DE112006001549T5

DE112006001549T5 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem

Info

Publication number: DE112006001549T5
Application number: DE112006001549T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Toyota Tabata; Yuji Toyota Inoue; Atsushi Toyota Kamada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2008-06-26
Also published as: JP4320650B2; US7901319B2; US20100041511A1; CN101242980A; CN101242980B; WO2006137586A1; JP2007001390A

Abstract

Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem ersten Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs umfasst, gekennzeichnet durch
eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um eine Differentialfunktion der Differentialeinrichtung zu begrenzen, zum Begrenzen eines Betriebs des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe; und
eine Schaltsteuereinrichtung, die während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, betrieben wird, zum Versetzen des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugantriebssystem, das eine Differentialeinrichtung umfasst, die betreibbar ist, um eine Differentialfunktion durchzuführen, und Elektromotoren und insbesondere auf Verfahren zum Reduzieren der Größe der Elektromotoren.
HINTERGRUNDTECHNIK
Es ist ein Antriebssystem für ein Fahrzeug bekannt, das eine Differentialeinrichtung, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und seiner Ausgangswelle zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor, der zwischen der Ausgangswelle der Differentialeinrichtung und Antriebsrädern des Fahrzeugs angeordnet ist, umfasst. Das Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel eines solchen Fahrzeugantriebssystems, das ein Hybridfahrzeugantriebssystem ist. Bei diesem Hybridfahrzeugantriebssystem ist die Differentialeinrichtung beispielsweise durch einen Planetenradsatz gebildet, und ein Hauptteil einer Antriebskraft der Maschine wird zu den Antriebsrädern durch die Differentialfunktion der Differentialeinrichtung mechanisch übertragen, während der Rest der Antriebskraft von dem ersten Elektromotor zu dem zweiten Elektromotor durch einen elektrischen Weg dazwischen elektrisch übertragen wird, so dass das Fahrzeugantriebssystem als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis kontinuierlich variabel ist, beispielsweise als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe, funktioniert, wodurch möglich gemacht wird, das Fahrzeug unter der Steuerung einer Steuervorrichtung anzutreiben, wenn die Maschine in einem optimalen Betriebszustand mit einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit gehalten wird.

Patentdokument 1: JP-2003-301731 A
Patentdokument 2: JP-2001-112101 A

Ein kontinuierlich variables Getriebe ist allgemein als ein Getriebe, das eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs erlaubt, bekannt, während ein Getriebe eines Übersetzungstyps, wie ein stufenvariables automatisches Getriebe, andererseits als ein Getriebe mit einem hohen Leistungsübertragungswirkungsgrad bekannt ist. Es ist jedoch keine Leistungsübertragungseinrichtung mit den Vorteilen jener zwei Typen eines Getriebes verfügbar. Das Hybridfahrzeugantriebssystem, das in dem im Vorhergehenden identifizierten Patentdokument 1 offenbart wird, umfasst beispielsweise den elektrischen Weg zum Übertragen einer elektrischen Energie von dem ersten Elektromotor zu dem zweiten Elektromotor, nämlich einen Leistungsübertragungsweg zum Übertragen eines Teils der Fahrzeugantriebskraft als eine elektrische Energie, so dass es erforderlich ist, dass der erste Elektromotor groß ist, um einen Bedarf an einer erhöhten Ausgangsleistung der Maschine zu erfüllen, und es erforderlich ist, dass der zweite Elektromotor, der durch die elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor erzeugt wird, angetrieben wird, ebenfalls demgemäß groß ist, wodurch die Gesamtgröße des Hybridfahrzeugantriebssystems dazu tendiert, groß zu sein. Es sei ferner bemerkt, dass ein Teil der Ausgangsleistung der Maschine einmal in eine elektrische Energie umgewandelt wird, die anschließend in eine mechanische Energie, die zu den Antriebsrädern zu übertragen ist, umgewandelt wird, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs unter einer Fahrbedingung des Fahrzeugs, z. B. während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs, möglicherweise verschlechtert sein kann. Dort, wo die im Vorhergehenden beschriebene Differentialeinrichtung ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, beispielsweise ein kontinuierlich variables Getriebe (engl.: continuously variable transmission), ein sogenanntes „elektrisches CVT", ist, leidet das Fahrzeugantriebssystem unter einem ähnlichen Problem.
Es ist ein Antriebssystem für ein sogenanntes „Elektro-Vierradantriebs-"(engl.: electric four-wheel drive; electric 4WD)Fahrzeug allgemein bekannt, das mit einer Mehrzahl von Antriebsvorrichtungen versehen ist, die eine Hauptantriebsvorrichtung mit einer Maschine als einer Antriebsleistungsquelle zum Antreiben von entweder Vorder- oder Hinterrädern und eine Zusatzantriebsvorrichtung bestehend aus lediglich einem Elektromotor, der als eine Antriebsleistungsquelle zum Antreiben der anderen der Vorder- und Hinterräder vorgesehen ist, umfasst. Das Patentdokument 2 offenbart ein Beispiel eines solchen Elektro-4WD-Fahrzeugantriebssystems. Obwohl eine Batterie vorübergehend verwendet werden kann, um dem Elektromotor der Zusatzantriebsvorrichtung eine elektrische Energie zuzuführen, wird allgemein eine elektrische Energie, die durch Verwenden einer Ausgangsleistung einer Maschine erzeugt wird, dem Elektromotor der Zusatzantriebsvorrichtung zugeführt.
Bei einem Fahrzeugantriebssystem, das das im Vorhergehenden beschriebene Hybridfahrzeugantriebssystem ist, das mit der Zusatzantriebsvorrichtung des im Vorhergehenden beschriebenen Elektro-4WD-Fahrzeugantriebssystems kombiniert ist, wird ebenfalls allgemein die elektrische Energie, die durch Verwenden der Ausgangsleistung der Maschine erzeugt wird, dem Elektromotor der Zusatzantriebsvorrichtung zugeführt. Bei diesem Fahrzeugantriebssystem wird beispielsweise ein erster Elektromotor verwendet, um die elektrische Energie zu erzeugen. Bei diesem Fall funktioniert der erste Elektromotor nicht nur, um dem Antriebssystem zu erlauben, als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe in Betrieb zu sein, sondern funktioniert ferner als ein Elektrogenerator. Wenn die Funktion des ersten Elektromotors, dem Antriebssystem zu erlauben, als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe in Betrieb zu sein, Priorität vor der Funktion als der Elektrogenerator hat, besteht ein Risiko einer Verschlechterung eines Elektrizitätserzeugungswirkungsgrads des ersten Elektromotors. Die Verschlechterung des Elektrizitätserzeugungswirkungsgrads resultiert in einer Reduzierung der Menge der elektrischen Energie, die dem Elektromotor der Zusatzantriebsvorrichtung zugeführt wird, und einer folgenden Reduzierung einer Verschlechterung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der im Vorhergehenden beschriebenen Hintergrundtechnik geschaffen. Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht daher darin, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem zu schaffen, das eine Differentialeinrichtung, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied eines Fahrzeugantriebsrads vorgesehen ist, wobei die Steuervorrichtung eine Größenreduzierung oder eine Kraftstoffwirtschaftlichkeitsverbesserung des Fahrzeugantriebssystems erlaubt und einen Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad eines Elektrogenerators verbessert.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 ist eine Steuervorrichtung für (a) ein Fahrzeugantriebssystem geschaffen, das einen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem ersten Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs umfasst, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass dieselbe (b) eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um eine Differentialfunktion der Differentialeinrichtung zu begrenzen, zum Begrenzen eines Betriebs des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe und (c) eine Schaltsteuereinrichtung aufweist, die während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, betrieben wird, zum Versetzen des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts in einem kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem, das wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, ist der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt des Fahrzeugantriebssystems durch die Differentialbegrenzungsvorrichtung zwischen einem Differentialzustand, bei dem die Differentialeinrichtung betreibbar ist, um die Differentialfunktion ohne eine Begrenzung durchzuführen, das heißt einem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, und einem Nicht-Differentialzustand, wie einem blockierten Zustand, bei dem die Differentialeinrichtung nicht betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, das heißt einem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe nicht betreibbar ist, schaltbar. Das Fahrzeugantriebssystem hat demgemäß sowohl einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, geliefert wird, als auch einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads, der durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Übersetzungstyps, die für eine mechanische Übertragung einer Leistung aufgebaut ist, geliefert wird.
Wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt beispielsweise bei einem Normalausgangsleistungszustand der Maschine während eines Niedriggeschwindigkeits- oder eines Mittelgeschwindigkeitsfahrens oder eines Niedrigausgangsleistungs- oder eines Mittelausgangsleistungsfahrens des Fahrzeugs in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert. Wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird die Ausgangsleistung der Maschine vor allem durch den mechanischen Leistungsübertragungsweg zu dem Antriebsrad übertragen, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit infolge einer Reduzierung eines Verlusts einer Umwandlung einer mechanischen Energie in eine elektrische Energie, die stattfinden würde, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, betrieben wird, verbessert wird. Dort, wo der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt während eines Hochausgangsleistungsfahrzustands des Fahrzeugs in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, betrieben, lediglich wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder -ausgangsleistung relativ niedrig oder mittelgroß ist, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie, die durch den Elektromotor erzeugt wird, das heißt die maximale Menge an elektrischer Energie, die von dem Elektromotor übertragen werden muss, reduziert werden kann, was es möglich macht, die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor umfasst, zu minimieren.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem, das den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, dessen Betrieb als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe begrenzt werden kann, umfasst, wird die Schaltsteuereinrichtung während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, betrieben, um den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, zu schalten, so dass die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine als ein Elektrogenerator betrieben wird, infolge der Differentialfunktion der Differentialeinrichtung gesteuert wird, um einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad zu gewährleisten, als wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in einen nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors (die Geschwindigkeit des ersten Elektromotors) und die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine (die Maschinengeschwindigkeit) durch eine Fahrzeugfahrgeschwindigkeit bestimmt sind, versetzt ist.
Der erste Elektromotor wird z. B. mit einer Geschwindigkeit, die dem ersten Elektromotor erlaubt, eine ausreichende Menge an elektrischer Energie, die dem dritten Elektromotor zum Antreiben des zweiten Antriebsrads zuzuführen ist, zu erzeugen, und die einen maximalen Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des ersten Elektromotors gewährleistet, betrieben. Es ist demgemäß möglich, eine Verschlechterung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs während des Vierradantriebsfahrens, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 2 ist eine Steuervorrichtung für (a) ein Fahrzeugantriebssystem geschaffen, das einen Differentialabschnitt, der als eine elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung betreibbar ist und der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem ersten Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs umfasst, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass dieselbe (b) eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um eine Differentialfunktion der Differentialeinrichtung zu begrenzen, zum Begrenzen eines Betriebs des Differentialabschnitts als die elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung und (c) eine Schaltsteuereinrichtung aufweist, die während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, betrieben wird, zum Versetzen des Differentialabschnitts in einen Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt als die elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung betreibbar ist.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem, das wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, ist der Differentialabschnitt des Fahrzeugantriebssystems durch die Differentialbegrenzungsvorrichtung zwischen einem Differentialzustand, bei dem die Differentialeinrichtung betreibbar ist, um die Differentialfunktion ohne eine Begrenzung durchzuführen, das heißt einem Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, und einem Nicht-Differentialzustand, wie einem blockierten Zustand, bei dem die Differentialeinrichtung nicht betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, das heißt einem Nicht-Differentialzustand, z. B. einem blockierten Zustand, bei dem der Differentialabschnitt nicht betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, schaltbar. Das Fahrzeugantriebssystem hat demgemäß sowohl einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, geliefert wird, und einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads, der durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Übersetzungstyps, die für eine mechanische Übertragung einer Leistung aufgebaut ist, geliefert wird.
Wenn der Differentialabschnitt beispielsweise bei einem Normalausgangsleistungszustand der Maschine während eines Niedriggeschwindigkeits- oder eines Mittelgeschwindigkeitsfahrens oder eines Niedrigausgangsleistungs- oder eines Mittelausgangsleistungsfahrens des Fahrzeugs in den Differentialzustand versetzt ist, wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert. Wenn der Differentialabschnitt während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs in den Nicht-Differentialzustand versetzt ist, wird die Ausgangsleistung der Maschine vor allem durch den mechanischen Leistungsübertragungsweg zu dem Antriebsrad übertragen, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit infolge einer Reduzierung eines Verlusts einer Umwandlung einer mechanischen Energie in eine elektrische Energie, die stattfinden würde, wenn der Differentialabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, betrieben wird, verbessert wird. Dort, wo der Differentialabschnitt während eines Hochausgangsleistungsfahrzustands des Fahrzeugs in den Nicht-Differentialzustand versetzt ist, wird der Differentialabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, lediglich betrieben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder -ausgangsleistung relativ niedrig oder mittelgroß ist, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie, die durch den Elektromotor erzeugt wird, das heißt die maximale Menge an elektrischer Energie, die von dem Elektromotor übertragen werden muss, reduziert werden kann, was es möglich macht, die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor umfasst, zu minimieren.
Bei dem vorliegenden Fahrzeugantriebssystem, das den Differentialabschnitt, dessen Differentialfunktion begrenzt werden kann, umfasst, wird die Schaltsteuereinrichtung während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, betrieben, um den Differentialabschnitt zu dem Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt als die elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung betreibbar ist, zu schalten, so dass die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine als ein Elektrogenerator betrieben wird, infolge der Differentialfunktion der Differentialeinrichtung gesteuert wird, um einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad zu gewährleisten, als wenn der Differentialabschnitt in einen Nicht-Differentialzustand, bei dem die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors (die Geschwindigkeit des ersten Elektromotors) und die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine (die Maschinengeschwindigkeit) durch eine Fahrzeugfahrgeschwindigkeit bestimmt sind, versetzt ist.
Der erste Elektromotor wird z. B. mit einer Geschwindigkeit, die dem ersten Elektromotor erlaubt, eine ausreichende Menge an elektrischer Energie, die dem dritten Elektromotor zum Antreiben des zweiten Antriebsrads zuzuführen ist, zu erzeugen, und die einen maximalen Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des ersten Elektromotors gewährleistet, betrieben. Es ist demgemäß möglich, eine Verschlechterung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs während des Vierradantriebsfahrens, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 3 ist eine Steuervorrichtung für (a) ein Fahrzeugantriebssystem geschaffen, das einen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass dieselbe (b) eine Differentialzustand-Schaltvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt zwischen einem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist, und einem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe nicht betreibbar ist, selektiv zu schalten, und (c) eine Elektromotor-Steuereinrichtung zum Ändern einer Bedingung einer Erzeugung einer elektrischen Energie abhängig davon, ob der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht, aufweist.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem, das wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, ist der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt des Fahrzeugantriebssystems durch die Differentialzustand-Schaltvorrichtung zwischen einem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, und einem nicht nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, beispielsweise einem stufenvariablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe nicht betreibbar ist, schaltbar. Das Fahrzeugantriebssystem hat demgemäß sowohl einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, geliefert wird, als auch einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads, der durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Übersetzungstyps, die für eine mechanische Übertragung einer Leistung aufgebaut ist, geliefert wird.
Wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt beispielsweise bei einem Normalausgangsleistungszustand der Maschine während eines Niedriggeschwindigkeits- oder eines Mittelgeschwindigkeitsfahrens oder eines Niedrigausgangsleistungs- oder eines Mittelausgangsleistungsfahrens des Fahrzeugs in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert. Wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird die Ausgangsleistung der Maschine vor allem durch den mechanischen Leistungsübertragungsweg zu dem Antriebsrad übertragen, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit infolge einer Reduzierung eines Verlusts einer Umwandlung einer mechanischen Energie in eine elektrische Energie, die stattfinden würde, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, betrieben wird, verbessert wird. Dort, wo der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt während eines Hochausgangsleistungsfahrzustands des Fahrzeugs in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, betrieben, lediglich wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder -ausgangsleistung relativ niedrig oder mittelgroß ist, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie, die durch den Elektromotor erzeugt wird, das heißt die maximale Menge an elektrischer Energie, die von dem Elektromotor übertragen werden muss, reduziert werden kann, was es möglich macht, die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor umfasst, zu minimieren.
Bei dem vorliegenden Fahrzeugantriebssystem, das den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der zwischen dem kontinuierlich variablen und dem stufenvariablen Schaltzustand schaltbar ist, umfasst, wird die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie abhängig davon, ob der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht, durch die Elektromotor-Steuereinrichtung geändert, so dass die Menge an erzeugter elektrischer Energie abhängig von dem derzeitigen Schaltzustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts passend gesteuert werden kann, wodurch der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des Elektromotors verbessert wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 umfasst das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines anderen zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs als das im Vorhergehenden gezeigte Antriebsrad, und die Elektromotor-Steuereinrichtung ändert während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, die Bedingung der Erzeugung einer elektrischen Energie, die dem dritten Elektromotor zuzuführen ist. Bei diesem Fall ist es möglich, die elektrische Energie, die dem dritten Elektromotor zum Antreiben des zweiten Antriebsrads zuzuführen ist, zu erzeugen, wodurch es möglich gemacht wird, eine Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit während eines Elektro-4WD-Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 ändert die Elektromotor-Steuereinrichtung durch Wechseln eines Elektrogenerators, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine betrieben wird, um die elektrische Energie zu erzeugen, die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie. Bei diesem Fall wird abhängig von dem derzeitigen Schaltzustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts der erste Elektromotor oder der zweite Elektromotor als der Elektrogenerator verwendet, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie erzeugt wird, wobei der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des Elektrogenerators verbessert wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 betreibt die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor als einen Elektrogenerator, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist. Bei diesem Fall wird die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors infolge der Differentialfunktion der Differentialeinrichtung bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts zu einem Wert, der einen hohen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung gewährleistet, gesteuert, was es möglich macht, einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des ersten Elektromotors als bei dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts, bei dem die Geschwindigkeit des ersten Elektromotors und die Maschinengeschwindigkeit durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt und beeinflusst sind, zu gewährleisten. Dort, wo das Fahrzeugantriebssystem beispielsweise ferner den dritten Elektromotor zum Antreiben der anderen zweiten Antriebsräder als die im Vorhergehenden gezeigten Antriebsräder umfasst, liefert der erste Elektromotor eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um den dritten Elektromotor zum Antreiben der zweiten Antriebsräder zu betreiben, während gleichzeitig der erste Elektromotor mit der Geschwindigkeit, die einen maximalen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung des ersten Elektromotors gewährleistet, betrieben wird. Es ist demgemäß möglich, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahrzustand, wobei die zweiten Antriebsräder durch den dritten Elektromotor angetrieben werden, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 7 betreibt die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor als einen Elektrogenerator, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist. Bei diesem Fall erzeugen der erste Elektromotor und/oder der zweite Elektromotor eine erforderliche Menge an elektrischer Energie. Dort, wo das Fahrzeugantriebssystem beispielsweise ferner den dritten Elektromotor zum Antreiben der anderen zweiten Antriebsräder als die im Vorhergehenden gezeigten Antriebsräder umfasst, liefern oder liefert der erste Elektromotor und/oder der zweite Elektromotor eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um den dritten Elektromotor zum Antreiben der zweiten Antriebsräder zu betreiben, was es möglich macht, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahrzustand, wobei die zweiten Antriebsräder durch den dritten Elektromotor angetrieben werden, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 8 ist eine Steuervorrichtung für (a) ein Fahrzeugantriebssystem geschaffen, das einen Differentialabschnitt umfasst, der eine Differentialeinrichtung, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor hat, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem ersten Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass dieselbe (b) eine Differentialzustand-Schaltvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um den Differentialabschnitt zwischen einem Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt betreibbar ist, um eine Differentialfunktion durchzuführen, und einem Nicht-Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt nicht betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, selektiv zu schalten, und (c) eine Elektromotor-Steuereinrichtung zum Ändern einer Bedingung einer Erzeugung einer elektrischen Energie abhängig davon, ob der Differentialabschnitt in den Differentialzustand versetzt ist oder nicht, aufweist.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem, das wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, ist der Differentialabschnitt des Fahrzeugantriebssystems durch die Differentialzustand-Schaltvorrichtung zwischen einem Differentialzustand, bei dem die Differentialeinrichtung betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, und einem Nicht-Differentialzustand, wie einem blockierten Zustand, bei dem der Differentialabschnitt nicht betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, schaltbar. Das Fahrzeugantriebssystem hat demgemäß sowohl einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, geliefert wird, als auch einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads, der durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Übersetzungstyps, die für eine mechanische Übertragung einer Leistung aufgebaut ist, geliefert wird.
Wenn der Differentialabschnitt beispielsweise bei einem Normalausgangsleistungszustand der Maschine während eines Niedriggeschwindigkeits- oder eines Mittelgeschwindigkeitsfahrens oder eines Niedrigausgangsleistungs- oder eines Mittelausgangsleistungsfahrens des Fahrzeugs in den Differentialzustand versetzt ist, wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert. Wenn der Differentialabschnitt während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs in den Nicht-Differentialzustand versetzt ist, wird die Ausgangsleistung der Maschine vor allem durch den mechanischen Leistungsübertragungsweg zu dem Antriebsrad übertragen, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit infolge einer Reduzierung eines Verlusts einer Umwandlung einer mechanischen Energie in eine elektrische Energie, die stattfinden würde, wenn der Differentialabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, betrieben wird, verbessert wird. Dort, wo der Differentialabschnitt während eines Hochausgangsleistungsfahrzustands des Fahrzeugs in den Nicht-Differentialzustand versetzt ist, wird der Differentialabschnitt als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, lediglich betrieben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder -ausgangsleistung relativ niedrig oder mittelgroß ist, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie, die durch den Elektromotor erzeugt wird, das heißt die maximale Menge an elektrischer Energie, die von dem Elektromotor übertragen werden muss, reduziert werden kann, was es möglich macht, die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Fahrzeugantriebssystems, das den Elektromotor umfasst, zu minimieren.
