremse B0 versehen sein. Während die Schaltkupplung C0 zum wahlweisen Verbinden des ersten Sonnenrads S1 mit dem ersten Träger CA1 vorgesehen ist, kann die Schaltkupplung C0 zum wahlweisen Verbinden des ersten Sonnenrads S1 mit dem ersten Hohlrad R1 oder zum wahlweisen Verbinden des ersten Trägers CA1 mit dem ersten Hohlrad R1 vorgesehen sein. Die Schaltkupplung C0 kann nämlich dazu eingerichtet sein, beliebige zwei Elemente von den drei Elementen des ersten Planetengetriebesatzes 24 zu verbinden.
Während die Schaltkupplung C0 in Eingriff gelangt, um die neutrale Position N bei dem Getriebemechanismus 10, 70 in den dargestellten Ausführungsbeispielen einzurichten, muss die Schaltkupplung C0 nicht zum Einrichten der neutralen Position in Eingriff gelangen.
Die hydraulisch betätigten Reibkopplungsvorrichtungen, die als die Schaltkupplung C0, die Schaltbremse B0, etc. bei den dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet werden, können durch eine Kopplungsvorrichtung einer magnetisch betriebenen Bauart, einer elektromagnetischen Bauart oder einer mechanischen Bauart wie zum Beispiel eine Pulverkupplung (Magnetpulverkupplung), eine elektromagnetische Kupplung und eine kämmende Klauenkupplung ersetzt werden.
Während der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungselement 18 oder der Abgabewelle 22 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen verbunden ist, kann der zweite Elektromotor M2 mit einem Drehelement des Automatikgetriebeabschnitts 20, 70 verbunden sein.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der variable Stufengetriebeabschnitt 20, 72 in dem Leistungsübertragungspfad zwischen den Antriebsrädern 38 und dem Leistungsübertragungselement 18 angeordnet, dass das Abgabeelement des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts 11 ist, oder dem Leistungsverteilungsmechanismus 16. Jedoch kann der variable Stufengetriebeabschnitt 20, 72 durch irgendeine andere Bauart einer Leistungsübertragungsvorrichtung ersetzt werden, wie zum Beispiel: Ein Automatikgetriebe in der Gestalt eines kontinuierlich variablen Getriebes (CVT); ein Automatikgetriebe, das ein permanent kämmendes Getriebe mit zwei parallelen Achsen ist, das als ein Schaltgetriebe allgemein bekannt ist, und das durch Auswählen von Zylindern und durch Schalten von Zylindern automatisch geschaltet wird; und ein Schaltgetriebe einer synchron kämmenden Bauart, das manuell geschaltet wird. Wenn der variable Stufengetriebeabschnitt durch das kontinuierlich variable Getriebe (CVT) ersetzt wird, wird der Getriebemechanismus als Ganzes in den variablen Stufenschaltzustand versetzt, wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinem Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis versetzt wird. Bei dem variablen Stufenschaltzustand wird die Antriebskraft hauptsächlich durch einen mechanischen Leistungsübertragungspfad und nicht durch einen elektrischen Pfad übertragen. Das vorstehend genannte kontinuierlich variable Getriebe kann so gesteuert werden, dass sein Drehzahlverhältnis auf einen ausgewählten Wert aus einer Vielzahl fester Werte geändert wird, die jeweiligen Gangpositionen des variablen Stufengetriebes entsprechen, und die in einem Speicher gespeichert sind, so dass das Drehzahlverhältnis des Getriebemechanismus in Stufen geändert werden kann. Des Weiteren ist das Prinzip dieser Erfindung auf einen Getriebemechanismus anwendbar, der nicht mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 versehen ist. Wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 durch das kontinuierlich variable Getriebe (CVT) oder das permanent kämmende Getriebe ersetzt wird, oder wenn das Automatikgetriebe 20, 72 nicht vorgesehen ist, kann eine Kopplungsvorrichtung in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und den Antriebsrädern 38 so angeordnet sein, dass der Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungszustand und dem Leistungsunterbrechungszustand durch Eingriffs- und Lösevorgänge der Kopplungsvorrichtung umschaltbar ist.