Bei dem vorliegenden Fahrzeugantriebssystem, das den Differentialabschnitt, der zwischen dem Differential- und dem Nicht-Differentialzustand schaltbar ist, umfasst, wird die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie abhängig davon, ob der Differentialabschnitt in den Differentialzustand versetzt ist oder nicht, durch die Elektromotor-Steuereinrichtung geändert, so dass die Menge an erzeugter elektrischer Energie abhängig von dem derzeitigen Schaltzustand des Differentialabschnitts passend gesteuert werden kann, wodurch der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des Elektromotors verbessert wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 9 umfasst das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines anderen zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs als das im Vorhergehenden gezeigte Antriebsrad, und die Elektromotor-Steuereinrichtung ändert während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, die Bedingung der Erzeugung einer elektrischen Energie, die dem dritten Elektromotor zuzuführen ist. Bei diesem Fall ist es möglich, die elektrische Energie, die dem dritten Elektromotor zum Antreiben des zweiten Antriebsrads zuzuführen ist, zu erzeugen, wodurch es möglich gemacht wird, eine Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit während eines Elektro-4WD-Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 10 ändert die Elektromotor-Steuereinrichtung durch Wechseln eines Elektrogenerators, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine betrieben wird, um die elektrische Energie zu erzeugen, die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie. Bei diesem Fall wird abhängig von dem derzeitigen Schaltzustand des Differentialabschnitts der erste Elektromotor oder der zweite Elektromotor als der Elektrogenerator verwendet, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie erzeugt wird, wobei der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des Elektrogenerators verbessert wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 11 betreibt die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor als einen Elektrogenerator, wenn der Differentialabschnitt in einen Differentialzustand versetzt ist. Bei diesem Fall wird die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors infolge der Differentialfunktion der Differentialeinrichtung bei dem Differentialzustand des Differentialabschnitts zu einem Wert, der einen hohen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung gewährleistet, gesteuert, was es möglich macht, einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des ersten Elektromotors als bei dem Nicht-Differentialzustand des Differentialabschnitts, bei dem die Geschwindigkeit des ersten Elektromotors und die Maschinengeschwindigkeit durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt und beeinflusst sind, zu gewährleisten. Dort, wo das Fahrzeugantriebssystem beispielsweise ferner den dritten Elektromotor zum Antreiben der anderen zweiten Antriebsräder als die im Vorhergehenden gezeigten Antriebsräder umfasst, liefert der erste Elektromotor eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um den dritten Elektromotor zum Antreiben der zweiten Antriebsräder zu betreiben, während gleichzeitig der erste Elektromotor mit der Geschwindigkeit, die einen maximalen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung des ersten Elektromotors gewährleistet, betrieben wird. Es ist demgemäß möglich, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahrzustand, wobei die zweiten Antriebsräder durch den dritten Elektromotor angetrieben werden, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 12 betreibt die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor als einen Elektrogenerator, wenn der Differentialabschnitt in den Differentialzustand versetzt ist. Bei diesem Fall erzeugen der erste Elektromotor und/oder der zweite Elektromotor eine erforderliche Menge an elektrischer Energie. Dort, wo das Fahrzeugantriebssystem beispielsweise ferner den dritten Elektromotor zum Antreiben der anderen zweiten Antriebsräder als die im Vorhergehenden gezeigten Antriebsräder umfasst, liefern oder liefert der erste Elektromotor und/oder der zweite Elektromotor eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um den dritten Elektromotor zum Antreiben der zweiten Antriebsräder zu betreiben, was es möglich macht, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahrzustand, wobei die zweiten Antriebsräder durch den dritten Elektromotor angetrieben werden, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 13 umfasst das Fahrzeugantriebssystem ferner eine Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie, die fähig ist, eine elektrische Energie zuzuführen, und die Elektromotor-Steuereinrichtung ist konfiguriert, um die elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie zuzuführen, wenn der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor nicht als der Elektrogenerator verwendet werden können. Bei diesem Fall liefert die Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie die erforderliche Menge an elektrischer Energie. Dort, wo das Fahrzeugantriebssystem beispielsweise einen dritten Elektromotor, der betreibbar ist, um ein anderes zweites Antriebsrad des Fahrzeugs als das im Vorhergehenden gezeigte Antriebsrad anzutreiben, umfasst, führt die Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie die elektrische Energie dem dritten Elektromotor zum Antreiben des zweiten Antriebsrads zu, was es möglich macht, eine Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahren, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 14 ist eine Steuervorrichtung für (a) ein Fahrzeugantriebssystem geschaffen, das einen Differentialabschnitt umfasst, der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, wobei das Fahrzeugantriebssystem ferner einen Zusatzelektromotor, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, umfasst, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass dieselbe (b) eine Schaltsteuereinrichtung, die während eines Fahrens des Fahrzeugs mit einem Betrieb des Zusatzelektromotors betrieben wird, zum Versetzen der Differentialeinrichtung in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem die Differentialeinrichtung als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist, und (c) eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um eine Differentialfunktion der Differentialeinrichtung zu begrenzen, zum Begrenzen eines Betriebs der Differentialeinrichtung als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe aufweist.
Bei dem Fahrzeugantriebssystem, das wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, ist der Differentialabschnitt des Fahrzeugantriebssystems durch die Schaltsteuereinrichtung und die Differentialzustand-Schaltvorrichtung zwischen dem Differentialzustand, bei dem die Differentialeinrichtung betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, und dem Nicht-Differentialzustand, wie einem blockierten Zustand, bei dem der Differentialabschnitt nicht betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, schaltbar. Das Fahrzeugantriebssystem hat demgemäß sowohl einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, geliefert wird, als auch einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads, der durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Übersetzungstyps, die für eine mechanische Übertragung einer Leistung aufgebaut ist, geliefert wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 16 ändert die Elektromotor-Steuereinrichtung während des Fahrens des Fahrzeugs, wobei das Antriebsrad durch den Zusatzelektromotor angetrieben wird, die Bedingung der Erzeugung einer elektrischen Energie, die dem Zusatzelektromotor zuzuführen ist. Bei diesem Fall ist es möglich, die elektrische Energie, die dem Zusatzelektromotor zum Antreiben des Antriebsrads zuzuführen ist, zu erzeugen, wodurch es möglich gemacht wird, eine Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das Antriebsrad durch den Zusatzelektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 17 ändert die Elektromotor-Steuereinrichtung durch Wechseln eines Elektrogenerators, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine betrieben wird, um die elektrische Energie zu erzeugen, die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie. Bei diesem Fall werden abhängig von dem derzeitigen Schaltzustand des Differentialabschnitts der erste Elektromotor oder der zweite Elektromotor als der Elektrogenerator verwendet, so das die erforderliche Menge an elektrischer Energie erzeugt wird, wobei der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des Elektrogenerators verbessert wird.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 18 betreibt die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor als einen Elektrogenerator, wenn die Differentialeinrichtung in einen Differentialzustand versetzt ist. Bei diesem Fall wird die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors infolge der Differentialfunktion der Differentialeinrichtung in dem Differentialzustand zu einem Wert, der einen hohen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung gewährleistet, gesteuert, was es möglich macht, einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des ersten Elektromotors als bei dem Nicht-Differentialzustand des Differentialabschnitts, bei dem die Geschwindigkeit des ersten Elektromotors und die Maschinengeschwindigkeit durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt und beeinflusst sind, zu gewährleisten. Der erste Elektromotor liefert eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um den Zusatzelektromotor zum Antreiben des Antriebsrads zu betreiben, während gleichzeitig der erste Elektromotor mit der Geschwindigkeit, die einen maximalen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung des ersten Elektromotors gewährleistet, betrieben wird. Es ist demgemäß möglich, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das Antriebsrad durch den Zusatzelektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 19 betreibt die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor als einen Elektrogenerator, wenn die Differentialeinrichtung in einen Nicht-Differentialzustand versetzt ist. Bei diesem Fall liefert der erste Elektromotor eine ausreichende Menge an elektrischer Energie, die dem Zusatzelektromotor zum Antreiben des Antriebsrads zuzuführen ist, was es möglich macht, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das Antriebsrad durch den Zusatzelektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 20 umfasst das Fahrzeugantriebssystem ferner eine Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie, die fähig ist, eine elektrische Energie zuzuführen, wobei die Elektromotor-Steuereinrichtung konfiguriert ist, um die elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie zuzuführen, wenn der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor nicht als der Elektrogenerator verwendet werden können. Bei diesem Fall liefert die Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie die erforderliche Menge an elektrischer Energie. Die Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie führt beispielsweise die elektrische Energie dem Zusatzelektromotor zum Antreiben des Antriebsrads zu, was es möglich macht, eine Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das Antriebsrad durch den Zusatzelektromotor angetrieben wird, zu reduzieren.
Die Differentialbegrenzungsvorrichtung oder die Differentialzustand-Schaltvorrichtung ist vorzugsweise konfiguriert, um die Differentialeinrichtung in einen Differentialzustand, bei dem die Differentialeinrichtung die Differentialfunktion durchführt, zu versetzen, um dadurch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, zu versetzen, und um die Differentialeinrichtung in einen Nicht-Differentialzustand (beispielsweise einen blockierten Zustand), bei dem die Differentialeinrichtung die Differentialfunktion nicht durchführt, zu versetzen, um dadurch den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt in einen nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand (beispielsweise einen stufenvariablen Schaltzustand), bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe nicht betreibbar ist, zu versetzen. Bei diesem Fall ist der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand schaltbar.
Die Differentialbegrenzungsvorrichtung oder die Differentialzustand-Schaltvorrichtung ist vorzugsweise konfiguriert, um die Differentialeinrichtung in einen Differentialzustand, bei dem die Differentialeinrichtung die Differentialfunktion durchführt, zu versetzen, um dadurch den Differentialabschnitt in einen Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt die Differentialfunktion durchführt, zu versetzen, und um die Differentialeinrichtung in einen Nicht- Differentialzustand (beispielsweise einen blockierten Zustand), bei dem die Differentialeinrichtung die Differentialfunktion nicht durchführt, zu versetzen, um dadurch den Differentialabschnitt in einen Nicht-Differentialzustand (beispielsweise einen blockierten Zustand), bei dem der Differentialabschnitt die Differentialfunktion nicht durchführt, zu versetzen. Bei diesem Fall ist der Differentialabschnitt zwischen dem Differentialzustand und dem Nicht-Differentialzustand schaltbar.
Die Differentialeinrichtung hat vorzugsweise ein erstes Element, das mit der Maschine verbunden ist, ein zweites Element, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element, das mit dem Leistungsübertragungsglied verbunden ist, und die Differentialbegrenzungsvorrichtung oder die Differentialzustand-Schaltvorrichtung ist betreibbar, um die Differentialeinrichtung in einen Differentialzustand, bei dem das erste, das zweite und das dritte Element der Differentialeinrichtung relativ zueinander drehbar sind, zu versetzen und um die Differentialeinrichtung in einen Nicht-Differentialzustand (beispielsweise einen blockierten Zustand), bei dem mindestens das zweite und das dritte Element mit jeweiligen unterschiedlichen Geschwindigkeiten nicht drehbar sind, zu versetzen. Das zweite und das dritte Element sind beispielsweise bei dem Differentialzustand der Differentialeinrichtung mit jeweiligen unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehbar, und das erste, das zweite und das dritte Element werden als eine Einheit gedreht, oder das zweite Element wird bei dem Nicht-Differential- oder dem blockierten Zustand der Differentialeinrichtung stationär gehalten. Die Differentialeinrichtung ist daher zwischen dem Differential- und dem Nicht-Differentialzustand schaltbar.
Die Differentialbegrenzungsvorrichtung oder die Differentialzustand-Schaltvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Kupplung, die betreibbar ist, um zum Drehen des ersten, des zweiten und des dritten Elements als eine Einheit zwei von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Element der Differentialeinrichtung miteinander zu verbinden, und/oder eine Bremse, die betreibbar ist, um zum Stationärhalten des zweiten Elements das zweite Element an einem stationären Glied zu befestigen. Diese Anordnung erlaubt der Differentialeinrichtung, zwischen dem Differential- und dem Nicht-Differentialzustand ohne weiteres geschaltet zu werden.
Die Kupplung und die Bremse werden vorzugsweise gelöst, um die Differentialeinrichtung in den Differentialzustand, bei dem mindestens das zweite und das dritte Element mit jeweiligen unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehbar sind und bei dem die Differentialeinrichtung als eine elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung betreibbar ist, zu versetzen. Bei diesem Fall ist die Kupplung in Eingriff gebracht, um der Differentialeinrichtung zu erlauben, als ein Getriebe mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1 betreibbar zu sein, oder die Bremse ist in Eingriff gebracht, um der Differentialeinrichtung zu erlauben, als ein geschwindigkeitserhöhendes Getriebe mit einem niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnis als 1 betreibbar zu sein. Bei dieser Anordnung ist die Differentialeinrichtung zwischen dem Differentialzustand und dem Nicht-Differentialzustand schaltbar und ist als ein Getriebe mit einer einzelnen Gangposition mit einem einzelnen festen Geschwindigkeitsverhältnis oder einer Mehrzahl von Gangpositionen mit jeweiligen festen Geschwindigkeitsverhältnissen betreibbar.
Die Differentialeinrichtung ist vorzugsweise ein Planetenradsatz, und das erste Element ist ein Träger des Planetenradsatzes, und das zweite Element ist ein Sonnenrad des Planetenradsatzes, während das dritte Element ein Hohlrad des Planetenradsatzes ist. Bei dieser Anordnung kann die axiale Abmessung der Differentialeinrichtung reduziert sein und ist einfach durch eine Planetenradvorrichtung gebildet.
Der Planetenradsatz ist vorzugsweise von einem Einzelritzeltyp. Bei diesem Fall kann die axiale Abmessung der Differentialeinrichtung reduziert sein, und die Differentialeinrichtung ist einfach durch einen Planetenradsatz gebildet.
Das Fahrzeugantriebssystem umfasst vorzugsweise ferner einen Getriebeabschnitt, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und dem Antriebsrad angeordnet ist. Bei diesem Fall ist ein Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis des Fahrzeugantriebssystems durch ein Geschwindigkeitsverhältnis des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts und ein Geschwindigkeitsverhältnis des Getriebeabschnitts definiert, so dass durch Benutzen des Geschwindigkeitsverhältnisses des Getriebeabschnitts die Fahrzeugantriebskraft über einen relativ breiten Bereich des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses erhalten werden kann, wodurch der Wirkungsgrad der kontinuierlich variablen Schaltsteuerung des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts weiter verbessert wird. Dort, wo der Getriebeabschnitt ein geschwindigkeitsreduzierendes Getriebe mit einem höheren Geschwindigkeitsverhältnis als 1 ist, kann das Ausgangsdrehmoment des zweiten Elektromotors kleiner als das Drehmoment der Ausgangswelle des Getriebeabschnitts sein, so dass die erforderliche Größe des zweiten Elektromotors reduziert werden kann. Der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt, der in seinen kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und der Getriebeabschnitt arbeiten zusammen, um ein kontinuierlich variables Getriebe zu bilden, während der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt, der in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und der Getriebeabschnitt zusammenarbeiten, um ein stufenvariables Getriebe zu bilden.
Das Fahrzeugantriebssystem umfasst vorzugsweise ferner einen Getriebeabschnitt, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und dem Antriebsrad angeordnet ist. Bei diesem Fall ist ein Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis des Fahrzeugantriebssystems durch ein Geschwindigkeitsverhältnis des Differentialabschnitts und ein Geschwindigkeitsverhältnis des Getriebeabschnitts definiert, so dass durch Benutzen des Geschwindigkeitsverhältnisses des Getriebeabschnitts die Fahrzeugantriebskraft über einen relativ breiten Bereich des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses erhalten werden kann. Dort, wo der Getriebeabschnitt ein geschwindigkeitsreduzierendes Getriebe mit einem höheren Geschwindigkeitsverhältnis als 1 ist, kann das Ausgangsdrehmoment des zweiten Elektromotors kleiner als das Drehmoment der Ausgangswelle des Getriebeabschnitts sein, so dass die erforderliche Größe des zweiten Elektromotors reduziert werden kann. Der Differentialabschnitt, der in seinen Differentialzustand versetzt ist, und der Getriebeabschnitt arbeiten zusammen, um ein kontinuierlich variables Getriebe zu bilden, während der Differentialabschnitt, der in seinen Nicht-Differentialzustand versetzt ist, und der Getriebeabschnitt zusammenarbeiten, um ein stufenvariables Getriebe zu bilden.
Der Getriebeabschnitt ist vorzugsweise ein stufenvariables automatisches Getriebe. Bei diesem Fall wird das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis des Fahrzeugantriebssystems in Stufen geändert, wenn der Getriebeabschnitt geschaltet wird. Die Änderung des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses in Stufen ist schneller, als wenn das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis kontinuierlich geändert wird. Das Antriebssystem funktioniert demgemäß als ein kontinuierlich variables Getriebe, das fähig ist, das Fahrzeugantriebsdrehmoment gleichmäßig zu ändern, und ferner fähig ist, zum schnellen Erhalten des Fahrzeugantriebsdrehmoments das Geschwindigkeitsverhältnis in Stufen zu ändern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht zum Erklären einer Anordnung eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Tabelle, die Schaltvorgänge des Hybridfahrzeugantriebssystems von 1, das in einem ausgewählten von einem kontinuierlich variablen Schaltzustand und einem stufenvariablen Schaltzustand betreibbar ist, in Beziehung zu unterschiedlichen Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch betriebenen Friktionskopplungsvorrichtungen, um die jeweiligen Schaltvorgänge zu bewirken, zeigt.
3 ist ein kollineares Diagramm, das relative Drehgeschwindigkeiten des Hybridfahrzeugantriebssystems von 1, das in dem stufenvariablen Schaltzustand betrieben wird, bei unterschiedlichen Gangpositionen des Antriebssystems zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht zum Erklären einer Zusatzantriebsvorrichtung, die zusätzlich zu einer Getriebeeinrichtung für ein 4WD-Fahrzeug passend verwendet wird und die einen Teil des Hybridfahrzeugantriebssystems bildet.
5 ist eine Ansicht, die Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Steuervorrichtung, die in dem Antriebssystem des Ausführungsbeispiels von 1 vorgesehen ist, zeigt.
6 ist ein Funktionsblockbild, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung von 4 darstellt.
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer gespeicherten Schaltgrenzlinienabbildung, die zum Bestimmen eines Schaltvorgangs eines automatischen Getriebeabschnitts verwendet wird, ein Beispiel einer gespeicherten Schaltgrenzlinienabbildung, die zum Schalten des Schaltzustands einer Getriebeeinrichtung verwendet wird, und ein Beispiel einer gespeicherten Antriebsleistungsquellen-Schaltgrenzlinienabbildung, die Grenzlinien zwischen einer Maschinenantriebsregion und einer Motorantriebsregion zum Schalten zwischen einem Maschinenantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus definiert, in dem gleichen zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch Steuerparameter in der Form einer Fahrgeschwindigkeit und eines Ausgangsdrehmoments des Fahrzeugs definiert ist, darstellt, derart, dass jene Abbildungen aufeinander bezogen sind.
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Kraftstoffverbrauchsabbildung, die eine Kurve einer höchsten Kraftstoffwirtschaftlichkeit einer Maschine definiert und einen Unterschied zwischen einem Betrieb der Maschine in einem kontinuierlich variablen Schaltzustand (der durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist) der Getriebeeinrichtung und einem Betrieb der Maschine in einem stufenvariablen Schaltzustand (der durch eine Strichpunktlinie gezeigt ist) der Getriebeeinrichtung erklärt, darstellt.
9 ist eine Ansicht, die eine gespeicherte Beziehung, die Grenzlinien zwischen einer Region eines kontinuierlich variablen Schaltens und einer Region eines stufenvariablen Schaltens definiert, darstellt, wobei die Beziehung verwendet wird, um Grenzlinien abzubilden, die die Regionen des kontinuierlich variablen und des stufenvariablen Schaltens, die in 6 durch gestrichelte Linien gezeigt sind, definieren.
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Änderung der Maschinengeschwindigkeit als ein Resultat eines Hochschaltvorgangs des stufenvariablen Getriebes zeigt.
11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer manuell betreibbaren Schaltzustands-Auswahlvorrichtung in der Form eines Wippenschalters, der durch einen Benutzer betrieben wird, um den Schaltzustand auszuwählen, zeigt.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer manuell betriebenen Schaltvorrichtung, die einen Schalthebel umfasst und betreibbar ist, um eine von einer Mehrzahl von Schaltpositionen auszuwählen, zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerbetrieb der elektronischen Steuervorrichtung von 5, das heißt eine Steuerroutine, die ausgeführt wird, um einen dritten Elektromotor mit einer elektrischen Energie, die erforderlich ist, um zweite Antriebsräder während eines 4WD-Fahrens des Fahrzeugs anzutreiben, zu versorgen, während der Differentialabschnitt in einen nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, darstellt.
14 ist eine schematische Ansicht, die der von 1 entspricht, zum Erklären einer Anordnung eines Hybridfahrzeugantriebssystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine Tabelle, die der von 2 entspricht und Schaltvorgänge des Hybridfahrzeugantriebssystems von 14, das in einem ausgewählten von dem kontinuierlich variablen und dem stufenvariablen Schaltzustand betreibbar ist, in Beziehung zu unterschiedlichen Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch betriebenen Friktionskopplungsvorrichtungen, um die jeweiligen Schaltvorgänge zu bewirken, zeigt.
16 ist ein kollineares Diagramm, das dem von 3 entspricht und relative Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente des Hybridfahrzeugantriebssystems von 14 in dem stufenvariablen Schaltzustand bei den unterschiedlichen Gangpositionen zeigt.
BESTE WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
1 ist eine schematische Ansicht zum Erklären einer Getriebeeinrichtung 10, die einen Teil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug bildet, wobei das Antriebssystem durch eine Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung gesteuert wird. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Getriebeeinrichtung 10 ein Eingangsdrehglied in der Form einer Eingangswelle 14; einen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt in der Form eines Differentialabschnitts 11, der mit der Eingangswelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen nicht gezeigten pulsationsabsorbierenden Dämpfer (Vibrationsdämpfvorrichtung) verbunden ist; einen Getriebeabschnitt in der Form eines automatischen Getriebeabschnitts 20, der als ein Mehrstufengetriebe, das zwischen dem Differentialabschnitt 11 und Antriebsrädern 34 des Fahrzeugs angeordnet ist, funktioniert und der über ein Leistungsübertragungsglied 18 (eine Leistungsübertragungswelle) mit dem Getriebeabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34 in Reihe geschaltet ist; und ein Ausgangsdrehglied in der Form einer Ausgangswelle 22, die mit dem automatischen Getriebeabschnitt 20 verbunden ist. Die Eingangswelle 12, der Differentialabschnitt 11, der automatische Getriebeabschnitt 20 und die Ausgangswelle 22 sind in einem Getriebegehäuse 12 (auf das im Folgenden als Gehäuse 12 Bezug genommen ist), das als ein stationäres Glied, das an einem Körper des Fahrzeugs festgemacht ist, funktioniert, auf einer gemeinsamen Achse koaxial angeordnet und sind miteinander in Reihe geschaltet. Diese Getriebeeinrichtung 10 ist als eine Hauptantriebsvorrichtung für ein Vorder- und Hinter-Antriebsfahrzeug in der Form eines Vierradantriebs-(4WD)Fahrzeugs passend verwendet und ist zwischen einer Antriebsleistungsquelle in der Form einer Verbrennungsmaschine 8 und dem Paar der Antriebsräder 34 angeordnet, um eine Fahrzeugantriebskraft von der Maschine 8 zu dem Paar der Antriebsräder 34 durch eine geschwindigkeitsreduzierende Vorrichtung 31, eine Differentialgetriebevorrichtung 32 und ein Paar von Antriebsachsen 33 zu übertragen, wie in 6 gezeigt ist. Die Maschine 8 kann eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine sein und funktioniert als eine Fahrzeugantriebsleistungsquelle, die mit der Eingangswelle 14 direkt oder indirekt über den pulsationsabsorbierenden Dämpfer verbunden ist.
Bei der im Vorhergehenden beschriebenen vorliegenden Getriebeeinrichtung 10 sind die Maschine 8 und der Differentialabschnitt 11 miteinander direkt verbunden. Diese direkte Verbindung bedeutet, dass die Maschine 8 und der Getriebeabschnitt 11 miteinander verbunden sind, ohne dass eine fluidbetriebene Leistungsübertragungsvorrichtung, wie ein Drehmomentwandler oder eine Fluidkopplung, dazwischen angeordnet ist, jedoch miteinander durch den pulsationsabsorbierenden Dämpfer verbunden sein können, wie im Vorhergehenden beschrieben ist. Es sei bemerkt, dass eine untere Hälfte der Getriebeeinrichtung 10, die hinsichtlich ihrer Achse symmetrisch aufgebaut ist, in der schematischen Ansicht von 1 weggelassen ist. Dies gilt ferner für die im Folgenden beschriebenen anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Der Differentialabschnitt 11 ist versehen mit einem ersten Elektromotor M1; einer Leistungsverteilungseinrichtung 16, die als eine Differentialeinrichtung, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung der Maschine 8, die durch die Eingangswelle 14 empfangen wird, zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Leistungsübertragungsglied 18 mechanisch zu verteilen, funktioniert; und einem zweiten Elektromotor M2, der mit der Ausgangswelle 22 gedreht wird. Der zweite Elektromotor M2 kann bei einem Abschnitt des Leistungsübertragungswegs zwischen dem Leistungsübertragungsglied 18 und den Antriebsrädern 34 angeordnet sein. Jeder von dem ersten und dem zweiten Elektromotor M1 und M2, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, ist ein sogenannter Motor/Generator mit einer Funktion eines Elektromotors und einer Funktion eines Elektrogenerators. Der erste Elektromotor M1 sollte jedoch mindestens als ein Elektrogenerator, der betreibbar ist, um eine elektrische Energie und eine Reaktionskraft zu erzeugen, funktionieren, während der zweite Elektromotor M2 mindestens als eine Antriebsleistungsquelle, die betreibbar ist, um eine Fahrzeugantriebskraft zu erzeugen, funktionieren sollte.
Die Leistungsverteilungseinrichtung 16 umfasst als Hauptkomponenten einen ersten Planetenradsatz 24 eines Einzelritzeltyps mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise etwa 0,418, eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B1. Der erste Planetenradsatz 24 hat Drehelemente bestehend aus einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetenrad P1; einem ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 stützt, derart, dass das erste Planetenrad P1 um seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehbar ist; und einem ersten Hohlrad R1, das durch das erste Planetenrad P1 in das erste Sonnenrad S1 eingreift. Dort, wo die Zahl der Zähne des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Hohlrads R1 jeweils durch ZS1 und ZR1 dargestellt sind, ist das im Vorhergehenden gezeigte Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1 dargestellt.
Bei dieser Leistungsverteilungseinrichtung 16 ist der erste Träger CA mit der Eingangswelle 14, das heißt mit der Maschine 8, verbunden, und das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während das erste Hohlrad R1 mit dem Leistungsübertragungsglied 18 verbunden ist. Die Schaltbremse B0 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 CA angeordnet. Wenn die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 beide gelöst werden, wird die Leistungsverteilungseinrichtung 16 in einen Differentialzustand, bei dem drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24 bestehend aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA und dem ersten Hohlrad R1 relativ zueinander drehbar sind, versetzt, um eine Differentialfunktion durchzuführen, so dass die Ausgangsleistung der Maschine 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Leistungsübertragungsglied 18 verteilt wird, wodurch ein Teil der Ausgangsleistung der Maschine 8 verwendet wird, um den ersten Elektromotor M1 anzutreiben, um eine elektrische Energie, die gespeichert oder verwendet wird, um den zweiten Elektromotor M2 anzutreiben, zu erzeugen. Der Differentialabschnitt 11 (die Leistungsverteilungseinrichtung 16) funktioniert demgemäß als eine elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung, so dass der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand (den elektrisch eingerichteten CVT-Zustand), bei dem die Drehgeschwindigkeit des Leistungsübertragungsglieds 18 ungeachtet der Drehgeschwindigkeit der Maschine 8 kontinuierlich variabel ist, versetzt wird, nämlich in den Differentialzustand versetzt wird, bei dem ein Geschwindigkeitsverhältnis γ0 (Drehgeschwindigkeit N₁₄ der Eingangswelle 14/Drehgeschwindigkeit N₁₈ des Leistungsübertragungsglieds 18) der Leistungsverteilungseinrichtung 16 von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max kontinuierlich geändert wird, das heißt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem die Leistungsverteilungseinrichtung 16 als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe funktioniert, dessen Geschwindigkeitsverhältnis γ0 von dem minimalen Wert γ0min zu dem maximalen Wert γ0max kontinuierlich variabel ist.
Wenn die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in Eingriff gebracht werden, während die Leistungsverteilungseinrichtung 16 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird die Leistungsverteilungseinrichtung 16 in einen blockierten Zustand oder einen Nicht-Differentialzustand, bei dem die Differentialfunktion nicht verfügbar ist, gebracht. Detailliert beschrieben, werden, wenn die Schaltkupplung C0 in Eingriff gebracht wird, das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 miteinander verbunden, so dass die Leistungsverteilungseinrichtung 16 in den verbundenen oder den blockierten Zustand, bei dem die drei Drehelemente des ersten Planetenradsatzes 24 bestehend aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Hohlrad R1 als eine Einheit drehbar sind, versetzt wird, nämlich in einen Nicht-Differentialzustand, bei dem die Differentialfunktion nicht verfügbar ist, versetzt wird, so dass der Differentialabschnitt 11 ebenfalls in einen Nicht-Differentialzustand versetzt wird. Bei diesem Nicht-Differentialzustand werden die Drehgeschwindigkeit der Maschine 8 und die Drehgeschwindigkeit des Leistungsübertragungsglieds 18 (auf die im Folgenden als „Übertragungsgliedgeschwindigkeit N₁₈" Bezug genommen ist) einander gleich gemacht, so dass der Differentialabschnitt 11 (die Leistungsverteilungseinrichtung 16) in einen nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, beispielsweise in einen Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis oder einen stufenvariablen Schaltzustand, bei dem die Einrichtung 16 als ein Getriebe mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis γ0 gleich 1 funktioniert, versetzt wird.
Wenn anstelle der Schaltkupplung C0 die Schaltbremse B0 in Eingriff gebracht wird, wird das erste Sonnenrad S1 an dem Gehäuse 12 befestigt, so dass die Leistungsverteilungseinrichtung 16 in den verbundenen oder blockierten Zustand, bei dem das erste Sonnenrad S1 nicht drehbar ist, versetzt wird, nämlich in einen Nicht-Differentialzustand, bei dem die Differentialfunktion nicht verfügbar ist, versetzt wird, so dass der Differentialabschnitt 11 ebenfalls in den Nicht-Differentialzustand versetzt wird. Da die Drehgeschwindigkeit des ersten Hohlrads R1 höher als dieselbe des ersten Trägers CA1 gemacht wird, wird der Differentialabschnitt 11 in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, beispielsweise in den Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis oder den stufenvariablen Schaltzustand, bei dem der Differentialabschnitt 11 (die Leistungsverteilungseinrichtung 16) als ein geschwindigkeitserhöhendes Getriebe mit einem kleineren festen Geschwindigkeitsverhältnis γ0 als 1, beispielsweise etwa 0,7, funktioniert, versetzt.
Die Friktionskopplungsvorrichtungen in der Form der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 funktionieren daher als eine Differentialzustand-Schaltvorrichtung, die betreibbar ist, um den Differentialabschnitt 11 (die Leistungsverteilungseinrichtung 16) zwischen dem Differentialzustand, nämlich dem nicht blockierten Zustand (dem nicht verbundenen Zustand) und dem Nicht-Differentialzustand, nämlich dem blockierten Zustand (dem verbundenen Zustand), das heißt zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der Differentialabschnitt 11 (die Leistungsverteilungseinrichtung 16) als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis kontinuierlich variabel ist, betreibbar ist, und dem blockierten Zustand, bei dem der Differentialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe, das fähig ist, einen kontinuierlich variablen Schaltbetrieb durchzuführen, nicht betreibbar ist und bei dem das Geschwindigkeitsverhältnis des Getriebeabschnitts 11 fest gehalten wird, nämlich dem Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis (dem Nicht-Differentialzustand), bei dem der Getriebeabschnitt 11 als ein Getriebe mit einer einzelnen Gangposition mit einem Geschwindigkeitsverhältnis oder einer Mehrzahl von Gangpositionen mit jeweiligen Geschwindigkeitsverhältnissen betreibbar ist, nämlich dem Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis, bei dem der Getriebeabschnitt 11 als ein Getriebe mit einer einzelnen Gangposition mit einem Geschwindigkeitsverhältnis oder einer Mehrzahl von Gangpositionen mit jeweiligen Geschwindigkeitsverhältnissen betrieben wird, selektiv zu schalten.
Von einem anderen Gesichtspunkt aus betrachtet funktionieren die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 durch Versetzen der Leistungsverteilungseinrichtung 16 in ihren Nicht-Differentialzustand, um den Differentialabschnitt 11 in seinem stufenvariablen Schaltzustand zu versetzen, als eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die betreibbar ist, um die Differentialfunktion der Leistungsverteilungseinrichtung 16 zu begrenzen, zum Begrenzen der elektrischen Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11, nämlich der Funktion des Differentialabschnitts 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe. Die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 sind ferner betreibbar, um die Leistungsverteilungseinrichtung 16 in ihren Differentialzustand zu versetzen, um den Differentialabschnitt 11 in seinen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem die Differentialfunktion der Leistungsverteilungseinrichtung 16 und die elektrische Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11 nicht begrenzt sind, nämlich die Funktion des Differentialabschnitts als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe nicht begrenzt ist, zu versetzen.
Der automatische Getriebeabschnitt 20 umfasst einen zweiten Planetenradsatz 26 eines Einzelritzeltyps, einen dritten Planetenradsatz 28 eines Einzelritzeltyps und einen vierten Planetenradsatz 30 eines Einzelritzeltyps. Der zweite Planetenradsatz 26 hat ein zweites Sonnenrad S2; ein zweites Planetenrad P2; einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 stützt, derart, dass das zweite Planetenrad P2 um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehbar ist; und ein zweites Hohlrad R2, das durch das zweite Planetenrad P2 in das zweite Sonnenrad S2 eingreift. Der zweite Planetenradsatz 26 hat beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von etwa 0,562. Der dritte Planetenradsatz 28 hat ein drittes Sonnenrad S3; ein drittes Planetenrad P3; einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 stützt, derart, dass das dritte Planetenrad P3 um seine Achse und um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehbar ist; und ein drittes Hohlrad R3, das durch das dritte Planetenrad P3 in das dritte Sonnenrad S3 eingreift. Der dritte Planetenradsatz 28 hat beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von etwa 0,425. Der vierte Planetenradsatz 30 hat ein viertes Sonnenrad S4; ein viertes Planetenrad P4; einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenrad P4 stützt, derart, dass das vierte Planetenrad P4 um seine Achse und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehbar ist; und ein viertes Hohlrad R4, das durch das vierte Planetenrad P4 in das vierte Sonnenrad S4 eingreift. Der vierte Planetenradsatz 30 hat beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis p4 von etwa 0,421. Dort, wo die Zahlen 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 jeweils durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 und ZR4 dargestellt sind, sind die im Vorhergehenden gezeigten Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 jeweils durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 und ZS4/ZR4 dargestellt.
Bei dem automatischen Getriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 als eine Einheit einstückig aneinander befestigt, mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch eine zweite Kupplung C2 selektiv verbunden und an dem Gehäuse 12 durch eine erste Bremse B1 selektiv befestigt. Der zweite Träger CA2 ist an dem Gehäuse 12 durch eine zweite Bremse B2 selektiv befestigt, und das vierte Hohlrad R4 ist an dem Gehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 selektiv befestigt. Das zweite Hohlrad R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 sind einstückig aneinander befestigt und an der Ausgangswelle 22 befestigt. Das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind einstückig aneinander befestigt und mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch eine erste Kupplung C1 selektiv verbunden. Der automatische Getriebeabschnitt 20 und der Differentialabschnitt 11 (das Leistungsübertragungsglied 18) sind daher durch die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2, die vorgesehen ist, um den automatischen Getriebeabschnitt 20 zu schalten, selektiv miteinander verbunden. Von einem anderen Gesichtspunkt aus betrachtet funktionieren die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 als Kopplungsvorrichtungen, die betreibbar sind, um einen Leistungsübertragungsweg zwischen dem Differentialabschnitt 11 und dem automatischen Getriebeabschnitt 20, mit anderen Worten, einen Leistungsübertragungsweg zwischen dem Differentialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34, selektiv in entweder einen Leistungsübertragungszustand, bei dem eine Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungsweg übertragen werden kann, oder einen Leistungsunterbrechungszustand, bei dem die Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungsweg nicht übertragen werden kann, zu versetzen. Genauer beschrieben wird der im Vorhergehenden gezeigte Leistungsübertragungsweg in den Leistungsübertragungszustand versetzt, wenn mindestens entweder die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 in den in Eingriff gebrachten Zustand versetzt wird, und wird in den Leistungsunterbrechungszustand versetzt, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 in den gelösten Zustand versetzt werden.
Die im Vorhergehenden beschriebenen Schaltkupplung C0, erste Kupplung C1, zweite Kupplung C2, Schaltbremse B0, erste Bremse B1, zweite Bremse B2 und dritte Bremse B3 (auf die im Folgenden insgesamt als Kupplungen C und Bremsen B Bezug genommen ist, wenn es nicht anders spezifiziert ist) sind hydraulisch betriebene Friktionskopplungsvorrichtungen, die bei einem herkömmlichen automatischen Fahrzeuggetriebe verwendet werden. Jede von diesen Friktionskopplungsvorrichtungen ist durch eine Mehrscheiben-Nasskupplung, die eine Mehrzahl von Friktionsplatten, die durch eine hydraulische Betätigungsvorrichtung gegeneinander gedrückt werden, umfasst, oder eine Bandbremse, die eine Drehtrommel und ein Band oder zwei Binder umfasst, das/die auf die äußere Umfangsoberfläche der Drehtrommel gewunden sind und durch eine hydraulische Betätigungsvorrichtung an einem Ende gespannt sind, gebildet. Jede der Kupplungen C0–C2 und der Bremsen B0–B3 ist zum Verbinden von zwei Gliedern, zwischen denen sich jede Kupplung oder Bremse befindet, selektiv in Eingriff gebracht.
Bei der Getriebeeinrichtung 10, die wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, ist die Leistungsverteilungseinrichtung 16 mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen, wobei eine von diesen in Eingriff gebracht ist, um den Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der Differentialabschnitt 11 als ein kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist, oder in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand (den Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis), bei dem der Differentialabschnitt 11 als ein stufenvariables Getriebe mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis oder festen Geschwindigkeitsverhältnissen betreibbar ist, zu versetzen. Bei der vorliegenden Getriebeeinrichtung 10 arbeitet daher der Differentialabschnitt 11, der durch den Ineingriffnahmevorgang von entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis versetzt wird, mit dem automatischen Getriebeabschnitt 20 zusammen, um eine stufenvariable Getriebevorrichtung zu bilden, während der Differentialabschnitt 11, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt wird, wobei die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 beide in dem gelösten Zustand gehalten werden, mit dem automatischen Getriebeabschnitt 20 zusammenarbeitet, um eine elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebevorrichtung zu bilden. Mit anderen Worten wird die Getriebeeinrichtung 10 durch Ineingriffbringen von entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B9 in ihren stufenvariablen Schaltzustand und durch Lösen sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 in ihren kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt. Ferner kann gesagt werden, dass der Differentialabschnitt 11 ein Getriebe ist, das in einen von seinem stufenvariablen und seinem kontinuierlich variablen Schaltzustand selektiv versetzt wird.
Detailliert beschrieben, wenn die Getriebeeinrichtung 10 in ihren stufenvariablen Schaltzustand versetzt ist, wobei der Differentialabschnitt 11 in seinen stufenvariablen Schaltzustand versetzt ist, wobei entweder die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in dem in Eingriff gebrachten Zustand gehalten wird, wird eine von einer ersten Gangposition (ersten Geschwindigkeitsposition) bis fünften Gangposition (fünften Geschwindigkeitsposition), einer Rückwärtsgangposition (Hinterantriebsposition) und einer neutralen Position durch Ineingriffnahmevorgänge einer entsprechenden Kombination der zwei Friktionskopplungsvorrichtungen, die aus den im Vorhergehenden beschriebenen ersten Kupplung C1, zweiten Kupplung C2, ersten Bremse B1, zweiten Bremse B2 und dritten Bremse B3 ausgewählt werden, selektiv eingerichtet, wie in der Tabelle von 2 gezeigt ist. Die zwei Friktionskopplungsvorrichtungen können aus einer zu lösenden Friktionskopplungsvorrichtung (auf die im Folgenden als „Kopplungsvorrichtung der gelösten Seite" Bezug genommen ist) und einer in Eingriff zu bringenden Friktionskopplungsvorrichtung (auf die im Folgenden als „Kopplungsvorrichtung der in Eingriff gebrachten Seite" Bezug genommen ist) bestehen. Die im Vorhergehenden gezeigten Positionen haben jeweilige Geschwindigkeitsverhältnisse γT (Eingangswellengeschwindigkeit N_IN/Ausgangswellengeschwindigkeit N_OUT), die sich als eine geometrische Reihe ändern. Die Geschwindigkeitsverhältnisse γT sind Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisse der Getriebeeinrichtung 10, die durch ein Geschwindigkeitsverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 und ein Geschwindigkeitsverhältnis γ des automatischen Getriebeabschnitts 20 bestimmt sind.
Dort, wo die Getriebeeinrichtung 10 beispielsweise als das stufenvariable Getriebe funktioniert, wird die erste Gangposition mit dem höchsten Geschwindigkeitsverhältnis γ1 von beispielsweise etwa 3,357 durch Ineingriffnahmevorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 eingerichtet, und die zweite Gangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γ2 von beispielsweise etwa 2,180, das niedriger als das Geschwindigkeitsverhältnis γ1 ist, wird durch Ineingriffnahmevorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, wie in 2 gezeigt ist. Die dritte Gangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γ3 von beispielsweise etwa 1,424, das niedriger als das Geschwindigkeitsverhältnis γ2 ist, wird ferner durch Ineingriffnahmevorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, und die vierte Gangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γ4 von beispielsweise etwa 1,000, das niedriger als das Geschwindigkeitsverhältnis γ3 ist, wird durch Ineingriffnahmevorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet. Die fünfte Gangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γ5 von beispielsweise etwa 0,705, das kleiner als das Geschwindigkeitsverhältnis γ4 ist, wird durch Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet. Die Rückwärtsgangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γR von beispielsweise etwa 3,209, das zwischen den Geschwindigkeitsverhältnissen γ1 und γ2 liegt, wird ferner durch Ineingriffnahmevorgänge der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 eingerichtet. Die neutrale Position N wird durch Ineingriffbringen lediglich der Schaltkupplung C0 eingerichtet.
Dort, wo die Getriebeeinrichtung 10 andererseits als das kontinuierlich variable Getriebe funktioniert, wobei der Differentialabschnitt 11 in seinen kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, werden die in 2 gezeigten Schaltkupplung C0 und Schaltbremse B0 beide gelöst, so dass der Differentialabschnitt 11 als das kontinuierlich variable Getriebe funktioniert, während der automatische Getriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als das stufenvariable Getriebe funktioniert, wodurch die Geschwindigkeit der Drehbewegung, die zu dem automatischen Getriebeabschnitt 20, der in eine ausgewählte Gangposition M (auf die im Folgenden als eine Eingangsgeschwindigkeit N_IN des automatischen Getriebeabschnitts 20 Bezug genommen ist) versetzt ist, übertragen wird, nämlich die Drehgeschwindigkeit des Leistungsübertragungsglieds 18, kontinuierlich geändert wird, so dass das Geschwindigkeitsverhältnis des Antriebssystems, wenn der automatische Getriebeabschnitt 20 in die ausgewählte Gangposition M versetzt ist, über einen vorbestimmten Bereich kontinuierlich variabel ist. Das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT der Getriebeeinrichtung 10, das durch das Geschwindigkeitsverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 und das Geschwindigkeitsverhältnis γ des automatischen Getriebeabschnitts 20 bestimmt wird, ist demgemäß kontinuierlich variabel.
Die Eingangsgeschwindigkeit N_IN des automatischen Getriebeabschnitts 20, der in eine der ersten bis vierten Gangpositionen (oder die fünfte Gangposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der gleichen Friktionskopplungsvorrichtungen C1, C2, die verwendet werden, um die vierte Gangposition einzurichten, eingerichtet wird) versetzt ist, ist beispielsweise bei dem gelösten Zustand von sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 kontinuierlich variabel, wie in der Tabelle von 2 gezeigt ist, während die Getriebeeinrichtung 10 als das kontinuierlich variable Getriebe funktioniert, so dass das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT der Getriebeeinrichtung 10 über die benachbarten Gangpositionen kontinuierlich variabel ist.
3 ist ein kollineares Diagramm, das durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente in jeder der Gangpositionen der Getriebeeinrichtung 10 zeigt, die durch den Differentialabschnitt 11, der als der kontinuierlich variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt funktioniert, und den automatischen Getriebeabschnitt 20, der als der Getriebeabschnitt (der stufenvariable Schaltabschnitt) oder der zweite Schaltabschnitt funktioniert, gebildet ist. Das kollineare Diagramm von 3 ist ein rechtwinkliges zweidimensionales Koordinatensystem, bei dem die Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetenradsätze 24, 26, 28, 30 entlang der horizontalen Achse angegeben sind, während die relativen Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente entlang der vertikalen Achse angegeben sind. Eine untere von drei horizontalen Linien, das heißt die horizontale Linie X1, zeigt die Drehgeschwindigkeit 0, während eine obere der drei horizontalen Linien, das heißt die horizontale Linie X2, die Drehgeschwindigkeit von 1,0, das heißt eine Betriebsgeschwindigkeit N_E der Maschine 8, die mit der Eingangswelle 14 verbunden ist, zeigt. Die horizontale Linie XG zeigt die Drehgeschwindigkeit des Leistungsübertragungsglieds 18.
Drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3, die der Leistungsverteilungseinrichtung 16 des Differentialabschnitts 11 entsprechen, stellen jeweils die relativen Drehgeschwindigkeiten eines zweiten Drehelements (zweiten Elements) RE2 in der Form des ersten Sonnenrads S1, eines ersten Drehelements (ersten Elements) RE1 in der Form des ersten Trägers CA1 und eines dritten Drehelements (dritten Elements) RE3 in der Form des ersten Hohlrads R1 dar. Die Abstände zwischen den benachbarten der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 sind durch das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetenradsatzes 24 bestimmt. Das heißt, der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 entspricht „1", während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Geschwindigkeitsverhältnis ρ1 entspricht. Fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8, die dem Getriebeabschnitt 20 entsprechen, stellen ferner jeweils die relativen Drehgeschwindigkeiten eines vierten Drehelements (vierten Elements) RE4 in der Form des zweiten und des dritten Sonnenrads S2, S3, die einstückig aneinander befestigt sind, eines fünften Drehelements (fünften Elements) RE5 in der Form des zweiten Trägers CA2, eines sechsten Drehelements (sechsten Elements) RE6 in der Form des vierten Hohlrads R4, eines siebten Drehelements (siebten Elements) RE7 in der Form des zweiten Hohlrads R2 und des dritten und des vierten Trägers CA3, CA4, die einstückig aneinander befestigt sind, und eines achten Drehelements (achten Elements) RE8 in der Form des dritten Hohlrads R3 und des vierten Sonnenrads S4, die einstückig aneinander befestigt sind, dar. Die Abstände zwischen den benachbarten der vertikalen Linien sind durch die Geschwindigkeitsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 des zweiten, des dritten und des vierten Planetenradsatzes 26, 28, 30 bestimmt. Bei der Beziehung zwischen den vertikalen Linien des kollinearen Diagramms entspricht der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger von jedem Planetenradsatz „1", während der Abstand zwischen dem Träger und dem Hohlrad von jedem Planetenradsatz dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht. Bei dem Differentialabschnitt 11 entspricht der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 „1", während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht. Bei dem automatischen Getriebeabschnitt 20 entspricht der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger von sowohl dem zweiten, dem dritten als auch dem vierten Planetenradsatz 26, 28, 30 „1", während der Abstand zwischen dem Träger und dem Hohlrad von jedem Planetenradsatz 26, 28, 30 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
Unter Bezugnahme auf das kollineare Diagramm von 3 beschrieben, ist die Leistungsverteilungseinrichtung 16 (der Differentialabschnitt 11) der Getriebeeinrichtung 10 derart angeordnet, dass das erste Drehelement RE1 (der erste Träger CA1) des ersten Planetenradsatzes 24 an der Eingangswelle 14 (der Maschine 8) einstückig befestigt ist und mit dem zweiten Drehelement RE2 (dem ersten Sonnenrad S1) durch die Schaltkupplung C0 selektiv verbunden ist, und dieses zweite Drehelement RE2 ist an dem ersten Elektromotor M1 befestigt und an dem Gehäuse 12 durch die Schaltbremse B0 selektiv befestigt, während das dritte Drehelement RE3 (das erste Hohlrad R1) an dem Leistungsübertragungsglied 18 und dem zweiten Elektromotor M2 befestigt ist, so dass eine Drehbewegung der Eingangswelle 14 zu dem automatischen Getriebeabschnitt 20 durch das Leistungsübertragungsglied 18 übertragen (eingegeben) wird. Eine Beziehung zwischen den Drehgeschwindigkeiten des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Hohlrads R1 ist durch eine geneigte gerade Linie L0, die einen Schnittpunkt der Linien Y2 und X2 durchläuft, dargestellt.