Während der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen mit dem Differenzialabschnitt 11 durch das Leistungsübertragungselement 18 in Reihe verbunden ist, kann der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 coaxial an einer Vorgelegewelle angebracht oder angeordnet sein, die parallel zu der Eingabewelle 14 ist. In diesem Fall sind der Differenzialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 wirksam durch eine geeignete Leistungsübertragungsvorrichtung oder durch einen Satz von zwei Leistungsübertragungselementen wie zum Beispiel ein Paar Vorgelegezahnräder und eine Kombination einer Zahnscheibe und einer Kette miteinander verbunden.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als ein Differenzialmechanismus bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, kann durch eine Differenzialgetriebevorrichtung einschließlich eines durch die Kraftmaschine 8 gedrehten Ritzels und eines Paars Kegelzahnräder ersetzt werden, die das Ritzel kennen und wirksam mit dem ersten Elektromotor M1 bzw. dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden sind.
Während der Leistungsverteilungsmechanismus 16 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen durch einen Planetengetriebesatz 24 gebildet ist, kann er durch zwei oder mehrere Plantetengetriebesätze gebildet sein, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als ein Getriebe mit drei oder mehreren Gangpositionen in dem Nicht-Differenzialzustand (Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis) betreibbar ist.
Während der Schalter 44 ein Sägezahnschalter bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist, kann der Sägezahnschalter 44 durch einen einzigen Druckknopfschalter, zwei Druckknopfschalter, die wahlweise in Betätigungspositionen gedrückt werden, einen Hebelschalter, einen Gleitschalter oder irgendeinen anderen Schalter oder irgendeine andere Schaltvorrichtung ersetzt werden die zum Auswählen eines gewünschten Zustands von dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (Differenzialzustand) und dem variablen Stufenschaltzustand (Nicht-Differenzialzustand) betreibbar ist. Der Sägezahnschalter 44 kann eine neutrale Position aufweisen, oder er kann sie nicht aufweisen. Wenn der Sägezahnschalter 44 die neutrale Position nicht aufweist, dann kann ein zusätzlicher Schalter vorgesehen sein, um den Sägezahnschalter 44 zu aktivieren und zu deaktivieren. Die Funktion von diesem zusätzlichen Schalter entspricht der neutralen Position des Sägezahnschalters 44. Der Sägezahnschalter 44 kann durch eine Schaltvorrichtung ersetzt werden, die durch Sprache betreibbar ist, welche durch den Fahrer des Fahrzeugs generiert wird, oder durch einen Fuß des Fahrers des Fahrzeugs, anstatt dass er durch die Hand betätigt wird, um entweder den kontinuierlich variablen Schaltzustand (Differenzialzustand) oder den variablen Stufenschaltzustand (Nicht-Differenzialzustand) auszuwählen.
Es ist klar, dass die Ausführungsbeispiele der Erfindung nur dem Zwecke der Darstellung dienen, und dass die vorliegende Erfindung mit mannigfaltigen Änderungen und Abwandlungen ausgeführt werden kann, die für den Fachmann offensichtlich sind.

Claims

Steuergerät für ein Fahrzeugantriebssystem (10; 70) einschließlich einer Kraftmaschine (8) und eines kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts (11), der als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und einen Differenzialmechanismus (16) aufweist, der zum Verteilen einer Abgabe von der Kraftmaschine (8) zu einem ersten Elektromotor (M1) und einem Leistungsübertragungselement (18) betreibbar ist, und eines zweiten Elektromotors (M2), der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement (18) und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, und das Steuergerät ist gekennzeichnet durch: eine Differenzialzustandsumschaltvorrichtung (C0, B0), die in dem Differenzialmechanismus (16) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt (11) wahlweise entweder in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, in dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt (11) als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, oder in einen nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, in dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt (11) nicht als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist; eine Einrichtung (80) zum Steuern einer Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung, die so konfiguriert ist, dass sie eine elektrische Energie steuert, die zu dem zweiten Elektromotor (M2) in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts (11) zuzuführen ist, um eine Änderung eines zu dem Leistungsübertragungselement (18) zu übertragenden Übertragungsmoments zu begrenzen, wobei die Änderung durch eine Änderung eines Abgabemoments von der Kraftmaschine (8) verursacht wird; und eine Umschaltsteuereinrichtung (50), die dann betreibbar ist, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt (11) in dem nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und die so konfiguriert ist, dass sie den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt (11) zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umschaltet, um der Einrichtung zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, die zu dem zweiten Elektromotor (M2) zuzuführende elektrische Energie zu steuern.