Wenn die Getriebeeinrichtung 10 z. B. durch lösende Vorgänge der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand (den Differentialzustand) gebracht wird, sind das erste bis dritte Drehelement RE1–RE3 relativ zueinander drehbar, beispielsweise mindestens das zweite Drehelement RE2 und das dritte Drehelement RE3 sind relativ zueinander drehbar. Bei diesem Fall wird die Drehgeschwindigkeit des ersten Sonnenrads S1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y1 dargestellt ist, durch Steuern der Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors M1 gesteigert oder gesenkt, so dass die Drehgeschwindigkeit des ersten Trägers CA1, die durch die gerade Linie L0 und die vertikale Linie Y2 dargestellt ist, das heißt die Maschinengeschwindigkeit N_E, gesteigert oder gesenkt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des ersten Hohlrads R1, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird und durch einen Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 dargestellt ist, im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Wenn die Schaltkupplung C0 in Eingriff gebracht wird, werden das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 miteinander verbunden, und die Leistungsverteilungseinrichtung 16 wird in den ersten Nicht-Differentialzustand versetzt, bei dem die drei im Vorhergehenden gezeigten Drehelemente RE1, RE2, RE3 als eine Einheit gedreht werden und die relative Drehung des zweiten und des dritten Drehelements RE2, RE3 verhindert ist, so dass die gerade Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet ist, so dass das Leistungsübertragungsglied 18 mit einer Geschwindigkeit, die der Maschinengeschwindigkeit N_E gleich ist, gedreht wird. Wenn andererseits die Schaltbremse B0 in Eingriff gebracht wird, wird das erste Sonnenrad S1 an dem Gehäuse 12 befestigt, und die Leistungsverteilungseinrichtung 16 wird in den zweiten Nicht-Differentialzustand versetzt, bei dem das zweite Drehelement RE2 gestoppt ist und die relative Drehung des zweiten und des dritten Drehelements RE2, RE3 verhindert ist, so dass die gerade Linie L0 in dem in 3 gezeigten Zustand geneigt ist, wodurch der Differentialabschnitt 11 als eine geschwindigkeitserhöhende Einrichtung funktioniert. Die Drehgeschwindigkeit des ersten Hohlrads R1, die durch einen Schnittpunkt zwischen den geraden Linien L0 und Y3 dargestellt ist, das heißt die Übertragungsgliedgeschwindigkeit N₁₈, wird demgemäß höher als die Maschinengeschwindigkeit N_E gemacht und wird zu dem automatischen Getriebeabschnitt 20 übertragen.
Bei dem automatischen Getriebeabschnitt 20 ist das vierte Drehelement RE4 mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch die zweite Kupplung C2 selektiv verbunden und an dem Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 selektiv befestigt, und das fünfte Drehelement RE5 ist an dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 selektiv befestigt, während das sechste Drehelement RE6 an dem Gehäuse 12 durch die dritte Bremse B3 selektiv befestigt ist. Das siebte Drehelement RE7 ist an der Ausgangswelle 22 und dem zweiten Elektromotor M2 befestigt, während das achte Drehelement RE8 mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch die erste Kupplung C1 selektiv verbunden ist.
Wenn die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 in Eingriff sind, wird der automatische Getriebeabschnitt 20 in die erste Gangposition versetzt. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der ersten Gangposition ist durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehgeschwindigkeit des siebten Drehelements RE7, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt, und einer geneigten geraden Linie L1, die einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehgeschwindigkeit des achten Drehelements RE8 anzeigt, und der horizontalen Linie X2 und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehgeschwindigkeit des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, und der horizontalen Linie X1 durchläuft, dargestellt, wie in 3 gezeigt ist. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der zweiten Gangposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird, ist ähnlich durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L2, die durch jene Ineingriffnahmevorgänge bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehgeschwindigkeit des siebten Drehelements RE7, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der dritten Gangposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, ist durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L3, die durch jene Ineingriffnahmevorgänge bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehgeschwindigkeit des siebten Drehelements RE7, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der vierten Gangposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, ist durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch jene Ineingriffnahmevorgänge bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehgeschwindigkeit des siebten Drehelements RE7, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt. Bei der ersten bis vierten Gangposition, bei der die Schaltkupplung C0 in den in Eingriff gebrachten Zustand versetzt ist, wird das achte Drehelement RE8 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Maschinengeschwindigkeit N_E gedreht, wobei die Antriebskraft von dem Differentialabschnitt 11, das heißt von der Leistungsverteilungseinrichtung 16, empfangen wird. Wenn an Stelle der Schaltkupplung C0 die Schaltkupplung B0 in Eingriff gebracht wird, wird das achte Drehelement RE8 mit einer höheren Geschwindigkeit als die Maschinengeschwindigkeit N_E gedreht, wobei die Antriebskraft von der Leistungsverteilungseinrichtung 16 empfangen wird. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der fünften Gangposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, ist durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5, die durch jene Ineingriffnahmevorgänge bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehgeschwindigkeit des siebten Drehelements RE7, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt.
Bezug nehmend auf die schematische Ansicht von 4 wird eine Zusatzantriebsvorrichtung 35, die zusätzlich zu der Getriebeeinrichtung 10 vorgesehen ist und die einen Teil des Hybridfahrzeugantriebssystems bildet, beschrieben. Diese Zusatzantriebsvorrichtung 35, die als ein Antrieb für ein Vierradantriebsfahrzeug passend verwendet wird, umfasst eine Antriebsleistungsquelle in der Form eines dritten Elektromotors M3, dessen Ausgangsleistung durch eine geschwindigkeitsreduzierende Vorrichtung 36, eine Differentialgetriebevorrichtung 37 und ein Paar von Antriebsachsen 38 zu einem Paar von Hinterantriebsrädern in der Form von zweiten Antriebsrädern 39, die zusätzlich zu den im Vorhergehenden beschriebenen Antriebsrädern 34 vorgesehen sind, übertragen wird. Das vorliegende Hybridfahrzeugantriebssystem ist daher ein Elektro-4WD-(e-4WD)Antriebssystem, bei dem die ersten Antriebsräder in der Form der Vorderantriebsräder 34 vor allem durch die Maschine 8 durch die Getriebeeinrichtung 10 angetrieben werden, während die zweiten oder die Hinterantriebsräder 39, die zusätzlich zu den Antriebsrädern 34 vorgesehen sind, vor allem durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden.
5 stellt Signale, die durch eine elektronische Steuervorrichtung 40, die vorgesehen ist, um die Getriebeeinrichtung 10 zu steuern, empfangen werden, und Signale, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 erzeugt werden, dar. Diese elektronische Steuervorrichtung 40 umfasst einen sogenannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle umfasst, und ist angeordnet, um die Signale gemäß Programmen, die in dem ROM gespeichert sind, zu verarbeiten, während eine vorübergehende Datenspeicherungsfunktion des ROM benutzt wird, um Hybridantriebssteuerungen der Maschine 8 und der Elektromotoren M1 und M2 und Antriebssteuerungen, wie Schaltsteuerungen, des Getriebeabschnitts 20 zu implementieren.
Die elektronische Steuervorrichtung 40 ist angeordnet, um von in 5 gezeigten verschiedenen Sensoren und Schaltern verschiedene Signale zu empfangen, wie ein Signal, das eine Temperatur TEMPw des Kühlwassers der Maschine 8 anzeigt; ein Signal, das eine ausgewählte Betriebsposition P_SH eines Schalthebels anzeigt; ein Signal, das die Betriebsgeschwindigkeit N_E der Maschine 8 anzeigt; ein Signal, das einen Wert anzeigt, der eine ausgewählte Gruppe von Vorwärtsantriebspositionen der Getriebeeinrichtung 10 anzeigt; ein Signal, das einen M-Modus (einen Motorantriebsmodus) anzeigt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage anzeigt; ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, die der Drehgeschwindigkeit N_OUT der Ausgangswelle 22 entspricht, anzeigt; ein Signal, das eine Temperatur Tor, eines Arbeitsöls des automatischen Getriebeabschnitts 20 anzeigt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Seitenbremse anzeigt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Fußbremse anzeigt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators anzeigt; ein Signal, das eine Menge einer Betätigung in der Form eines Betätigungswinkels A_CC eines Gaspedals, der eine Fahrzeugausgangsleistung, die für einen Fahrzeugbetreiber erforderlich ist, darstellt, anzeigt; ein Signal, das einen Winkel eines Nockens anzeigt; ein Signal, das die Auswahl eines Schneeantriebsmodus anzeigt; ein Signal, das einen Längsbeschleunigungswert G des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das die Auswahl eines automatisch geschwindigkeitsgeregelten Antriebsmodus anzeigt; ein Signal, das ein Gewicht des Fahrzeugs anzeigt; Signale, die Geschwindigkeiten der Antriebsräder des Fahrzeugs anzeigen; ein Signal, das einen Betriebszustand eines Schalters für das stufenvariable Schalten anzeigt, der vorgesehen ist, um den Differentialabschnitt 11 (die Leistungsverteilungseinrichtung 16) in den stufenvariablen Schaltzustand (den blockierten Zustand), bei dem die Getriebeeinrichtung 10 als ein stufenvariables Getriebe funktioniert, zu versetzen; ein Signal, das einen Schalter für das kontinuierlich variable Schalten anzeigt, der vorgesehen ist, um den Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand (den Differentialzustand), bei dem die Getriebeeinrichtung 10 als das kontinuierlich variable Getriebe funktioniert, zu versetzen; ein Signal, das eine Drehgeschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors M1 (auf die im Folgenden als „Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors" Bezug genommen ist) anzeigt; ein Signal, das eine Drehgeschwindigkeit N_M2 des zweiten Elektromotors M2 (auf die im Folgenden als „Geschwindigkeit N_M2 des zweiten Elektromotors" Bezug genommen ist) anzeigt; ein Signal, das eine Drehgeschwindigkeit N_M3 des dritten Elektromotors M3 (auf die im Folgenden als „Geschwindigkeit N_M3 des dritten Elektromotors" Bezug genommen ist) anzeigt; und ein Signal, das eine Menge an elektrischer Energie SOS, die in (einem Ladezustand) einer (in 6 gezeigten) Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie gespeichert ist, anzeigt.
Die elektronische Steuervorrichtung 40 ist ferner angeordnet, um verschiedene Signale zu erzeugen, wie Steuersignale, die an eine (in 6 gezeigte) Maschinenausgangsleistungs-Steuervorrichtung 43 anzulegen sind, um die Ausgangsleistung der Maschine 8 zu steuern, wie ein Antriebssignal, um eine Drosse1bettigungsvorrichtung 97 zum Steuern eines Öffnungswinkels θ_TH eines elektronischen Drosselventils 96, das in einem Saugrohr 95 der Maschine 8 angeordnet ist, anzutreiben, ein Signal, um eine Menge einer Einspritzung eines Kraftstoffs durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 in das Saugrohr 95 oder Zylinder der Maschine 8 zu steuern, ein Signal, das an eine Zündvorrichtung 99 anzulegen ist, um den Zündzeitpunkt der Maschine 8 zu steuern, und ein Signal, um einen Laderdruck der Maschine 8 anzupassen; ein Signal, um die elektrische Klimaanlage zu betreiben; Signale, um die Elektromotoren M1 und M2 zu betreiben; ein Signal, um eine Schaltbereichsanzeige zum Anzeigen der ausgewählten Betriebs- oder Schaltposition des Schalthebels 48 zu betreiben; ein Signal, um eine Übersetzungsverhältnisanzeige zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses zu betreiben; ein Signal, um eine Schneemodusanzeige zum Anzeigen der Auswahl des Schneeantriebsmodus zu betreiben; ein Signal, um eine ABS-Betätigungsvorrichtung zum Antiblockierungsbremsen der Räder zu betreiben; ein Signal, um eine M-Modus-Anzeige zum Anzeigen der Auswahl des M-Modus zu betreiben; Signale, um Solenoidbetriebene Ventile zu betreiben, die in einer (in 6 gezeigten) hydraulischen Steuereinheit 42, die vorgesehen ist, um die hydraulischen Betätigungsvorrichtungen der hydraulisch betriebenen Friktionskopplungsvorrichtungen des Differentialabschnitts 11 und des automatischen Getriebeabschnitts 20 zu steuern, enthalten sind; ein Signal, um eine elektrisch betriebene Ölpumpe, die als eine hydraulische Druckquelle für die hydraulische Steuereinheit 42 verwendet wird, anzutreiben; ein Signal, um einen elektrischen Heizer zu treiben; und ein Signal, das an einen Geschwindigkeitssteuercomputer anzulegen ist.
6 ist ein Funktionsblockbild zum Erklären von Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung 40. Eine in 6 gezeigte stufenvariable Schaltsteuereinrichtung (stufenvariabler Schaltsteuerabschnitt) 54 ist angeordnet, um zu bestimmen, ob ein Schaltvorgang des automatischen Getriebeabschnitts 20 stattfinden sollte, das heißt die Gangposition, zu der der automatische Getriebeabschnitt 20 geschaltet werden sollte, zu bestimmen. Diese Bestimmung wird auf der Basis einer Bedingung des Fahrzeugs in der Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines Ausgangsdrehmoments T_OUT des automatischen Getriebeabschnitts 20 und gemäß einer Schaltgrenzlinienabbildung (einer Schaltsteuerbeziehung oder -abbildung) durchgeführt, die in einer Speichereinrichtung (einem Speicherabschnitt) 56 gespeichert ist und die Hochschaltgrenzlinien, die in 7 durch Volllinien gezeigt sind, und Herunterschaltgrenzlinien, die in 7 durch Strichpunktlinien gezeigt sind, darstellt. Die stufenvariable Schaltsteuereinrichtung 54 erzeugt Befehle (Schaltbefehle oder hydraulische Steuerbefehle), um an der hydraulischen Steuereinheit 42 angelegt zu werden, um zum Einrichten der bestimmten Gangposition des automatischen Getriebeabschnitts 20 gemäß der Tabelle von 2 die jeweils zwei hydraulisch betriebenen Friktionskopplungsvorrichtungen (außer der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0) selektiv in Eingriff zu bringen und zu lösen. Detailliert beschrieben befiehlt die stufenvariable Schaltsteuereinrichtung 54 der hydraulischen Steuereinheit 42, zum Bewirken des Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgangs des automatischen Getriebeabschnitts 20 die Kopplungsvorrichtung der gelösten Seite zu lösen und die Kopplungsvorrichtung der in Eingriff gebrachten Seite in Eingriff zu bringen. Gemäß den erzeugten Befehlen aktiviert die hydraulische Steuereinheit 42 die geeigneten Solenoid-betriebenen Ventile, die in der hydraulischen Steuereinheit 42 enthalten sind, um zum Bewirken des Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgangs des automatischen Getriebeabschnitts 20 die hydraulischen Betätigungsvorrichtungen der Kopplungsvorrichtungen der gelösten Seite und der in Eingriff gebrachten Seite zu aktivieren.
Eine Hybridsteuereinrichtung (ein Hybridsteuerabschnitt) 52, die als eine kontinuierlich variable Schaltsteuereinrichtung oder ein kontinuierlich variabler Schaltsteuerabschnitt funktioniert, ist angeordnet, um die Maschine 8 zu steuern, um in einem Betriebsbereich eines hohen Wirkungsgrads betrieben zu werden, und den ersten und den zweiten Elektromotor M1, M2 zu steuern, um ein Verhältnis von Antriebskräften, die durch die Maschine 8 und den zweiten Elektromotor M2 erzeugt werden, und einer Reaktionskraft, die durch den ersten Elektromotor M1 während seines Betriebs als der Elektrogenerator erzeugt wird, zu optimieren, um dadurch das Geschwindigkeitsverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11, der als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe in Betrieb ist, zu steuern, während die Getriebeeinrichtung 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, das heißt, während der Differentialabschnitt 11 in den Differentialzustand versetzt ist. Die Hybridsteuereinrichtung 52 berechnet z. B. auf der Basis des Betätigungswinkels A_CC des Gaspedals 46, der als eine erforderliche Fahrzeugausgangsleistung eines Betreibers verwendet wird, und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V eine (erforderliche) Zielfahrzeugausgangsleistung bei der derzeitigen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs, und berechnet auf der Basis der berechneten Zielfahrzeugausgangsleistung und einer erforderlichen Menge einer Erzeugung einer elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor M1 eine Zielgesamtfahrzeugausgangsleistung. Die Hybridsteuereinrichtung 52 berechnet eine Zielausgangsleistung der Maschine 8, um die berechnete Zielgesamtfahrzeugausgangsleistung zu erhalten, während ein Leistungsübertragungsverlust, eine Last, die auf verschiedene Vorrichtungen des Fahrzeugs wirkt, ein Hilfsdrehmoment, das durch den zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird, etc. berücksichtigt werden. Die Hybridsteuereinrichtung 52 steuert die Geschwindigkeit N_E und das Drehmoment T_E der Maschine 8, um die berechnete Zielmaschinenausgangsleistung und die Menge einer Erzeugung der elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor M1 zu erhalten.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist angeordnet, um die Hybridsteuerung zu implementieren, während die derzeit ausgewählte Gangposition des automatischen Getriebeabschnitts 20 berücksichtigt wird, um die Fahrbarkeit des Fahrzeugs und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine 8 zu verbessern. Bei der Hybridsteuerung wird der Differentialabschnitt 11 gesteuert, um für eine optimale Koordination der Maschinengeschwindigkeit N_E für einen effizienten Betrieb der Maschine 8 und der Übertragungsgliedgeschwindigkeit N₁₈, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die ausgewählte Gangposition des Getriebeabschnitts 20 bestimmt ist, als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe zu funktionieren. Das heißt, die Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt einen Zielwert des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses γT der Getriebeeinrichtung 10, so dass die Maschine 8 gemäß einer gespeicherten Kurve der höchsten Kraftstoffwirtschaftlichkeit (einer Kraftstoffwirtschaftlichkeitsabbildung oder -beziehung), die in einer Speichereinrichtung gespeichert ist und in 8 durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, betrieben wird. Der Zielwert des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses γT der Getriebeeinrichtung 10 erlaubt dem Maschinendrehmoment T_E und der Geschwindigkeit N_E gesteuert zu werden, so dass die Maschine 8 eine Ausgangsleistung, die zum Erhalten der Zielfahrzeugausgangsleistung (der Zielgesamtfahrzeugausgangsleistung oder der erforderlichen Fahrzeugantriebskraft F*) notwendig ist, liefert. Die Kurve der höchsten Kraftstoffwirtschaftlichkeit wird durch Experimentieren erhalten, um sowohl den gewünschten Betriebswirkungsgrad als auch die höchste Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine 8 zu erfüllen, und ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch eine Achse der Maschinengeschwindigkeit N_E und eine Achse des Ausgangsdrehmoments T_E der Maschine 8 (des Maschinendrehmoments T_E) definiert ist, definiert. Die Hybridsteuereinrichtung 52 steuert das Geschwindigkeitsverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11, um den Zielwert des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses γT zu erhalten, so dass das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, beispielsweise zwischen 13 und 0,5, gesteuert werden kann.
Bei der Hybridsteuerung steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 einen Wechselrichter 58, derart, dass die elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, durch den Wechselrichter 58 einer Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie und dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird. Das heißt, ein Hauptteil der Antriebskraft, die durch die Maschine 8 erzeugt wird, wird zu dem Leistungsübertragungsglied 18 mechanisch übertragen, während der verbleibende Teil der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor M1 verbraucht wird, um diesen Teil in die elektrische Energie umzuwandeln, die durch den Wechselrichter 58 dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird, so dass der zweite Elektromotor M2 mit der zugeführten elektrischen Energie betrieben wird, um eine mechanische Energie, die zu der Ausgangswelle 22 zu übertragen ist, zu erzeugen. Das Antriebssystem ist daher mit einem elektrischen Weg versehen, durch den eine elektrische Energie, die durch eine Umwandlung eines Teils einer Antriebskraft der Maschine 8 erzeugt wird, in eine mechanische Energie umgewandelt wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist ferner angeordnet, um ungeachtet dessen, ob das Fahrzeug stationär ist oder fährt, durch Steuern der Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors und/oder der Geschwindigkeit N_M2 des zweiten Elektromotors infolge der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 die Maschinengeschwindigkeit N_E im Wesentlichen konstant oder bei einem gewünschten Wert zu halten. Mit anderen Worten ist die Hybridsteuereinrichtung 52 fähig, die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors und/oder die Geschwindigkeit N_M2 des zweiten Elektromotors wie gewünscht zu steuern, während die Maschinengeschwindigkeit N_E im Wesentlichen konstant oder bei einem gewünschten Wert gehalten wird.
Um beispielsweise die Maschinengeschwindigkeit N_E während eines Fahrens des Fahrzeugs zu steigern, steigert die Hybridsteuereinrichtung 52 die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors, während die Geschwindigkeit N_M2 des zweiten Elektromotors, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit (die Geschwindigkeit der Antriebsräder 34) bestimmt ist, im Wesentlichen konstant gehalten wird, wie aus dem kollinearen Diagramm von 3 offensichtlich ist. Um die Maschinengeschwindigkeit N_E während eines Schaltvorgangs des automatischen Getriebeabschnitts 20 im Wesentlichen konstant zu halten, ändert die Hybridsteuereinrichtung 52 die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors in einer Richtung, die der Richtung der Änderung der Geschwindigkeit N_M2 des zweiten Elektromotors, die durch den Schaltvorgang des automatischen Getriebeabschnitts verursacht wird, entgegengesetzt ist, während die Maschinengeschwindigkeit N_E im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 umfasst eine Maschinenausgangsleistungs-Steuereinrichtung oder einen Maschinenausgangsleistungs-Steuerabschnitt, die/der funktioniert, um durch Steuern der Drosselbetätigungsvorrichtung 97, um das elektronische Drosselventil 96 zu öffnen und zu schließen, und Steuern einer Menge und einer Zeit einer Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 in die Maschine 8 und/oder den Zeitpunkt der Zündung des Zünders durch die Zündvorrichtung 99 allein oder in Kombination die Maschine 8 zu steuern, um eine erforderliche Ausgangsleistung zu liefern. Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist z. B. grundsätzlich angeordnet, um auf der Basis des Betätigungswinkels A_CC des Gaspedals und gemäß einer (nicht gezeigten) vorbestimmten gespeicherten Beziehung zwischen dem Betätigungswinkel A_CC und dem Öffnungswinkel θ_TH des elektronischen Drosselventils 96, derart, dass der Öffnungswinkel θ_TH mit einer Zunahme des Betätigungswinkels A_CC zunimmt, die Drosselbetätigungsvorrichtung 97 zu steuern. Die Maschinenausgangsleistungs-Steuervorrichtung 43 steuert die Drosselbetätigungsvorrichtung 97, um das elektronische Drosselventil 96 zu öffnen und zu schließen, steuert die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98, um die Kraftstoffeinspritzung zu steuern, und steuert die Zündvorrichtung 99, um den Zündzeitpunkt des Zünders zu steuern, um dadurch das Drehmoment der Maschine 8 gemäß den Befehlen, die von der Hybridsteuereinrichtung 52 empfangen werden, zu steuern.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist fähig, einen Motorantriebsmodus einzurichten, um ungeachtet dessen, ob die Maschine 8 in dem Nichtbetriebszustand oder in dem Leerlaufzustand ist, durch Benutzen der elektrischen CVT-Funktion (der Differentialfunktion) des Differentialabschnitts 11 das Fahrzeug durch den Elektromotor anzutreiben. Eine Volllinie A in 7 stellt ein Beispiel einer Grenzlinie dar, die eine Maschinenantriebsregion und eine Motorantriebsregion zum Schalten der Fahrzeugantriebsleistungsquelle zum Starten und Antreiben (auf die im Folgenden gemeinsam als „Antreiben" Bezug genommen ist) des Fahrzeugs zwischen der Maschine 8 und dem Elektromotor (z. B. dem zweiten Elektromotor M2) definiert. Mit anderen Worten ist der Fahrzeugantriebsmodus zwischen einem sogenannten „Maschinenantriebsmodus", der der Maschinenantriebsregion entspricht, in der das Fahrzeug mit der Maschine 8, die als die Antriebsleistungsquelle verwendet wird, gestartet und angetrieben wird, und dem sogenannten „Motorantriebsmodus", der der Motorantriebsregion entspricht, in der das Fahrzeug mit dem zweiten Elektromotor M2, der als die Antriebsleistungsquelle verwendet wird, angetrieben wird, schaltbar. Eine vorbestimmte gespeicherte Beziehung, die die Grenzlinie (die Volllinie A) von 7 zum Schalten zwischen dem Maschinenantriebsmodus und dem Motorantriebsmodus darstellt, ist ein Beispiel einer Antriebsleistungsquellen-Schaltabbildung (einer Antriebsleistungsquellenabbildung) in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch Steuerparameter in der Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines antriebskraftbezogenen Werts in der Form des Ausgangsdrehmoments T_OUT definiert ist. Diese Antriebsleistungsquellen-Schaltabbildung ist zusammen mit der Schaltgrenzlinienabbildung (der Schaltabbildung), die in 7 durch Volllinien und Strichpunktlinien gezeigt ist, in der Speichereinrichtung 56 gespeichert.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt, ob die Fahrzeugbedingung in der Motorantriebsregion oder der Maschinenantriebsregion ist, und richtet den Motorantriebsmodus oder den Maschinenantriebsmodus ein. Diese Bestimmung wird auf der Basis der Fahrzeugbedingung, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das erforderliche Ausgangsdrehmoment T_OUT dargestellt ist, und gemäß der Antriebsleistungsquellen-Schaltabbildung von 7 durchgeführt. Wie aus 7 verständlich ist, wird der Motorantriebsmodus allgemein durch die Hybridsteuereinrichtung 52 eingerichtet, wenn das Ausgangsdrehmoment T_OUT in einem vergleichsweise niedrigen Bereich ist, in dem der Maschinenwirkungsgrad vergleichsweise niedrig ist, nämlich, wenn das Maschinendrehmoment T_E in einem vergleichsweise niedrigen Bereich ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem vergleichsweise niedrigen Bereich ist, das heißt, wenn die Fahrzeuglast vergleichsweise niedrig ist. Das Fahrzeug wird üblicherweise daher in dem Motorantriebsmodus und nicht in dem Maschinenantriebsmodus gestartet. Wenn die Fahrzeugbedingung als ein Resultat einer Erhöhung des erforderlichen Ausgangsdrehmoments T_OUT oder des Maschinendrehmoments T_E aufgrund einer Betätigung des Gaspedals 45 bei einem Starten des Fahrzeugs außerhalb der Motorantriebsregion ist, die durch die Antriebsleistungsquellen-Schaltabbildung von 7 definiert ist, kann das Fahrzeug in dem Maschinenantriebsmodus gestartet werden.
Zum Reduzieren eines Schleppens der Maschine 8 in ihrem Nichtbetriebszustand und Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in dem Motorantriebsmodus ist die Hybridsteuereinrichtung 52 angeordnet, um infolge der elektrischen CVT-Funktion (der Differentialfunktion) des Differentialabschnitts 11, das heißt durch Steuern des Differentialabschnitts 11, um seine elektrische CVT-Funktion (Differentialfunktion) durchzuführen, die Maschinengeschwindigkeit N_E nach Bedarf bei null oder im Wesentlichen null zu halten, so dass die Geschwindigkeit 1 des ersten Elektromotors gesteuert wird, um frei gedreht zu werden, um eine negative Geschwindigkeit N_M1 zu haben.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist ferner fähig, einen sogenannten „Antriebskrafthilfs-" Betrieb (Drehmomenthilfsbetrieb) durchzuführen, um der Maschine 8 zu helfen, indem eine elektrische Energie von dem ersten Elektromotor M1 oder der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird, so dass der zweite Elektromotor M2 betrieben wird, um ein Antriebsdrehmoment zu den Antriebsrädern 34 zu übertragen. Der zweite Elektromotor M2 kann daher bei dem Maschinenantriebsmodus zusätzlich zu der Maschine 8 verwendet werden.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist angeordnet, um ungeachtet dessen, ob das Fahrzeug stationär ist oder mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fährt, die Maschine 8 infolge der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 in einem Betriebszustand zu halten. Wenn es erforderlich ist, dass der erste Elektromotor M1 betrieben wird, um die Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie zu laden, während das Fahrzeug stationär ist, kann, um die Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie dort zu laden, wo die Menge SOS von elektrischer Energie, die in der Speicherungsvorrichtung 60 gespeichert ist, reduziert ist, die Geschwindigkeit N_E der Maschine 8, die betrieben wird, um den ersten Elektromotor M1 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zu betreiben, hinreichend hoch gehalten werden, um infolge der Differentialfunktion der Leistungsverteilungseinrichtung 16 den Betrieb der Maschine 8 von selbst zu erlauben, selbst während die Betriebsgeschwindigkeit des zweiten Elektromotors M2, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt ist, null (im Wesentlichen null) ist, wenn das Fahrzeug stationär ist.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist ferner angeordnet, um durch Unterbrechen einer Zufuhr eines elektrischen Stroms von der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie zu dem ersten Elektromotor M1 durch den Wechselrichter 58 den ersten Elektromotor M1 in einen Nichtlastzustand zu versetzen. Wenn der erste Elektromotor M1 in den Nichtlastzustand versetzt wird, wird dem ersten Elektromotor M1 erlaubt, frei gedreht zu werden, und der Differentialabschnitt wird in einen Zustand, der dem Leistungsunterbrechungszustand, bei dem durch den Leistungsübertragungsweg innerhalb des Differentialabschnitts 11 keine Leistung übertragen werden kann und von dem Differentialabschnitt 11 keine Ausgangsleistung erzeugt werden kann, ähnlich ist, versetzt. Die Hybridsteuereinrichtung 52 funktioniert nämlich als eine Elektromotor-Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um den ersten Elektromotor M1 in den Nichtlastzustand zu versetzen, um dadurch den Differentialabschnitt 11 in einen neutralen Zustand, bei dem der Leistungsübertragungsweg elektrisch unterbrochen ist, zu versetzen.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist ferner angeordnet, um eine 4WD-Steuerung zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 zusätzlich zu den Antriebsrädern 34 zu implementieren, um das Fahrzeug zu fahren. Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist z. B. konfiguriert, um auf der Basis des Winkels der Gaspedalbetätigung A_CC, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Drehgeschwindigkeit von jedem Rad, des Längsbeschleunigungswerts G etc. eine Verteilung von Vorder- und Hinterantriebsdrehmomenten während eines Startens und einer schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs und während eines Fahrens des Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit einem niedrigen Friktionskoeffizienten zu berechnen. Die Hybridsteuereinrichtung 52 berechnet nämlich ein Vorderantriebsdrehmoment T_F*, das erforderlich ist, um die Antriebsräder 34 anzutreiben, und ein Hinterantriebsdrehmoment T_R*, das erforderlich ist, um die zweiten Antriebsräder 39 anzutreiben, und befiehlt der Maschinenausgangsleistungs-Steuervorrichtung 43, zum Antreiben der Antriebsräder 34 das Maschinendrehmoment zu steuern und zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 den dritten Elektromotor M3 durch den Wechselrichter 58 mit einer elektrischen Energie zu versorgen. Während die Antriebsräder 34 lediglich durch die Ausgangsleistung der Maschine 8 angetrieben werden können, können die Antriebsräder 34 durch die Ausgangsleistung des zweiten Elektromotors M2 sowie die Ausgangsleistung der Maschine 8 oder lediglich durch die Ausgangsleistung des zweiten Elektromotors M2 angetrieben werden.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist ferner angeordnet, derart, dass eine elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1, der durch die Ausgangsleistung der Maschine 8 angetrieben wird, erzeugt wird, durch den Wechselrichter 58 dem dritten Elektromotor zugeführt wird. Der erste Elektromotor M1 funktioniert daher als ein Elektrogenerator, der durch die Ausgangsleistung der Maschine 8 angetrieben wird. Wenn der erste Elektromotor M1 als der Elektrogenerator funktioniert, kann die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine 8 und des ersten Elektromotors M1 ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit V infolge der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11 nach Bedarf gesteuert werden. Die Hybridsteuereinrichtung 52 erlaubt daher dem ersten Elektromotor M1, zum Liefern des Hinterantriebsdrehmoments T_R* den dritten Elektromotor M3 mit einer ausreichenden Menge an elektrischer Energie zu versorgen, während dem ersten Elektromotor M1 erlaubt wird, mit der vorbestimmten Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors, die einen maximalen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung durch den ersten Elektromotor M1 gewährleistet, betrieben zu werden. Die Hybridsteuereinrichtung 52 kann angeordnet sein, derart, dass der dritte Elektromotor M3 durch den Wechselrichter 58 dort mit einer elektrischen Energie von der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie sowie der elektrischen Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, versorgt wird, wo das Drehmoment, das zu den zweiten Antriebsrädern 39 zu verteilen ist, für eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs relativ groß ist, vorausgesetzt, dass die Menge an elektrischer Energie SOC, die in der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie gespeichert ist, größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist weiterhin konfiguriert, um ferner als eine Steuereinrichtung für ein regeneratives Bremsen oder ein Steuerabschnitt für ein regeneratives Bremsen, die/der für eine sogenannte „Steuerung für ein regeneratives Bremsen" des Fahrzeugs während einer Verzögerung oder eines Bremsens des Fahrzeugs ohne eine Betätigung des Gaspedals betrieben wird, zu funktionieren. Die Steuereinrichtung für ein regeneratives Bremsen oder der Steuerabschnitt für ein regeneratives Bremsen steuert den zweiten Elektromotor M2 oder den dritten Elektromotor M3, um durch eine Rückwärtsantriebskraft, die zu der Maschine 8 von den Antriebsrädern 34, die durch eine kinetische Energie des fahrenden Fahrzeugs angetrieben werden, übertragen wird, als ein Elektrogenerator betrieben zu werden, so dass die Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie mit einem durch den zweiten Elektromotor erzeugten elektrischen Strom I_M2G oder einem durch den dritten Elektromotor erzeugten elektrischen Strom I_M3G, der durch den zweiten oder den dritten Elektromotor M2 oder M3 erzeugt wird und der der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie durch den Wechselrichter 58 zugeführt wird, geladen wird.
Eine Hochgeschwindigkeitsgang-Bestimmungseinrichtung (ein Höhere-Geschwindigkeit-Gang-Bestimmungsabschnitt) 62 ist angeordnet, um zu bestimmen, ob die Gangposition, zu der die Getriebeeinrichtung 10 auf der Basis der Fahrzeugbedingung und gemäß der Schaltgrenzlinienabbildung, die in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und in 7 als ein Beispiel gezeigt ist, geschaltet werden sollte, eine Hochgeschwindigkeitsgangposition, beispielsweise die fünfte Gangposition, ist. Diese Bestimmung wird durch Bestimmen, ob die Gangposition, die durch die stufenvariable Schaltsteuereinrichtung 54 ausgewählt wird, die fünfte Gangposition ist oder nicht, durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in Eingriff gebracht werden sollte, um die Getriebeeinrichtung 10 in den stufenvariablen Schaltzustand zu versetzen.
Eine Schaltsteuereinrichtung 50 ist angeordnet, um durch Ineingriffbringen und Lösen der Kopplungsvorrichtungen (der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0) auf der Basis der Fahrzeugbedingung die Getriebeeinrichtung 10 zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem stufenvariablen Schaltzustand, das heißt zwischen dem Differentialzustand und dem blockierten Zustand, selektiv zu schalten. Die Schaltsteuereinrichtung 50 ist beispielsweise angeordnet, um auf der Basis der Fahrzeugbedingung, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das erforderliche Ausgangsdrehmoment T_OUT dargestellt ist, und gemäß der Schaltgrenzlinienabbildung (der Schaltsteuerabbildung oder -beziehung), die in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und in 6 als ein Beispiel durch eine Strichzweipunkt-Linie gezeigt ist, zu bestimmen, ob der Schaltzustand der Getriebeeinrichtung 10 (des Differentialabschnitts 11) geändert werden sollte, nämlich ob die Fahrzeugbedingung in der Region des kontinuierlich variablen Schaltens zum Versetzen der Getriebeeinrichtung 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder in der Region des stufenvariablen Schaltens zum Versetzen der Getriebeeinrichtung 10 in den stufenvariablen Schaltzustand ist. Die Schaltsteuereinrichtung 50 versetzt die Getriebeeinrichtung 10 abhängig davon, ob die Fahrzeugbedingung in der Region des kontinuierlich variablen Schaltens oder in der Region des stufenvariablen Schaltens ist, in den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder den stufenvariablen Schaltzustand. Die Schaltsteuereinrichtung 50 begrenzt daher durch Versetzen des Differentialabschnitts 11 in den stufenvariablen Schaltzustand durch Steuern der Schaltkupplung C0 und/oder der Schaltbremse B0 die elektrisch gesteuerte Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11. Das heißt, die Schaltsteuereinrichtung 50 funktioniert als eine Differentialbegrenzungseinrichtung oder ein Differentialbegrenzungsabschnitt zum Begrenzen des Betriebs des Differentialabschnitts 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe.
Detailliert beschrieben, wenn die Schaltsteuereinrichtung 50 bestimmt, dass die Fahrzeugbedingung in der Region des stufenvariablen Schaltens ist, deaktiviert die Schaltsteuereinrichtung 50 die Hybridsteuereinrichtung 52, um keine Hybridsteuerung oder kontinuierlich variable Schaltsteuerung zu implementieren, und aktiviert die stufenvariable Schaltsteuereinrichtung 54, um eine vorbestimmte stufenvariable Schaltsteuerung zu implementieren, bei der der Getriebeabschnitt 20 gemäß der Schaltgrenzlinienabbildung, die in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und in 7 als ein Beispiel gezeigt ist, automatisch geschaltet wird. 2 zeigt die Kombinationen der Ineingriffnahmevorgänge der hydraulisch betriebenen Friktionskopplungsvorrichtungen C0, C1, C2, B0, B1, B2 und B3, die in der Speichereinrichtung 56 gespeichert sind und die zum automatischen Schalten des automatischen Getriebeabschnitts 20 selektiv verwendet werden. Bei dem stufenvariablen Schaltzustand funktioniert die Getriebeeinrichtung 10 als Ganzes, die durch den Differentialabschnitt 11 und den automatischen Getriebeabschnitt 20 gebildet ist, als ein sogenanntes stufenvariables automatisches Getriebe, das gemäß der Tabelle von 2 automatisch geschaltet wird.
Wenn die Hochgeschwindigkeitsgang-Bestimmungseinrichtung 62 beispielsweise bestimmt hat, dass die Getriebeeinrichtung 10 zu der fünften Gangposition geschaltet werden sollte, befiehlt die Schaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, die Schaltkupplung C0 zu lösen und die Schaltbremse B0 in Eingriff zu bringen, um den Differentialabschnitt 11 zu aktivieren, um als ein Zusatzgetriebe mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis γ0 von beispielsweise 0,7 zu funktionieren, so dass die Getriebeeinrichtung 10 als Ganzes in eine Hochgeschwindigkeitsgangposition, eine sogenannte „Schongangposition" mit einem niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnis als 1,0, versetzt wird. Wenn die Hochgeschwindigkeitsgang-Bestimmungseinrichtung 62 nicht bestimmt hat, dass die Getriebeeinrichtung 10 zu der fünften Gangposition geschaltet werden sollte, befiehlt die Schaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, die Schaltkupplung C0 in Eingriff zu bringen und die Schaltbremse B0 zu lösen, um den Differentialabschnitt 11 zu aktivieren, um als ein Zusatzgetriebe mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis γ0 von beispielsweise 1,0 zu funktionieren, so dass die Getriebeeinrichtung 10 als Ganzes in eine Geschwindigkeitsreduzierungs-Gangposition mit einem nicht niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnis als 1,0 versetzt wird. Wenn die Getriebeeinrichtung 10 durch die Schaltsteuereinrichtung 50 zu dem stufenvariablen Schaltzustand geschaltet wird, wird daher der Differentialabschnitt 11, der als das Zusatzgetriebe betreibbar ist, unter der Steuerung der Schaltsteuereinrichtung 50 in eine ausgewählte von zwei Gangpositionen versetzt, während der automatische Getriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als ein stufenvariables Getriebe funktioniert, so dass die Getriebeeinrichtung 10 als Ganzes als das sogenannte stufenvariable automatische Getriebe funktioniert.
Wenn die Schaltsteuereinrichtung 50 andererseits bestimmt hat, dass die Fahrzeugbedingung in der Region des kontinuierlich variablen Schaltens zum Versetzen der Getriebeeinrichtung 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand ist, befiehlt die Schaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 zum Versetzen des Differentialabschnitts 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 zu lösen. Die Schaltsteuereinrichtung 50 aktiviert gleichzeitig die Hybridsteuereinrichtung 52, um die Hybridsteuerung zu implementieren, und befiehlt der stufenvariablen Schaltsteuereinrichtung 54, eine vorbestimmte der Gangpositionen auszuwählen und zu halten oder dem automatischen Getriebeabschnitt 20 zu erlauben, gemäß der Schaltgrenzlinienabbildung, die in dem Abbildungsspeicher 56 gespeichert ist und in 6 als ein Beispiel gezeigt ist, automatisch geschaltet zu werden. Bei dem letzteren Fall implementiert die stufenvariable Schaltsteuereinrichtung 54 durch passendes Auswählen der Kombinationen der Betriebszustände der Friktionskopplungsvorrichtungen, die in der Tabelle von 2 gezeigt sind, außer der Kombinationen, die die Ineingriffnahme der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 umfassen, die automatische Schaltsteuerung. Der Differentialabschnitt 11, der unter der Steuerung der Schaltsteuereinrichtung 50 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet wird, funktioniert daher als das kontinuierlich variable Getriebe, während der automatische Getriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als das stufenvariable Getriebe funktioniert, so dass die Getriebeeinrichtung 10 eine ausreichende Fahrzeugantriebskraft liefert, derart, dass die Eingangsgeschwindigkeit N_IN des automatischen Getriebeabschnitts 20, der in eine der ersten bis vierten Gangpositionen versetzt ist, nämlich die Drehgeschwindigkeit N₁₈ des Leistungsübertragungsglieds 18, kontinuierlich geändert wird, so dass das Geschwindigkeitsverhältnis der Getriebeeinrichtung 10, wenn der Getriebeabschnitt 20 in eine von jenen Gangpositionen versetzt ist, über einen vorbestimmten Bereich kontinuierlich variabel ist. Das Geschwindigkeitsverhältnis des automatischen Getriebeabschnitts 20 ist demgemäß über die benachbarten Gangpositionen kontinuierlich variabel, wodurch das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT der Getriebeeinrichtung 10 als Ganzes, die in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, kontinuierlich variabel ist.
Die Abbildungen von 7 werden detailliert beschrieben. Die Schaltgrenzlinienabbildung (die Schaltsteuerabbildung oder -beziehung), die in 7 als ein Beispiel gezeigt ist und in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist, wird zum Bestimmen, ob der automatische Getriebeabschnitt 20 geschaltet werden sollte, verwendet und ist in einem zweidimensionalen Koordinatensystem durch Steuerparameter bestehend aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem antriebskraftbezogenen Wert in der Form des erforderlichen Ausgangsdrehmoments T_OUT definiert. In 7 zeigen die Volllinien die Hochschaltgrenzlinien, während die Strichpunktlinien die Herunterschaltgrenzlinien zeigen.
Die gestrichelten Linien in 7 stellen die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 und die obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 dar, die für die Schaltsteuereinrichtung 50 verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der Region des stufenvariablen Schaltens oder der Region des kontinuierlich variablen Schaltens ist. Mit anderen Worten stellen die gestrichelten Linien eine Hochgeschwindigkeitsfahr-Grenzlinie, die die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1, über der bestimmt wird, dass das Hybridfahrzeug in einem Hochgeschwindigkeitsfahrzustand ist, anzeigt, und eine Hochausgangsleistungsfahr-Grenzlinie dar, die die obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 des Ausgangsdrehmoments T_OUT des automatischen Getriebeabschnitts 20, über der bestimmt wird, dass das Hybridfahrzeug in einem Hochausgangsleistungsfahrzustand ist, anzeigt. Das Ausgangsdrehmoment T_OUT ist ein Beispiel des antriebskraftbezogenen Werts, der sich auf die Antriebskraft des Hybridfahrzeugs bezieht. 7 zeigt ferner Strichzweipunkt-Linien, die hinsichtlich der gestrichelten Linien um einen passenden Betrag einer Steuerhysterese für eine Bestimmung, ob der stufenvariable Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand oder umgekehrt geändert wird, versetzt sind. Die gestrichelten Linien und die Strichzweipunkt-Linien von 7 bilden daher die gespeicherte Schaltgrenzlinienabbildung (Schaltsteuerabbildung oder -beziehung), die durch die Schaltsteuereinrichtung (den Schaltsteuerabschnitt) 50 verwendet wird, um abhängig davon, ob die Steuerparameter in der Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ausgangsdrehmoments T_OUT höher als die vorbestimmten oberen Grenzwerte V, T1 sind, zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der Region des stufenvariablen Schaltens oder der Region des kontinuierlich variablen Schaltens ist. Diese Schaltgrenzlinienabbildung kann zusammen mit der Schaltgrenzlinienabbildung in der Speichereinrichtung 56 gespeichert sein. Die Schaltgrenzlinienabbildung kann mindestens entweder die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 oder die obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 oder entweder die Fahrzeuggeschwindigkeit V oder das Ausgangsdrehmoment T_OUT als mindestens einen Parameter verwenden.