Steuergerät für ein Fahrzeugantriebssystem (10; 70) einschließlich einer Kraftmaschine (8) und eines Differenzialabschnitts (11) mit einem Differenzialmechanismus (16), der zum Verteilen einer Abgabe von der Kraftmaschine (8) zu einem ersten Elektromotor (M1) und einem Leistungsübertragungselement (18) betreibbar ist, und eines zweiten Elektromotors (M2), der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement (18) und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, und das Steuergerät ist gekennzeichnet durch: eine Differenzialzustandsumschaltvorrichtung (C0, B0), die in dem Differenzialmechanismus (16) angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass sie den Differenzialabschnitt (11) wahlweise entweder in einen Differenzialzustand, in dem der Differenzialmechanismus (16) zum Durchführen einer Differenzialfunktion betreibbar ist, oder einen Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem der Differenzialmechanismus (16) nicht zum Durchführen der Differenzialfunktion betreibbar ist; eine Einrichtung (80) zum Steuern einer Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung, die zum Steuern einer elektrischen Energie konfiguriert ist, die zu dem zweiten Elektromotor (M2) in dem Differenzialzustand des Differenzialabschnitts (11) zuzuführen ist, um eine Änderung eines zu dem Leistungsübertragungselement (18) zu übertragenden Übertragungsmoments zu begrenzen, wobei die Änderung durch eine Änderung eines Abgabemoments von der Kraftmaschine (8) verursacht wird; und eine Umschaltsteuereinrichtung (50), die dann betreibbar ist, wenn der Differenzialabschnitt (11) in den Nicht-Differenzialzustand versetzt ist, und die zum Umschalten des Differenzialabschnitts (11) zu dem Differenzialzustand konfiguriert ist, um der Einrichtung (80) zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung zu ermöglichen, die zu dem zweiten Elektromotor (M2) zuzuführende elektrische Energie zu steuern.
Steuergerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kraftmaschine (8) ein variables Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufweist, wobei das Steuergerät des Weiteren eine Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung (90) aufweist, die zum Implementieren eines Fettimpulses zum vorübergehenden Halten des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem fetten Verbrennungszustand konfiguriert ist, und wobei die Einrichtung (80) zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die zu dem zweiten Elektromotor (M2) zuzuführende elektrische Energie beschränkt, während ein Abgabemoment von der Kraftmaschine (8) aufgrund des Fettimpulses geändert wird, der durch die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung (90) implementiert wird.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren mit einer elektrischen Energiespeichervorrichtung (60) zum Speichern der elektrischen Energie, und wobei die Einrichtung (80) zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung die zu dem zweiten Elektromotor (M2) zuzuführende elektrische Energie dadurch beschränkt, dass die elektrische Energie in der elektrischen Energiespeichervorrichtung (60) gespeichert wird.
Steuergerät gemäß Anspruch 4, wobei die Einrichtung (80) zum Steuern der Kraftmaschinenmomentenänderungsbegrenzung eine Drehzahl des ersten Elektromotors (M1) synchron mit einem Oszillieren eines Abgabemoments von der Kraftmaschine (8) ändert, um dadurch die Oszillation des Abgabemoments zu begrenzen, das zu dem Leistungsübertragungselement (18) zu übertragen ist.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung (C0, B0) den Differenzialmechanismus (18) in einen Differenzialzustand versetzt, in dem der Differenzialmechanismus (18) zum Durchführen einer Differenzialfunktion betreibbar ist, um dadurch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt (11) in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzten, und wobei sie den Differenzialmechanismus (18) in einen Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem der Differenzialmechanismus (18) nicht zum Durchführen der Differenzialfunktion betreibbar ist, um dadurch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt (11) in den nicht-kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen.