Die im Vorhergehenden beschriebenen Schaltgrenzlinienabbildung, Schaltgrenzlinien- und Antriebsleistungsquellen-Schaltabbildung können für einen Vergleich der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit V mit der Grenzgeschwindigkeit V1 und einen Vergleich des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments T_OUT mit dem Grenzwert T1 durch gespeicherte Gleichungen ersetzt werden. Bei diesem Fall schaltet die Schaltsteuereinrichtung 50 durch Ineingriffbringen der Schaltbremse B0, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V die obere Grenze V1 überschritten hat, oder durch Ineingriffbringen der Schaltkupplung C0, wenn das Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Getriebeabschnitts 20 die obere Grenze T1 überschritten hat, die Getriebeeinrichtung 10 in den stufenvariablen Schaltzustand.
Die Schaltsteuereinrichtung 50 kann angeordnet sein, um bei einer Erfassung eines Funktionsausfalls oder einer Funktionsverschlechterung der elektrischen Komponenten, wie der Elektromotoren, die betreibbar sind, um den Differentialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe zu betreiben, die Getriebeeinrichtung 10 in den stufenvariablen Schaltzustand zu versetzen, selbst wenn die Fahrzeugbedingung in der Region des kontinuierlich variablen Schaltens ist. Jene elektrische Komponenten umfassen Komponenten, wie den ersten Elektromotor M1, den zweiten Elektromotor M2, den Wechselrichter 58, die Speicherungsvorrichtung 50 für elektrische Energie und elektrische Leitungen, die jene Komponenten, die dem elektrischen Weg, durch den eine elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, in eine mechanische Energie umgewandelt wird, zugeordnet sind, miteinander verbinden. Die Funktionsverschlechterung der Komponenten kann durch ihren Ausfall oder einen Abfall ihrer Temperaturen verursacht sein. Die Schaltsteuereinrichtung 50 bestimmt beispielsweise, ob ein Funktionsausfall oder eine Funktionsverschlechterung der elektrischen Komponenten, wie der Elektromotoren, die betreibbar sind, um den Differentialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe zu betreiben, entstanden sind, und versetzt die Getriebeeinrichtung 10 bei einer Bestimmung, dass ein Funktionsausfall oder eine Funktionsverschlechterung entstanden sind, in den stufenvariablen Schaltzustand.
Der im Vorhergehenden gezeigte antriebskraftbezogene Wert ist ein Parameter, der der Antriebskraft des Fahrzeugs, die das Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Getriebeabschnitts 20, das Maschinenausgangsdrehmoment T_E oder ein Beschleunigungswert G des Fahrzeugs sowie ein Antriebsdrehmoment oder eine Antriebskraft der Antriebsräder 34 sein kann, entspricht. Der Parameter kann ein tatsächlicher Wert, der auf der Basis des Betätigungswinkels A_CC des Gaspedals 45 oder des Öffnungswinkels des Drosselventils (oder einer Ansaugluftmenge, eines Luft/Kraftstoffverhältnisses oder einer Menge einer Kraftstoffeinspritzung) und der Maschinengeschwindigkeit N_E berechnet wird, oder einer von geschätzten Werten des erforderlichen (Ziel-)Maschinendrehmoments T_E, des erforderlichen (Ziel-)Ausgangsdrehmoments T_OUT des Getriebeabschnitts 20 und der erforderlichen Fahrzeugantriebskraft, die auf der Basis des Betätigungswinkels A_CC des Gaspedals 45 oder des Öffnungswinkels des Drosselventils berechnet werden, sein. Das im Vorhergehenden beschriebene Fahrzeugantriebsdrehmoment kann auf der Basis nicht nur des Ausgangsdrehmoments T_OUT etc., sondern auch des Verhältnisses der Differentialgetriebevorrichtung 36 und des Radius der Antriebsräder 34 berechnet werden oder kann durch einen Drehmomentsensor oder dergleichen direkt erfasst werden.
Die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 wird z. B. bestimmt, so dass die Getriebeeinrichtung 10 in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt wird, während das Fahrzeug in dem Hochgeschwindigkeits-Fahrzustand ist. Diese Bestimmung ist wirksam, um eine Möglichkeit einer Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, wenn die Getriebeeinrichtung 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt wäre, während das Fahrzeug in dem Hochgeschwindigkeitsfahrzustand ist. Die Getriebeeinrichtung 10 wird nämlich während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs als das stufenvariable Getriebe des Planetenradtyps, einen elektrischen Weg nicht umfassend, wirksam betrieben.
Die obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 wird andererseits abhängig von den Betriebscharakteristika des ersten Elektromotors M1, der klein ist und dessen maximale Ausgabe einer elektrischen Energie relativ klein gemacht ist, bestimmt, so dass das Reaktionsdrehmoment des ersten Elektromotors M1 nicht so groß ist, wenn die Maschinenausgangsleistung in dem Hochausgangsleistungsfahrzustand des Fahrzeugs relativ hoch ist. Die obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 wird alternativ bestimmt, um die Getriebeeinrichtung 10 bei dem Hochausgangsleistungsfahrzustand des Fahrzeugs auf die Annahme hin, dass der Fahrzeugbetreiber bei dem Hochausgangsleistungsfahrzustand des Fahrzeugs während eines Schaltvorgangs der Getriebeeinrichtung 10 eine Änderung der Maschinengeschwindigkeit fühlen und nicht die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessern möchte, in den stufenvariablen Schaltzustand zu versetzen. Das heißt, die Getriebeeinrichtung 10 wird als das stufenvariable Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis in Stufen geändert wird, und nicht als das kontinuierlich variable Getriebe betrieben, wenn das Fahrzeug in dem Hochausgangsleistungszustand fährt.
Bezug nehmend auf 9 ist eine Schaltgrenzlinienabbildung (eine Schaltsteuerabbildung oder -beziehung) gezeigt, die in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist und die Maschinenausgangsleistungslinien definiert, die als Grenzlinien, die durch die Schaltsteuereinrichtung 50 verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der Region des stufenvariablen oder eines kontinuierlich variablen Schaltens ist, dienen. Diese Maschinenausgangsleistungslinien werden durch Steuerparameter in der Form der Maschinengeschwindigkeit N_E und des Maschinendrehmoments N_T definiert. Die Schaltsteuereinrichtung 50 kann an Stelle der Schaltgrenzlinienabbildung von 7 die Schaltgrenzlinienabbildung von 8 verwenden, um auf der Basis der Maschinengeschwindigkeit N_E und des Maschinendrehmoments T_E zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der Region des kontinuierlich variablen oder eines stufenvariablen Schaltens ist. Die Schaltgrenzlinienabbildung von 7 kann auf der Schaltgrenzlinienabbildung von 9 basieren. Mit anderen Worten können die gestrichelten Linien in 7 auf der Basis der Beziehung (der Abbildung) von 9 in dem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch die Steuerparameter in der Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ausgangsdrehmoments T_OUT definiert ist, bestimmt sein.
Die Region des stufenvariablen Schaltens, die durch die Schaltgrenzlinienabbildung von 7 definiert ist, wird als eine Hochdrehmomentantriebsregion, bei der das Ausgangsdrehmoment T_OUT nicht niedriger als die vorbestimmte obere Grenze T1 ist, oder eine Hochgeschwindigkeitsantriebsregion, bei der die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht niedriger als die vorbestimmte obere Grenze V1 ist, definiert. Die stufenvariable Schaltsteuerung wird demgemäß implementiert, wenn das Drehmoment der Maschine 8 vergleichsweise hoch ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise hoch ist, während die kontinuierlich variable Schaltsteuerung implementiert wird, wenn das Drehmoment der Maschine 8 vergleichsweise niedrig ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise niedrig ist, das heißt, wenn die Maschine 8 in einem Normalausgangsleistungszustand ist.
Die Region des stufenvariablen Schaltens, die durch die Schaltgrenzlinienabbildung von 9 definiert ist, wird ähnlich als eine Hochdrehmomentantriebsregion, bei der das Maschinendrehmoment T_E nicht niedriger als die vorbestimmte obere Grenze TE1 ist, oder eine Hochgeschwindigkeitsantriebsregion, bei der die Maschinengeschwindigkeit N_E nicht niedriger als die vorbestimmte obere Grenze NE1 ist, definiert oder wird alternativ als eine Hochausgangsleistungsantriebsregion, bei der die Ausgangsleistung der Maschine 8, die auf der Basis des Maschinendrehmoments N_T und der Maschinengeschwindigkeit N_E berechnet wird, nicht niedriger als eine vorbestimmte Grenze ist, definiert. Die stufenvariable Schaltsteuerung wird demgemäß implementiert, wenn das Drehmoment T_E, die Geschwindigkeit N_E oder die Ausgangsleistung der Maschine 8 vergleichsweise hoch sind, während die kontinuierlich variable Schaltsteuerung implementiert wird, wenn das Drehmoment T_E, die Geschwindigkeit N_E oder die Ausgangsleistung der Maschine 8 vergleichsweise niedrig sind, das heißt, wenn die Maschine 8 in dem Normalausgangsleistungszustand ist. Die Grenzlinien der Schaltgrenzlinienabbildung von 9 können als Hochgeschwindigkeits-Schwellenlinien oder Hochmaschinenausgangsleistungs-Schwellenlinien, die eine obere Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit V oder der Maschinenausgangsleistung definieren, betrachtet werden.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Getriebeeinrichtung 10 bei einem Niedriggeschwindigkeits- oder einem Mittelgeschwindigkeitsfahrzustand des Fahrzeugs oder bei einem Niedrigausgangsleistungs- oder einem Mittelausgangsleistungsfahrzustand des Fahrzeugs in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, wobei ein hoher Grad einer Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs gewährleistet wird. Bei einem Hochgeschwindigkeitsfahren des Fahrzeugs mit der höheren Fahrzeuggeschwindigkeit V als die obere Grenze V1 wird die Getriebeeinrichtung 10 in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt, bei dem die Ausgangsleistung der Maschine 8 vor allem durch den mechanischen Leistungsübertragungsweg zu den Antriebsrädern 34 übertragen wird, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit infolge einer Reduzierung eines Verlusts einer Umwandlung der mechanischen Energie in die elektrische Energie, die stattfinden würde, wenn der Differentialabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe funktioniert, verbessert wird.
Bei einem Hochausgangsleistungsfahrzustand des Fahrzeugs mit dem höheren Ausgangsdrehmoment T_OUT als die obere Grenze T1 wird die Getriebeeinrichtung 10 ebenfalls in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt. Die Getriebeeinrichtung 10 wird daher lediglich in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V relativ niedrig oder mittelgroß ist oder wenn die Maschinenausgangsleistung relativ niedrig oder mittelgroß ist, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, das heißt die maximale Menge an elektrischer Energie, die von dem ersten Elektromotor M1 übertragen werden muss, reduziert werden kann, wodurch die erforderliche elektrische Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 reduziert werden kann, was es möglich macht, die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 und die erforderliche Größe des Antriebssystems, das jene Elektromotoren umfasst, zu minimieren.
Die obere Grenze TE1 wird nämlich bestimmt, derart, dass der erste Elektromotor M1 dem Reaktionsdrehmoment widerstehen kann, wenn die Maschinenausgangsleistung T_E nicht höher als die obere Grenze TE1 ist, und der Differentialabschnitt 11 wird in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt, wenn das Fahrzeug in dem Hochausgangsleistungsfahrzustand ist, bei dem das Maschinendrehmoment T_E höher als die obere Grenze TE1 ist. Bei dem stufenvariablen Schaltzustand des Getriebeabschnitts 11 muss der erste Elektromotor M1 daher nicht, wie bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des Getriebeabschnitts 11, dem Reaktionsdrehmoment hinsichtlich des Maschinendrehmoments T_E widerstehen, was es möglich macht, eine Verschlechterung einer Lebensdauer des ersten Elektromotors M1 zu reduzieren, während eine Erhöhung seiner erforderlichen Größe verhindert wird. Mit anderen Worten kann die erforderliche maximale Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner als seine Reaktionsdrehmomentkapazität, die dem maximalen Wert der Maschinenausgangsleistung T_E entspricht, gemacht werden. Das heißt, die erforderliche maximale Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 kann bestimmt werden, derart, dass seine Reaktionsdrehmomentkapazität kleiner als ein Wert ist, der dem Maschinendrehmoment T_E, das die obere Grenze TE1 überschreitet, entspricht, so dass der erste Elektromotor M1 klein sein kann.
Die maximale Ausgangsleistung des ersten Elektromotors M1 ist eine Nennleistung von diesem Motor, die durch Experimentieren in der Umgebung, in der der Motor betrieben wird, bestimmt wird. Die im Vorhergehenden beschriebene obere Grenze des Maschinendrehmoments T_E wird durch Experimentieren bestimmt, derart, dass die obere Grenze ein Wert ist, der gleich dem oder niedriger als der maximale Wert des Maschinendrehmoments T_E ist und unter dem der erste Elektromotor M1 dem Reaktionsdrehmoment widerstehen kann, so dass die Verschlechterung der Lebensdauer des ersten Elektromotors M1 reduziert werden kann.
Gemäß dem anderen Konzept wird die Getriebeeinrichtung 10 bei dem Hochausgangsleistungsfahrzustand des Fahrzeugs, bei dem der Fahrzeugbetreiber einen stärkeren Wunsch nach einer verbesserten Fahrbarkeit des Fahrzeugs und nicht einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit hat, in den stufenvariablen Schaltzustand (den Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis) und nicht in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt. Bei diesem Fall ändert sich die Maschinengeschwindigkeit N_E mit einem Hochschaltvorgang des automatischen Getriebeabschnitts 20, wobei eine bequeme rhythmische Änderung der Maschinengeschwindigkeit N_E, sowie der Getriebeabschnitt 20 hoch geschaltet wird, gewährleistet wird, wie in 109 gezeigt ist.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird der Differentialabschnitt 11 durch die Schaltsteuereinrichtung 50 auf der Basis der Fahrzeugbedingung und gemäß der Beziehung von 7 zwischen dem stufenvariablen und dem kontinuierlich variablen Schaltzustand automatisch geschaltet. Der Differentialabschnitt 11 kann jedoch zwischen dem stufenvariablen und dem kontinuierlich variablen Schaltzustand manuell sowie automatisch geschaltet werden, wie im Folgenden beschrieben ist.
11 zeigt ein Beispiel eines Wippenschalters 44 (auf den im Folgenden als „Schalter 44" Bezug genommen ist), der als eine Schaltzustands-Auswahlvorrichtung, die manuell betreibbar ist, um den kontinuierlich variablen Schaltzustand (den Differentialzustand oder den nicht blockierten Zustand) oder den stufenvariablen Schaltzustand (den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, den Nicht-Differentialzustand oder den blockierten Zustand) der Getriebeeinrichtung 10 (des Differentialabschnitts 11 oder der Leistungsverteilungseinrichtung 16) auszuwählen, funktioniert. Dieser Schalter 44 erlaubt dem Benutzer, während eines Fahrens des Fahrzeugs den gewünschten Schaltzustand auszuwählen. Der Schalter 44 hat einen Auswahlknopf für ein Fahren mit einem kontinuierlich variablen Schalten, der mit „KONTINUIERLICH VARIABEL" bezeichnet ist, zum Fahrenlassen des Fahrzeugs in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, und einen Auswahlknopf für ein Fahren mit einem stufenvariablen Schalten, der mit „STUFENVARIABEL" bezeichnet ist, zum Fahrenlassen des Fahrzeugs in dem stufenvariablen Schaltzustand, wie in 11 gezeigt ist. Wenn der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem kontinuierlich variablen Schalten durch den Benutzer gedrückt wird, wird der Schalter 44 in eine kontinuierlich variable Schaltposition zum Auswählen des kontinuierlich variablen Schaltzustands, bei dem die Getriebeeinrichtung 10 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, versetzt. Wenn der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem stufenvariablen Schalten durch den Benutzer gedrückt wird, wird der Schalter 44 in eine stufenvariable Schaltposition zum Auswählen des stufenvariablen Schaltzustands, bei dem die Getriebeeinrichtung als das stufenvariable Getriebe betreibbar ist, versetzt. Der Schalter 44 wird z. B. manuell betrieben, um den kontinuierlich variablen Schaltzustand der Getriebeeinrichtung 10, wenn der Benutzer ein gutes Schaltansprechen des kontinuierlich variablen Getriebes und eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit möchte, oder den stufenvariablen Schaltzustand der Getriebeeinrichtung 10 auszuwählen, wenn der Benutzer eine rhythmische Änderung der Maschinengeschwindigkeit als ein Resultat von Schaltvorgängen des stufenvariablen Getriebes möchte.
Die Schaltsteuereinrichtung 50 ist angeordnet, um zu bestimmen, ob der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem kontinuierlich variablen Schalten oder der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem stufenvariablen Schalten des Schalters 44 gedrückt wurde, und die Getriebeeinrichtung 10 zu dem stufenweise variablen Schaltzustand zu schalten, wenn der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem stufenvariablen Schalten gedrückt wurde.
Wenn die Schaltsteuereinrichtung 50 andererseits bestimmt, dass der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem kontinuierlich variablen Schalten des Schalters 44 gedrückt wurde, wird die Getriebeeinrichtung 10 nicht notwendigerweise in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, der Schaltzustand der Getriebeeinrichtung 10 wird jedoch angesichts einer Möglichkeit, dass der erste Elektromotor M1 bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand kein Reaktionsdrehmoment, das dem Maschinendrehmoment T_E entspricht, erzeugen kann, auf der Basis der Fahrzeugbedingung und gemäß beispielsweise der Beziehung von 7 automatisch ausgewählt.
Der Schalter 44 kann eine neutrale Position, bei der weder der kontinuierlich variable noch der stufenvariable Schaltzustand ausgewählt sind, haben. Bei diesem Fall kann der Schalter 44 in seine neutrale Position versetzt sein, wenn der Benutzer den gewünschten Schaltzustand nicht ausgewählt hat oder möchte, dass die Getriebeeinrichtung 10 in entweder den kontinuierlich variablen oder den stufenvariablen Schaltzustand automatisch versetzt wird. Bei der neutralen Position des Schalters 44 wird der Schaltzustand der Getriebeeinrichtung 10 auf der Basis der Fahrzeugbedingung und gemäß beispielsweise der Beziehung von 7 automatisch ausgewählt.
12 zeigt ein Beispiel einer manuell betreibbaren Schaltvorrichtung in der Form einer Schaltvorrichtung 46. Die Schaltvorrichtung 46 umfasst den im Vorhergehenden beschriebenen Schalthebel 48, der beispielsweise benachbart zu einem Sitz des Betreibers lateral angeordnet ist und der manuell betrieben wird, um eine von einer Mehrheit von Positionen bestehend aus einer Parkposition P zum Versetzen des Antriebssystems 10 (nämlich eines automatischen Getriebeabschnitts 20) in einen neutralen Zustand, bei dem ein Leistungsübertragungsweg von sowohl der ersten als auch der zweiten Kupplung C1, C2, die in den gelösten Zustand versetzt sind, getrennt ist und gleichzeitig die Ausgangswelle 22 des automatischen Getriebeabschnitts 20 in dem blockierten Zustand ist, einer Rückwärtsantriebsposition R zum Antreiben des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung, einer neutralen Position N zum Versetzen des Antriebssystems 10 in den neutralen Zustand, einer automatischen Vorwärtsantriebs-Schaltposition D und einer manuellen Vorwärtsantriebs-Schaltposition M auszuwählen.
Wenn der Schalthebel 48 zu einer ausgewählten der Schaltpositionen betrieben wird, wird ein manuelles Ventil, das in der hydraulischen Steuereinheit 42 enthalten ist und mit dem Schalthebel 48 wirksam verbunden ist, betrieben, um die hydraulische Steuereinheit 42 zum Einrichten einer von der Rückwärtsantriebsposition R, der neutralen Position N, der automatischen Vorwärtsantriebs-Schaltposition D etc., die in der Tabelle von 2 gezeigt sind, zu steuern. Bei der automatischen Vorwärtsantriebsposition D oder der manuellen Vorwärtsantriebsposition M wird eine von der ersten bis fünften Gangposition (1. bis 5.), die in der Tabelle von 2 gezeigt sind, durch elektrisches Steuern der geeigneten Solenoid-betriebenen Ventile, die in der hydraulischen Steuereinheit 42 enthalten sind, eingerichtet.
Die im Vorhergehenden gezeigte Parkposition P und neutrale Position N sind Nichtantriebspositionen, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug nicht angetrieben bzw. gefahren wird, während die im Vorhergehenden gezeigten Rückwärtsantriebsposition R und automatische und manuelle Vorwärtsantriebsposition D, M Antriebspositionen sind, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug angetrieben wird. Bei den Nichtantriebspositionen P, N ist der Leistungsübertragungsweg in dem automatischen Getriebeabschnitt 20 in dem Leistungsunterbrechungszustand, der durch Lösen von beiden Kupplungen C1 und C2 eingerichtet wird, wie in der Tabelle von 2 gezeigt ist. Bei den Antriebspositionen R, D, M ist der Leistungsübertragungsweg in dem automatischen Getriebeabschnitt 20 in dem Leistungsübertragungszustand, der durch Lösen der ersten Kupplung C1 und/oder der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wie in der Tabelle von 2 ebenfalls gezeigt ist.
Detailliert beschrieben verursacht ein manueller Betrieb des Schalthebels 48 von der Parkposition P oder der neutralen Position N zu der Rückwärtsantriebsposition R, dass die zweite Kupplung C2 zum Schalten des Leistungsübertragungswegs in dem automatischen Getriebeabschnitt 20 von dem Leistungsunterbrechungszustand zu dem Leistungsübertragungszustand in Eingriff gebracht wird. Ein manueller Betrieb des Schalthebels 48 von der neutralen Position N zu der automatischen Vorwärtsantriebsposition D verursacht, dass mindestens die erste Kupplung C1 zum Schalten des Leistungsübertragungswegs in dem automatischen Getriebeabschnitt 20 von dem Leistungsunterbrechungszustand zu dem Leistungsübertragungszustand in Eingriff gebracht wird. Die automatische Vorwärtsantriebsposition D liefert eine Höchstgeschwindigkeitsposition, und Positionen „4" bis „L", die bei der manuellen Vorwärtsantriebsposition M wählbar sind, sind Maschinenbremsenpositionen, bei denen eine Maschinenbremse bei dem Fahrzeug angewandt wird.
Die manuelle Vorwärtsantriebsposition M befindet sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs bei der gleichen Position, wie die automatische Vorwärtsantriebsposition D, und ist in der lateralen Richtung des Fahrzeugs von der automatischen Vorwärtsantriebsposition D beabstandet oder zu dieser benachbart. Der Schalthebel 48 wird zum manuellen Auswählen einer von den im Vorhergehenden gezeigten Positionen „D" bis „L" zu der manuellen Vorwärtsantriebsposition M betrieben. Detailliert beschrieben ist der Schalthebel 48 von der manuellen Vorwärtsantriebsposition M zu einer Hochschaltposition „+" und einer Herunterschaltposition „–", die in der Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind, bewegbar. Jedes Mal, wenn der Schalthebel 48 zu der Hochschaltposition „+" oder der Herunterschaltposition „–" bewegt wird, wird die derzeit ausgewählte Position um eine Position geändert. Die fünf Positionen „D" bis „L" haben jeweilige unterschiedliche untere Grenzen eines Bereichs, in dem das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT der Getriebeeinrichtung 10 automatisch variabel ist, das heißt jeweilige unterschiedliche unterste Werte des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses γT, das der höchsten Ausgangsgeschwindigkeit der Getriebeeinrichtung 10 entspricht. Die fünf Positionen „D" bis „L" wählen nämlich jeweilige unterschiedliche Nummern der Geschwindigkeitspositionen (Gangpositionen) des automatischen Getriebeabschnitts 20 aus, die automatisch wählbar sind, so dass das unterste verfügbare Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT durch die ausgewählte Nummer der Gangpositionen bestimmt ist. Der Schalthebel 48 wird durch eine Vorspanneinrichtung, wie eine Feder, vorgespannt, so dass der Schalthebel 48 von der Hochschaltposition „+" und der Herunterschaltposition „–" zu der manuellen Vorwärtsantriebsposition M automatisch rückgeführt wird. Die Schaltvorrichtung 46 ist mit einem Schaltpositionssensor 49, der betreibbar ist, um die derzeit ausgewählte Position des Schalthebels 48 zu erfassen, versehen, so dass Signale, die die derzeit ausgewählte Betriebsposition des Schalthebels 48 und die Zahl der Schaltoperationen des Schalthebels 48 bei der manuellen Vorwärtsantriebsposition M anzeigen, an die elektronische Steuervorrichtung 40 angelegt werden.
Wenn der Schalthebel 48 zu der automatischen Vorwärtsantriebsposition D betrieben wird, bewirkt die Schaltsteuereinrichtung 50 eine automatische Schaltsteuerung der Getriebeeinrichtung 10 gemäß der in 7 gezeigten gespeicherten Schaltgrenzlinienabbildung, und die Hybridsteuereinrichtung 52 bewirkt die kontinuierlich variable Schaltsteuerung der Leistungsverteilungseinrichtung 16, während die stufenvariable Schaltsteuereinrichtung 54 eine automatische Schaltsteuerung des automatischen Getriebes 20 bewirkt. Wenn die Getriebeeinrichtung 10 beispielsweise in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt wird, wird der Schaltvorgang der Getriebeeinrichtung 10 automatisch gesteuert, um eine geeignete von der in 2 gezeigten ersten bis fünften Gangposition auszuwählen. Wenn das Antriebssystem in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt wird, wird das Geschwindigkeitsverhältnis der Leistungsverteilungseinrichtung 16 kontinuierlich geändert, während der Schaltvorgang des automatischen Getriebes 20 automatisch gesteuert wird, um eine geeignete von der ersten bis vierten Gangposition auszuwählen, so dass das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT der Getriebeeinrichtung 10 gesteuert wird, um innerhalb des vorbestimmten Bereichs kontinuierlich variabel zu sein. Die automatische Vorwärtsantriebsposition D ist eine Position, die ausgewählt wird, um einen automatischen Schaltmodus (einen automatischen Modus), bei dem die Getriebeeinrichtung 10 automatisch geschaltet wird, einzurichten.
Wenn der Schalthebel 48 andererseits zu der manuellen Vorwärtsantriebsposition M betrieben wird, wird der Schaltvorgang der Getriebeeinrichtung 10 durch die Schaltsteuereinrichtung 50, die Hybridsteuereinrichtung 52 und die stufenvariable Schaltsteuereinrichtung 54 automatisch gesteuert, derart, dass das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, dessen untere Grenze durch die Gangposition mit dem niedrigsten Geschwindigkeitsverhältnis bestimmt wird, variabel ist, wobei die Gangposition durch die manuell ausgewählte von den Schaltpositionen bestimmt wird. Wenn die Getriebeeinrichtung 10 beispielsweise in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt wird, wird der Schaltvorgang der Getriebeeinrichtung 10 innerhalb des im Vorhergehenden gezeigten vorbestimmten Bereichs des Gesamtgeschwindigkeitsverhältnisses γT automatisch gesteuert. Wenn die Getriebeeinrichtung 10 in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt wird, wird das Geschwindigkeitsverhältnis der Leistungsverteilungseinrichtung 16 kontinuierlich geändert, während der Schaltvorgang des automatischen Getriebes 20 automatisch gesteuert wird, um eine geeignete der Gangpositionen, deren Nummer durch die manuell ausgewählte von den Schaltpositionen bestimmt wird, auszuwählen, so dass das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT des Getriebeeinrichtung 10 gesteuert wird, um innerhalb des vorbestimmten Bereichs kontinuierlich variabel zu sein. Die manuelle Vorwärtsantriebsposition M ist eine Position, die ausgewählt wird, um einen manuellen Schaltmodus (einen manuellen Modus), bei dem die wählbaren Gangpositionen der Getriebeeinrichtung 10 manuell ausgewählt werden, einzurichten.
Die Getriebeeinrichtung 10 (der Differentialabschnitt 11 oder die Leistungsverteilungseinrichtung 16) bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (dem Differentialzustand) und dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand (dem blockierten Zustand oder dem Nicht-Differentialzustand) selektiv schaltbar, und die Schaltsteuereinrichtung 50 wählt den Schaltzustand aus, zu dem der Differentialabschnitt 11 geschaltet werden sollte, so dass der Differentialabschnitt 11 zu dem ausgewählten von dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet wird.
Wenn der Differentialabschnitt 11 in den Nicht-Differentialzustand versetzt ist, ist die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors durch die Maschinengeschwindigkeit N_E und die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt oder beeinflusst, so dass der erste Elektromotor M1 unter der Steuerung der Hybridsteuereinrichtung 52 mit der Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors, die einen maximalen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung durch den ersten Elektromotor M1 gewährleistet, nicht betrieben werden kann. Die Menge an elektrischer Energie, die dem dritten Elektromotor M3 zugeführt wird, wird demgemäß reduziert, so dass ein Risiko einer Verschlechterung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs während des 4WD-Fahrens besteht.
Angesichts des Vorhergehenden ist das vorliegende Ausführungsbeispiel angeordnet, derart, dass während des 4WD-Fahrens des Fahrzeugs, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, der Differentialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet wird, um den ersten Elektromotor M1 zu aktivieren, um betrieben zu werden, um eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 den dritten Elektromotor M3 zu betreiben, zu erzeugen, während dem ersten Elektromotor M1 erlaubt wird, mit der Geschwindigkeit, die den maximalen Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad gewährleistet, betrieben zu werden.
Während eines Hochdrehmomentfahrens des Fahrzeugs, bei dem das Maschinendrehmoment T_E gleich der oder größer als die obere Grenze TE1 ist, kann der Differentialabschnitt 11, wie aus 9 offensichtlich ist, nicht in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt werden, so dass die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors nicht nach Bedarf gesteuert werden kann. Der erste Elektromotor M1 wird daher als der Elektrogenerator betrieben, während der Differentialabschnitt 11 in dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand aufrechterhalten wird. Bei dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 kann der zweite Elektromotor M2 durch die Ausgangsleistung der Maschine 8 als der Elektrogenerator betrieben werden, so dass der zweite Elektromotor M2 an Stelle von oder zusätzlich zu dem ersten Elektromotor M1 als der Elektrogenerator verwendet wird. Bei diesem Fall besteht eine Möglichkeit einer Reduzierung des Elektrizitätserzeugungswirkungsgrads des ersten Elektromotors M1 und/oder des zweiten Elektromotors M2, eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um die zweiten Antriebsräder 39 anzutreiben, kann jedoch dem dritten Elektromotor M3 zugeführt werden. Es wird ein Steuerbetrieb, der der Elektrizitätserzeugung während des 4WD-Fahrens des Fahrzeugs zugeordnet ist, beschrieben.
Bezug nehmend auf 6 detailliert beschrieben, ist eine Differentialzustands-Bestimmungseinrichtung (ein Differentialzustands-Bestimmungsabschnitt) 80 zum Bestimmen, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist und als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, vorgesehen. Die Bestimmung, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird beispielsweise durch Bestimmen, ob die Schaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 befohlen hat, die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 zu lösen, um den Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen, um der Getriebeeinrichtung 10 als Ganzes zu erlauben, in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand betrieben zu werden, durchgeführt.
Eine 4WD-Fahren-Bestimmungseinrichtung (ein 4WD-Fahren-Bestimmungsabschnitt) 82 ist zum Bestimmen, ob das Fahrzeug in dem 4WD-Fahrzustand ist, bei dem die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, vorgesehen. Die Bestimmung, ob das Fahrzeug in dem 4WD-Fahrzustand ist, wird beispielsweise durch Bestimmen, ob eine elektrische Energie zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 unter der Steuerung der Hybridsteuereinrichtung 52 durch den Wechselrichter 58 dem dritten Elektromotor M3 zugeführt wird, durchgeführt.
Eine Bestimmungseinrichtung der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (ein Bestimmungsabschnitt der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand) 84 ist zum Bestimmen, ob das Schalten des Differentialabschnitts 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand durchführbar ist, vorgesehen. Die Bestimmungseinrichtung 84 der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand bestimmt z. B., dass das Schalten des Differentialabschnitts 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand durch die Schaltsteuereinrichtung 50 durchführbar ist, wenn das Maschinendrehmoment TE gleich der oder größer als die vorbestimmte obere Grenze T_E1 ist, wie in 9 gezeigt ist. Die Bestimmungseinrichtung 84 der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand bestimmt, dass das Schalten des Differentialabschnitts 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand durch die Schaltsteuereinrichtung 50 durchführbar ist, wenn der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem stufenvariablen Schalten des Schalters 44 gedrückt wurde, um der Schaltsteuereinrichtung 50 zu befehlen, die Getriebeeinrichtung 10 in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand (den stufenvariablen Schaltzustand) zu versetzen.
Wenn die Bestimmungseinrichtung 84 der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand bestimmt hat, dass der Differentialabschnitt 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet werden kann, während die Differentialzustands-Bestimmungseinrichtung 80 bestimmt, dass der Differentialabschnitt 11 nicht in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und während die 4WD-Fahren-Bestimmungseinrichtung 82 bestimmt, dass das Fahrzeug in dem 4WD-Fahrzustand ist, befiehlt die Schaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, zum Schalten des Differentialabschnitts 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 zu lösen.
Während des 4WD-Fahrens des Fahrzeugs bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 befiehlt die Hybridsteuereinrichtung 52 dem ersten Elektromotor M1, zum Erzeugen einer elektrischen Energie, die dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, um die zweiten Antriebsräder 39 anzutreiben, als der Elektrogenerator betrieben zu werden.
Wenn die Bestimmungseinrichtung 84 der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand bestimmt, dass das Schalten des Differentialabschnitts 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand bei dem 4WD-Fahrzustand des Fahrzeugs nicht durchführbar ist, befiehlt die Hybridsteuereinrichtung 52 dem ersten Elektromotor M1 und/oder dem zweiten Elektromotor M2, zum Erzeugen der elektrischen Energie, die zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, bei dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 als der Elektrogenerator betrieben zu werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, funktioniert die Hybridsteuereinrichtung 52 abhängig davon, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht, als die Elektromotor-Steuereinrichtung zum Wechseln des Elektrogenerators bei dem 4WD-Fahren des Fahrzeugs. Die Hybridsteuereinrichtung 52 wählt ungeachtet dessen, ob das Fahrzeug in dem 4WD-Fahrzustand ist oder nicht, den ersten Elektromotor M1 als den Elektrogenerator, wenn der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, und den ersten Elektromotor M1 und/oder den zweiten Elektromotor M2 als den Elektrogenerator aus, wenn der Differentialabschnitt 11 in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, während der Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad berücksichtigt wird. Die Hybridsteuereinrichtung 52 funktioniert daher als die Elektromotor-Steuereinrichtung zum Auswählen des Elektrogenerators abhängig davon, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist.
Dort, wo die Hybridsteuereinrichtung 52 konfiguriert ist, um den ersten Elektromotor M1 ungeachtet dessen, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen oder den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, als den Elektrogenerator auszuwählen, wird der Elektrogenerator nicht gewechselt. Während die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 nach Bedarf geändert werden kann, ist die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors bei dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt oder beeinflusst. Der erste Elektromotor M1 wird nämlich bei unterschiedlichen Bedingungen einer Elektrizitätserzeugung bei dem kontinuierlich variablen und dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand verwendet. Die Hybridsteuereinrichtung 52 funktioniert daher abhängig davon, ob der Differentialabschnitt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht, als die Elektromotor-Steuereinrichtung zum Ändern der Bedingung der Erzeugung einer elektrischen Energie. Ein Wechsel des Elektrogenerators ist eine Form einer Änderung der Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie.
Es ist möglich, dass weder der erste Elektromotor M1 noch der zweite Elektromotor M2 als der Elektrogenerator verwendet werden können. Dort, wo der erste und der zweite Elektromotor M1, M2 aufgrund eines Ausfalls oder einer Funktionsverschlechterung derselben nicht als der Elektrogenerator verwendet werden können, wird die elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie zugeführt.
Detailliert beschrieben ist eine M1/M2-Elektrizitätserzeugungs-Durchführbarkeitsbestimmungseinrichtung (ein M1/M2-Elektrizitätserzeugungs-Durchführbarkeitsbestimmungsabschnitt) 86 zum Bestimmen, ob mindestens entweder der erste oder der zweite Elektromotor M1 oder M2 als der Elektrogenerator verwendet werden kann, vorgesehen. Die Bestimmung, ob mindestens entweder der erste oder der zweite Elektromotor M1 oder M2 als der Elektrogenerator betreibbar ist oder nicht, wird beispielsweise durch Bestimmen durchgeführt, ob der erste Elektromotor M1 oder der zweite Elektromotor M2 unter einem Ausfall oder einer Funktionsverschlechterung leidet oder ob ein Ausfall oder eine Funktionsverschlechterung einer Komponente, die dem elektrischen Weg zugeordnet ist, existiert. Diese Bestimmungen können auf der Basis des Zustands der elektrischen Kontinuität des ersten und des zweiten Elektromotors M1, M2 und der Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors und der Geschwindigkeit N_M2 des zweiten Elektromotors durchgeführt werden.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 ist angeordnet, um eine elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie zuzuführen, wenn die M1/M2-Elektrizitätserzeugungs-Durchführbarkeitsbestimmungseinrichtung 86 bestimmt hat, dass weder der erste Elektromotor M1 noch der zweite Elektromotor M2 als der Elektrogenerator verwendet werden können. Die Hybridsteuereinrichtung 52 führt beispielsweise zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 die elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie dem dritten Elektromotor M3 zu, wenn die M1/M2-Elektrizitätserzeugungs-Durchführbarkeitsbestimmungseinrichtung 86 bestimmt hat, dass weder der erste Elektromotor M1 noch der zweite Elektromotor M2 als der Elektrogenerator verwendet werden können, während die Bestimmungseinrichtung 84 der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand bestimmt, dass das Schalten des Differentialabschnitts 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand nicht durchführbar ist.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Hauptsteuerbetrieb der elektronischen Steuervorrichtung 40, das heißt eine Steuerroutine, die ausgeführt wird, um den dritten Elektromotor M3 mit einer elektrischen Energie, die erforderlich ist, um die zweiten Antriebsräder 39 bei dem 4WD-Fahrzustand des Fahrzeugs anzutreiben, zu versorgen, während der Differentialabschnitt 11 in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, darstellt. Diese Steuerroutine wird mit einer äußerst kurzen Zykluszeit von etwa mehreren Millisekunden bis etwa mehrere Zehntel einer Millisekunde wiederholt ausgeführt.
Die Steuerroutine wird mit einem Schritt S1 (im Folgenden wird „Schritt" weggelassen), der der Differentialzustands-Bestimmungseinrichtung 80 oder einem Differentialzustands-Bestimmungsschritt entspricht, eingeleitet, um zu bestimmen, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht.
Wenn bei S1 eine bejahende Bestimmung erhalten wird, wird die derzeitige Steuerroutine abgeschlossen. Wenn bei S1 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss zu S2, der der 4WD-Fahren-Bestimmungseinrichtung 82 oder einem 4WD-Fahren-Bestimmungsschritt entspricht, über, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug in dem 4WD-Fahrzustand ist, bei dem die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden.
Wenn bei S2 eine negative Bestimmung erhalten wird, wird die derzeitige Steuerroutine abgeschlossen. Wenn bei S2 eine bejahende Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss zu S3, der der Bestimmungseinrichtung 84 der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand oder einem Bestimmungsschritt der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand entspricht, über, um zu bestimmen, ob das Schalten des Differentialabschnitts 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand durchführbar ist oder nicht. Wenn das Fahrzeug in einem Hochausgangsleistungsfahrzustand ist, bei dem das Maschinendrehmoment TE gleich der oder größer als die obere Grenze TE1 ist, wird bestimmt, dass der Differentialabschnitt 11 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand nicht geschaltet werden kann, wie aus 9 offensichtlich ist.
Wenn bei S3 eine bejahende Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss zu S4 über, der der Schaltsteuereinrichtung 50 oder einem Schaltsteuerschritt entspricht und bei dem der hydraulischen Steuereinheit 42 befohlen wird, zum Schalten des Differentialabschnitts 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 zu lösen.
Dem im Vorhergehenden gezeigten Schritt S4 folgt S5, der der Hybridsteuereinrichtung 52 oder einem Hybridsteuerschritt entspricht und bei dem der erste Elektromotor als der Elektrogenerator betrieben wird, um eine elektrische Energie, die zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, zu erzeugen.
Wenn bei S3 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss zu S6, der der M1/M2-Elektrizitätserzeugungs-Durchführbarkeitsbestimmungseinrichtung 86 oder einem M1/M2-Elektrizitätserzeugungs-Durchführbarkeitsbestimmungsabschnitt entspricht, über, um zu bestimmen, ob mindestens entweder der erste oder der zweite Elektromotor M1 oder M2 als der Elektrogenerator betreibbar ist.
Wenn bei S6 eine bejahende Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss zu S7 über, der der Hybridsteuereinrichtung 52 oder dem Hybridsteuerschritt entspricht und bei dem der erste Elektromotor M1 und/oder der zweite Elektromotor M2 als der Elektrogenerator betrieben wird/werden, um die elektrische Energie, die zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, zu erzeugen.
Wenn bei S6 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss zu S8 über, der der Hybridsteuereinrichtung 52 oder dem Hybridsteuerabschnitt entspricht und bei dem die elektrische Energie zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 dem dritten Elektromotor M3 zugeführt wird.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 vorgesehen, um beispielsweise den Differentialabschnitt 11 zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu schalten. Das Fahrzeugantriebssystem hat demgemäß sowohl einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Getriebe, dessen Geschwindigkeit elektrisch variabel ist, geliefert wird, als auch einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads, der durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Übersetzungstyps, die für eine mechanische Übertragung einer Leistung aufgebaut ist, geliefert wird.
Wenn der Differentialabschnitt 11 beispielsweise bei einem Normalausgangsleistungszustand der Maschine während eines Niedriggeschwindigkeits- oder eines Mittelgeschwindigkeitsfahrens oder eines Niedrigausgangsleistungs- oder eines Mittelausgangsleistungsfahrens des Fahrzeugs in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs verbessert. Wenn der Differentialabschnitt 11 während eines Hochgeschwindigkeitsfahrens des Fahrzeugs in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird die Ausgangsleistung der Maschine 8 vor allem durch den mechanischen Leistungsübertragungsweg zu dem Antriebsrad übertragen, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit infolge einer Reduzierung eines Verlusts einer Umwandlung einer mechanischen Energie in eine elektrische Energie, die stattfinden würde, wenn der Differentialabschnitt 11 als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, betrieben wird, verbessert wird. Dort, wo der Differentialabschnitt 11 während eines Hochausgangsleistungsfahrzustands des Fahrzeugs in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wird der Differentialabschnitt 11 als ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, lediglich betrieben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oder -ausgangsleistung relativ niedrig oder mittelgroß ist, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, das heißt die maximale Menge an elektrischer Energie, die von dem Elektromotor M1 übertragen werden muss, reduziert werden kann, was es möglich macht, die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2, zu dem die elektrische Energie von dem ersten Elektromotor übertragen wird, und die erforderliche Größe der Getriebeeinrichtung 10, die jenen ersten und jenen zweiten Elektromotor M1, M2 umfasst, zu minimieren.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ferner angeordnet, derart, dass die Schaltsteuereinrichtung 40 während des Vierradantriebsfahrens des Fahrzeugs, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, betrieben wird, um den Differentialabschnitt 11 zu dem Differentialzustand (dem kontinuierlich variablen Schaltzustand) zu schalten, so dass die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors M1, der durch die Ausgangsleistung der Maschine 8 als ein Elektrogenerator betrieben wird, infolge der Differentialfunktion des Differentialeinrichtungabschnitts 11 gesteuert wird, um einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad zu gewährleisten, als wenn der Differentialabschnitt 11 in den Nicht-Differentialzustand (den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand), bei dem die Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors und die Maschinengeschwindigkeit N_E durch eine Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V bestimmt sind, versetzt ist.
Der erste Elektromotor M1 wird z. B. mit einer Geschwindigkeit N_M1, die dem ersten Elektromotor M1 erlaubt, eine ausreichende Menge an elektrischer Energie, die zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, zu erzeugen, und die einen maximalen Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des ersten Elektromotors M1 gewährleistet, betrieben. Es ist demgemäß möglich, eine Verschlechterung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs während des Vierradantriebsfahrens, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, zu reduzieren.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ferner angeordnet, derart, dass die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie abhängig davon, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht, durch die Hybridsteuereinrichtung 52 geändert wird, so dass die Menge der Erzeugung der elektrischen Energie abhängig von dem derzeitigen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 passend gesteuert wird.
Während beispielsweise des 4WD-Fahrens des Fahrzeugs, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, wird die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie durch die Hybridsteuereinrichtung 52 geändert, so dass es möglich ist, die elektrische Energie, die zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, zu erzeugen, wodurch es möglich gemacht wird, eine Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit während des Elektro-4WD-Fahrens des Fahrzeugs, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, zu reduzieren. Das Fahrzeug kann ferner ohne eine Zufuhr einer elektrischen Energie von der Speicherungsvorrichtung 50 für elektrische Energie zu dem dritten Elektromotor M3 in dem Elektro-4WD-Fahrzustand fahren gelassen werden, so dass die erforderliche Größe der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie reduziert werden kann.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ferner angeordnet, derart, dass die Hybridsteuereinrichtung 52 durch Wechseln des Elektromotors, der als der Elektrogenerator betrieben wird, die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie ändert. Die Hybridsteuereinrichtung 52 verwendet nämlich abhängig davon, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht, das heißt abhängig von dem derzeitigen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11, den ersten Elektromotor M1 und/oder den zweiten Elektromotor M2 als den Elektrogenerator, so dass die erforderliche Menge an elektrischer Energie erzeugt wird.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ferner angeordnet, derart, dass die Hybridsteuereinrichtung 52 den ersten Elektromotor M1 als den Elektrogenerator betreibt, wenn der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist. Die Betriebsgeschwindigkeit des ersten Elektromotors M1 wird demgemäß infolge der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, zu einem Wert, der einen hohen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung gewährleistet, gesteuert, was es möglich macht, einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad des ersten Elektromotors M1 zu gewährleisten. Bei dem 4WD-Fahrzustand des Fahrzeugs erzeugt beispielsweise der erste Elektromotor M1 eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 den dritten Elektromotor M3 zu betreiben, während gleichzeitig der erste Elektromotor M1 mit der Geschwindigkeit N_M1, die einen maximalen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung des ersten Elektromotors M1 gewährleistet, betrieben wird. Es ist daher möglich, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahrzustand, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, zu reduzieren.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ferner angeordnet, derart, dass die Hybridsteuereinrichtung 52 den ersten Elektromotor M1 und/oder den zweiten Elektromotor M2 als den Elektrogenerator betreibt, wenn der Differentialabschnitt 11 in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist. Der erste Elektromotor M1 und/oder der zweite Elektromotor M2 erzeugen demgemäß die erforderliche Menge an elektrischer Energie. Bei dem 4WD-Fahrzustand des Fahrzeugs liefern oder liefert beispielsweise der erste Elektromotor M1 und/oder der zweite Elektromotor M2 eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 den dritten Elektromotor M3 zu betreiben, was es möglich macht, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahrzustand, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, zu reduzieren.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hybridsteuereinrichtung 52 konfiguriert, um die erforderliche elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie zuzuführen, wenn der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 nicht als der Elektrogenerator verwendet werden können. Bei dem 4WD-Fahrzustand des Fahrzeugs liefert beispielsweise die Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie eine Menge an elektrischer Energie, die ausreichend ist, um zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 den dritten Elektromotor M3 zu betreiben, was es möglich macht, die Verschlechterung der Fahrzeugfahrbarkeit bei dem Elektro-4WD-Fahrzustand, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, zu reduzieren.