Steuergerät gemäß Anspruch 6, wobei der Differenzialmechanismus (16) ein erstes Element (C1), das mit der Kraftmaschine (8) verbunden ist, ein zweites Element (S1), das mit dem ersten Elektromotor (M1) verbunden ist, und ein drittes Element (R1) aufweist, das mit dem Leistungsübertragungselement (18) verbunden ist, und wobei die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung (C0, B0) das erste bis dritte Element (RE1–RE3) dazu veranlasst, dass sie relativ zueinander drehbar sind, um dadurch den Differenzialabschnitt (11) in den Differenzialzustand zu versetzen, und wobei sie das erste bis dritte Element (RE1–RE3) dazu veranlasst, dass sie als eine Einheit gedreht werden oder das zweite Element (RE2) stationär halten, um dadurch den Differenzialabschnitt (11) in den Nicht-Differenzialzustand zu versetzen.
Steuergerät gemäß Anspruch 7, wobei die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung eine Kupplung (C0), die zum Verbinden von zwei beliebigen Elementen von dem ersten bis dritten Element betreibbar ist, damit sich das erste bis dritte Elements als eine Einheit drehen, und/oder eine Bremse (B0) aufweist, die zum Fixieren des zweiten Elements (RE2) an einem stationären Element (12) betreibbar ist.
Steuergerät gemäß Anspruch 8, wobei die Kupplung (C0) und die Bremse (B0) gelöst werden, um den Differenzialmechanismus (16) in den Differenzialzustand zu versetzen, in dem das erste bis dritte Element (RE1–RE3) relativ zueinander drehbar sind, um dem Differenzialmechanismus (16) zu ermöglichen, dass er als eine elektrisch gesteuerte Differenzialvorrichtung betrieben wird, und wobei die Kupplung (C0) in Eingriff gelangt, um dem Differenzialmechanismus (16) zu ermöglichen, dass er als ein Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis von 1 betrieben wird, oder wobei die Bremse (B0) in Eingriff gelangt, um dem Differenzialmechanismus (16) zu ermöglichen, dass er als ein Übersetzungsgetriebe mit einem Drehzahlverhältnis betrieben wird, das kleiner als 1 ist.
Steuergerät gemäß Anspruch 7, wobei der Differenzialmechanismus (16) ein Planetengetriebesatz (24) ist, der einen Träger (C1), der als das erste Element (RE1) dient, ein Sonnenrad (S1), das als das zweite Element (RE2) dient, und ein Hohlrad (R1) aufweist, das als das dritte Element (RE3) dient.
Steuergerät gemäß Anspruch 10, wobei der Planetengetriebesatz (24) ein Einfachritzel-Planetengetriebesatz ist.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 und 3 bis 11, wobei der Leistungsübertragungspfad einen anderen Getriebeabschnitt (20; 72) aufweist, und wobei das Fahrzeugantriebssystem (10; 70) ein Gesamtdrehzahlverhältnis aufweist, das durch ein Drehzahlverhältnis des anderen Getriebeabschnitts (20; 72) und durch ein Drehzahlverhältnis des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts (11) definiert ist.
Steuergerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Leistungsübertragungspfad einen anderen Getriebeabschnitt (20; 72) aufweist, und wobei das Fahrzeugantriebssystem (10; 70) ein Gesamtdrehzahlverhältnis aufweist, das durch ein Drehzahlverhältnis des anderen Getriebeabschnitts (20; 72) und durch ein Drehzahlverhältnis des Differenzialabschnitts (11) definiert ist.
Steuergerät gemäß Anspruch 12, wobei der andere Getriebeabschnitt ein variables Stufenautomatikgetriebe (20; 72) ist.
Steuergerät gemäß Anspruch 13, wobei der andere Getriebeabschnitt ein variables Stufenautomatikgetriebe (20; 72) ist.