Es wird als Nächstes ein anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben. Bei der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen, wie bei dem vorausgehenden Ausführungsbeispiel verwendet, verwendet, um die entsprechenden Elemente zu identifizieren.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
14 ist eine schematische Ansicht zum Erklären einer Anordnung einer Getriebeeinrichtung 70 bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, und 15 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen den Gangpositionen der Getriebeeinrichtung 70 und unterschiedlichen Kombinationen von in Eingriff gebrachten Zuständen der hydraulisch betriebenen Friktionskopplungsvorrichtungen zum jeweiligen Einrichten jener Gangpositionen zeigt, während 16 ein kollineares Diagramm zum Erklären eines Schaltbetriebs der Getriebeeinrichtung 70 ist.
Die Getriebeeinrichtung 70 umfasst, wie bei dem vorausgehenden Ausführungsbeispiel, den Differentialabschnitt 11 mit dem ersten Elektromotor M1, der Leistungsverteilungseinrichtung 16 und dem zweiten Elektromotor M2. Die Getriebeeinrichtung 70 umfasst ferner einen automatischen Getriebeabschnitt 72 mit drei Vorwärtsantriebspositionen. Der automatische Getriebeabschnitt 72 befindet sich zwischen dem Differentialabschnitt 11 und der Ausgangswelle 22 und ist mit dem Differentialabschnitt 11 durch das Leistungsübertragungsglied 18 in Reihe geschaltet. Die Leistungsverteilungseinrichtung 16 umfasst den ersten Planetenradsatz 24 des Einzelritzeltyps mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise etwa 0,418 und die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0. Der automatische Getriebeabschnitt 72 umfasst den zweiten Planetenradsatz 26 des Einzelritzeltyps mit einem Übersetzungsverhältnis ρ2 von beispielsweise etwa 0,532 und den dritten Planetenradsatz 28 des Einzelritzeltyps mit einem Übersetzungsverhältnis ρ3 von beispielsweise etwa 0,418. Das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes 26 und das dritte Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes 28 sind als eine Einheit einstückig aneinander befestigt, mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch die zweite Kupplung C2 selektiv verbunden und an dem Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 selektiv befestigt. Der zweite Träger CA2 des zweiten Planentenradsatzes 26 und das dritte Hohlrad R3 des dritten Planetenradsatzes 28 sind einstückig aneinander befestigt und an der Ausgangswelle 22 befestigt. Das zweite Hohlrad R2 ist mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch die erste Kupplung C1 selektiv verbunden, und der dritte Träger CA3 ist an dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 selektiv befestigt.
Bei der Getriebeeinrichtung 70, die wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebaut ist, wird durch Ineingriffnahmevorgänge einer entsprechenden Kombination der Friktionskopplungsvorrichtungen, die aus der im Vorhergehenden beschriebenen Schaltkupplung C0, ersten Kupplung C1, zweiten Kupplung C2, Schaltbremse B0, ersten Bremse B1 und zweiten Bremse B2 ausgewählt sind, eine von einer ersten Gangposition (ersten Geschwindigkeitsposition) bis vierten Gangposition (vierten Geschwindigkeitsposition), einer Rückwärtsgangposition (einer Hinterradantriebsposition) und einer neutralen Position selektiv eingerichtet, wie in der Tabelle von 15 gezeigt ist. Jene Gangpositionen haben jeweilige Geschwindigkeitsverhältnisse γ (Eingangswellengeschwindigkeit N₁₄/Ausgangswellengeschwindigkeit N_OUT), die sich als eine geometrische Reihe ändern. Es sei insbesondere bemerkt, dass die Leistungsverteilungseinrichtung 16, die mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, durch eine Ineingriffnahme der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis, bei dem die Einrichtung 16 als ein Getriebe mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis oder festen Geschwindigkeitsverhältnissen betreibbar ist, sowie in den kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem die Einrichtung 16 als das im Vorhergehenden beschriebene kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, selektiv versetzt werden kann. Bei der vorliegenden Getriebeeinrichtung 70 ist daher ein stufenvariables Getriebe durch den Getriebeabschnitt 20 und den Differentialabschnitt 11, der durch eine Ineingriffnahme der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis versetzt ist, gebildet. Ein kontinuierlich variables Getriebe ist ferner durch den Getriebeabschnitt 20 und den Differentialabschnitt 11, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wobei weder die Schaltkupplung C0 noch die Schaltbremse B0 in Eingriff gebracht ist, gebildet. Mit anderen Worten wird die Getriebeeinrichtung 70 durch Ineingriffbringen von entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 zu dem stufenvariablen Schaltzustand und durch Lösen sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet.
Dort, wo die Getriebeeinrichtung 70 beispielsweise als das stufenvariable Getriebe funktioniert, wird die erste Gangposition mit dem höchsten Geschwindigkeitsverhältnis γ1 von beispielsweise etwa 2,804 durch Ineingriffnahmevorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, und die zweite Gangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γ2 von beispielsweise etwa 1,531, das niedriger als das Geschwindigkeitsverhältnis γ1 ist, wird durch Ineingriffnahmevorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, wie in 15 gezeigt ist. Die dritte Gangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γ3 von beispielsweise etwa 1,000, das niedriger als das Geschwindigkeitsverhältnis γ2 ist, wird ferner durch Ineingriffnahmevorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet, und die vierte Gangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γ4 von beispielsweise etwa 0,705, das niedriger als das Geschwindigkeitsverhältnis γ3 ist, wird durch Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet. Die Rückwärtsgangposition mit dem Geschwindigkeitsverhältnis γR von beispielsweise etwa 2,393, das zwischen den Geschwindigkeitsverhältnissen γ1 und γ2 ist, wird ferner durch Ineingriffnahmevorgänge der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet. Die neutrale Position N wird durch Ineingriffbringen lediglich der Schaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn die Getriebeeinrichtung 70 andererseits als das kontinuierlich variable Getriebe funktioniert, werden die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 beide gelöst, wie in 15 gezeigt ist, so dass der Differentialabschnitt 11 als das kontinuierlich variable Getriebe funktioniert, während der automatische Getriebeabschnitt 72, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als das stufenvariable Getriebe funktioniert, wodurch die Geschwindigkeit der Drehbewegung, die zu dem automatischen Getriebeabschnitt 72, der in eine der ersten bis dritten Gangpositionen versetzt ist, übertragen wird, nämlich die Drehgeschwindigkeit des Leistungsübertragungsglieds 18, kontinuierlich geändert wird, so dass das Geschwindigkeitsverhältnis der Getriebeeinrichtung 10, wenn der automatische Getriebeabschnitt 72 in eine jener Gangpositionen versetzt ist, über einen vorbestimmten Bereich kontinuierlich variabel ist. Das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis des automatischen Getriebeabschnitts 72 ist demgemäß über die benachbarten Gangpositionen kontinuierlich variabel, wodurch das Gesamtgeschwindigkeitsverhältnis γT der Getriebeeinrichtung 70 als Ganzes kontinuierlich variabel ist.
16 ist ein kollineares Diagramm, das durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente in jeder der Gangpositionen der Getriebeeinrichtung 70 zeigt, die durch den Differentialabschnitt 11, der als der kontinuierlich variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt funktioniert, und den automatischen Getriebeabschnitt 72, der als der stufenvariable Schaltabschnitt oder der zweite Schaltabschnitt funktioniert, gebildet ist. Das kollineare Diagramm von 16 zeigt, wie bei dem vorausgehenden Ausführungsbeispiel, die Drehgeschwindigkeiten der individuellen Elemente der Leistungsverteilungseinrichtung 16, wenn die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 beide gelöst sind, und die Drehgeschwindigkeiten jener Elemente, wenn die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 in Eingriff gebracht ist.
In 16 stellen vier vertikale Linien Y4, Y5, Y6 und Y7, die dem automatischen Getriebeabschnitt 72 entsprechen und in der Rechtsrichtung angeordnet sind, jeweils die relative Drehgeschwindigkeit eines vierten Drehelements (eines vierten Elements) RE4 in der Form des zweiten und des dritten Sonnenrads S2, S3, die einstückig aneinander befestigt sind, eines fünften Drehelements (eines fünften Elements) RE5 in der Form des dritten Trägers CA3, eines sechsten Drehelements (eines sechsten Elements) RE6 in der Form des zweiten Trägers CA2 und des dritten Hohlrads R3, die einstückig aneinander befestigt sind, und eines siebten Drehelements (eines siebten Elements) RE7 in der Form des zweiten Hohlrads R2 dar. Bei dem automatischen Getriebeabschnitt 72 ist das vierte Drehelement RE4 mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch die zweite Kupplung C2 selektiv verbunden und ist an dem Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 selektiv befestigt, und das fünfte Drehelement RE5 ist an dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 selektiv befestigt. Das sechste Drehelement RE6 ist an der Ausgangswelle 22 des automatischen Getriebeabschnitts 72 befestigt, und das siebte Drehelement RE7 ist mit dem Leistungsübertragungsglied 18 durch die erste Kupplung C1 selektiv verbunden.
Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 in Eingriff sind, ist der automatische Getriebeabschnitt 72 in die erste Gangposition versetzt. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der ersten Gangposition ist durch einen Schnittpunkt der vertikalen Linie Y6, die die Drehgeschwindigkeit des sechsten Drehelements RE6, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt, und einer geneigten geraden Linie L1 dargestellt, die einen Schnittpunkt der vertikalen Linie Y7, die die Drehgeschwindigkeit des siebten Drehelements RE7 (R2) anzeigt, und der horizontalen Linie X2 und einen Schnittpunkt der vertikalen Linie Y5, die die Drehgeschwindigkeit des fünften Drehelements RE5 (CA3) anzeigt, und der horizontalen Linie X1 durchläuft, wie in 16 gezeigt ist. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der zweiten Gangposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, ist ähnlich durch einen Schnittpunkt einer geneigten geraden Linie L2, die durch jene Ineingriffnahmevorgänge bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehgeschwindigkeit des sechsten Drehelements RE6 (CA2, R3), das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der dritten Geschwindigkeitsposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, ist durch einen Schnittpunkt einer geneigten geraden Linie L3, die durch jene Ineingriffnahmevorgänge bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehgeschwindigkeit des sechsten Drehelements RE6, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt. Bei der ersten bis dritten Gangposition, bei der die Schaltkupplung C0 in den in Eingriff gebrachten Zustand versetzt ist, wird das siebte Drehelement RE7 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Maschinengeschwindigkeit N_E gedreht, wobei die Antriebskraft von dem Differentialabschnitt 11 empfangen wird. Wenn die Schaltkupplung B0 an Stelle der Schaltkupplung C0 in Eingriff gebracht ist, wird das sechste Drehelement RE6 mit einer höheren Geschwindigkeit als die Maschinengeschwindigkeit N_E gedreht, wobei die Antriebskraft von dem Differentialabschnitt 11 empfangen wird. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 in der vierten Gangposition, die durch die Ineingriffnahmevorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, ist durch einen Schnittpunkt einer horizontalen Linie L4, die durch jene Ineingriffnahmevorgänge bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehgeschwindigkeit des sechsten Drehelements RE6, das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist, anzeigt.
Die Getriebeeinrichtung 70 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner durch den Differentialabschnitt 11, der als der kontinuierlich variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt funktioniert, und den automatischen Getriebeabschnitt 72, der als der (stufenvariable) Schaltabschnitt oder der zweite Schaltabschnitt funktioniert, gebildet, so dass die vorliegende Getriebeeinrichtung 70 Vorteile hat, die jenen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind.
Während die bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben wurden, ist verständlich, dass die vorliegende Erfindung anders ausgeführt sein kann.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Elektro-4WD-Antriebssystemen werden die Vorderräder (die Antriebsräder 34) vor allem durch die Ausgangsleistung der Maschine 8 durch die Getriebeeinrichtung 10 angetrieben, während die Hinterräder (die zweiten Antriebsräder 39) vor allem durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden. Das Elektro-4WD-Antriebssystem kann jedoch angeordnet sein, derart, dass die Hinterräder vor allem durch die Ausgangsleistung der Maschine 8 durch die Getriebeeinrichtung 10 angetrieben werden, während die Vorderräder vor allem durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden.
Bei den vorausgehenden Ausführungsbeispielen ist die 4WD-Fahren-Bestimmungseinrichtung 82 (Schritt S2 von 13) konfiguriert, um durch Bestimmen, ob die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, der mit der elektrischen Energie, die unter der Steuerung der Hybridsteuereinrichtung durch den Wechselrichter 58 zugeführt wird, betrieben wird, die Bestimmung, ob das Fahrzeug in dem 4WD-Fahrzustand ist, durchzuführen. Die Bestimmung, ob das Fahrzeug in dem 4WD-Fahrzustand ist, kann jedoch durch Bestimmen durchgeführt werden, ob dem Elektrogenerator befohlen wurde, die elektrische Energie, die dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, zu erzeugen. Der dritte Elektromotor M3 kann ferner vorübergehend mit der elektrischen Energie von der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie und nicht der elektrischen Energie, die durch den Elektrogenerator erzeugt wird, versorgt werden. Bei diesem Fall wird dem Elektrogenerator befohlen, betrieben zu werden, um die elektrische Energie zu erzeugen, wenn bestimmt wird, dass die Menge an elektrischer Energie SOC, die in der Speicherungsvorrichtung 60 für elektrische Energie gespeichert ist, nicht größer als der vorbestimmte Wert ist.
Bei den vorausgehenden Ausführungsbeispielen wird der Differentialabschnitt 11 bei dem 4WD-Fahrzustand des Fahrzeugs, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, für den Zweck des Aktivierens des ersten Elektromotors M1, um mit der Geschwindigkeit, die einen maximalen Wirkungsgrad einer Erzeugung einer Elektrizität gewährleistet, betrieben zu werden, während dem ersten Elektromotor M1 erlaubt wird, die elektrische Energie, die zum Antreiben der zweiten Antriebsräder 39 dem dritten Elektromotor M3 zuzuführen ist, zu erzeugen, zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet. Die Hybridsteuereinrichtung (die Elektromotor-Steuereinrichtung) 52 kann jedoch angeordnet sein, um den Differentialabschnitt 11 während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei die ersten Antriebsräder 34 durch den zweiten Elektromotor M2 angetrieben werden, für den Zweck des Aktivierens des ersten Elektromotors M1, um mit der Geschwindigkeit, die den maximalen Wirkungsgrad einer Elektrizitätserzeugung gewährleistet, betrieben zu werden, während dem ersten Elektromotor M1 erlaubt wird, die elektrische Energie, die zum Antreiben der ersten Antriebsräder 34 dem zweiten Elektromotor M2 zuzuführen ist, zu erzeugen, zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand zu schalten.
Bei den vorausgehenden Ausführungsbeispielen ist die Schaltsteuereinrichtung 50 angeordnet, um den Differentialabschnitt 11 bei dem 4WD-Fahrzustand des Fahrzeugs, wobei die zweiten Antriebsräder 39 durch den dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand zu schalten. Die Schaltsteuereinrichtung 50 kann jedoch angeordnet sein, um den Differentialabschnitt 11 bei einem anderen Fahrzustand des Fahrzeugs, der eine Erzeugung einer elektrischen Energie erfordert, für den Zweck des Aktivierens des ersten Elektromotors M1, um mit der Geschwindigkeit, die den maximalen Wirkungsgrad der Elektrizitätserzeugung gewährleistet, betrieben zu werden, während dem ersten Elektromotor M1 erlaubt wird, eine erforderliche Menge an elektrischer Energie zu erzeugen, zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand zu schalten.
Die Bestimmungseinrichtung der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (Schritt S3 von 13) bei den dargestellten Ausführungsbeispielen kann modifiziert sein, derart, dass die Bestimmung, ob das Schalten des Differentialabschnitts 11 von dem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand durchführbar ist, durch Bestimmen durchgeführt wird, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 gemäß einem Befehl, der von der Schaltsteuereinrichtung 50 empfangen wird, gelöst werden können. Die Bestimmung durch die Bestimmungseinrichtung 84 der Durchführbarkeit des Schaltens zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 gelöst werden kann, kann z. B. durch Bestimmen durchgeführt werden, ob die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 unter einem Ausfall ihrer Friktionsglieder oder ihrer hydraulischen Betätigungsvorrichtung leiden, ob das Solenoid-betriebene Ventil der hydraulischen Steuereinheit 42 zum Steuern der hydraulischen Betätigungsvorrichtung unter einem Ausfall leidet oder ob die Schaltkupplung oder die Schaltbremse unter einem verzögerten Betriebsansprechen aufgrund einer Funktionsverschlechterung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung oder des Solenoid-betriebenen Ventils oder aufgrund einer niedrigen Temperatur des Arbeitsfluids leiden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Differentialzustands-Bestimmungseinrichtung 80 (Schritt S1 von 13) konfiguriert, um durch Bestimmen, ob die Schaltsteuereinrichtung 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 befohlen hat, die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 zu lösen, die Bestimmung, ob der Differentialabschnitt 11 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, durchzuführen. Die Bestimmung durch die Differentialzustands-Bestimmungseinrichtung 80 kann jedoch durch Bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung in der Region des kontinuierlich variablen Schaltens ist, die durch die in 7 gezeigte Schaltgrenzlinienabbildung definiert ist, oder ob der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem kontinuierlich variablen Schalten oder der Auswahlknopf für ein Fahren mit einem stufenvariablen Schalten des Schalters 44 gedrückt wurde, oder auf der Basis eines Resultats der Bestimmung durch die Schaltsteuereinrichtung 50, ob die Getriebeeinrichtung 10 zu dem stufenvariablen Schaltzustand oder dem kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet werden sollte, oder auf der Basis eines Resultats der Bestimmung durch die Schaltsteuereinrichtung 50, ob der Schalter 44 betrieben wurde, um den kontinuierlich variablen oder den stufenvariablen Schaltzustand auszuwählen, durchgeführt werden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Getriebeeinrichtung 10, 70 durch Versetzen des Differentialabschnitts 11 (der Leistungsverteilungseinrichtung 16) selektiv in entweder seinen Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, oder den Nicht-Differentialzustand (dem blockierten Zustand), bei dem der Differentialabschnitt 11 als das stufenvariable Getriebe nicht betreibbar ist, zwischen seinem kontinuierlich variablen Schaltzustand und seinem stufenvariablen Schaltzustand schaltbar. Der Differentialabschnitt 11, der in seinen Differentialzustand versetzt ist, kann jedoch als das stufenvariable Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis in Stufen und nicht kontinuierlich variabel ist, betreibbar sein. Mit anderen Worten entsprechen der Differentialzustand und der Nicht-Differentialzustand des Differentialabschnitts 11 jeweils nicht dem kontinuierlich variablen und dem stufenvariablen Schaltzustand der Getriebeeinrichtung 10, 70, und der Differentialabschnitt 11 muss daher nicht zwischen dem kontinuierlich variablen und dem stufenvariablen Schaltzustand schaltbar sein. Das Prinzip dieser Erfindung ist auf eine Getriebeeinrichtung 10, 70 (den Differentialabschnitt 11 oder die Leistungsverteilungseinrichtung 16), die zwischen dem Differentialzustand und dem Nicht-Differentialzustand schaltbar ist, anwendbar.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 bei dem automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 als die Kopplungsvorrichtungen, die betreibbar sind, um den Leistungsübertragungsweg in einen ausgewählten von dem Leistungsübertragungszustand und dem Leistungsunterbrechungszustand zu versetzen, vorgesehen. Die erste und die zweite Kupplung C1, C2 sind zwischen dem automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 und dem Differentialabschnitt 11 angeordnet. Diese erste und diese zweite Kupplung C1, C2 können jedoch durch mindestens eine Kopplungsvorrichtung, die betreibbar ist, um den Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungs- und dem Leistungsunterbrechungszustand zu schalten, ersetzt sein. Die mindestens eine Kopplungsvorrichtung kann beispielsweise mit der Ausgangswelle 22 oder einem geeigneten Drehglied des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 verbunden sein. Die mindestens eine Kopplungsvorrichtung muss ferner kein Teil des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 sein und kann unabhängig von dem automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 vorgesehen sein.
Bei der Leistungsverteilungseinrichtung 16 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der erste Träger CA1 an der Maschine 8 befestigt, und das erste Sonnenrad S1 ist an dem ersten Elektromotor M1 befestigt, während das erste Hohlrad R1 an dem Leistungsübertragungsglied 18 befestigt ist. Diese Anordnung ist jedoch nicht wichtig. Die Maschine 8, der erste Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungsglied 18 können an anderen Elementen, die aus den drei Elementen CA1, S1 und R1 des ersten Planetenradsatzes 24 ausgewählt sind, befestigt sein.
Während die Maschine 8 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen an der Eingangswelle 14 direkt befestigt ist, kann die Maschine 8 mit der Eingangswelle 14 durch ein passendes Glied, wie Zahnräder und einen Riemen, wirksam verbunden sein und muss nicht mit der Eingangswelle 14 koaxial angeordnet sein.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 mit der Eingangswelle 14 koaxial angeordnet und sind jeweils an dem ersten Sonnenrad S1 und dem Leistungsübertragungsglied 18 befestigt. Diese Anordnung ist jedoch nicht wichtig. Der erste und der zweite Elektromotor M1, M2 können beispielsweise jeweils mit dem ersten Sonnenrad S1 und dem Leistungsübertragungsglied 18 durch Zahnräder, einen Riemen oder eine geschwindigkeitsreduzierende Vorrichtung wirksam verbunden sein. Obwohl der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungsglied 18 verbunden ist, kann der zweite Elektromotor M2 mit der Ausgangswelle 22 oder einem Drehglied des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 verbunden sein. Eine Anordnung, bei der der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungsglied 18 oder der Ausgangswelle 22 durch Zahnräder, einen Riemen oder eine geschwindigkeitsreduzierende Vorrichtung verbunden ist, ist ein Beispiel einer Anordnung, bei der der zweite Elektromotor M2 in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und den Antriebsrädern angeordnet ist.
Obwohl die im Vorhergehenden beschriebene Leistungsverteilungseinrichtung 16 mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, müssen sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 nicht vorgesehen sein. Während die Schaltkupplung C0 vorgesehen ist, um das Sonnenrad S1 und den Träger CA1 miteinander selektiv zu verbinden, kann die Schaltkupplung C0 das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 oder den Träger CA1 und das Hohlrad R1 miteinander selektiv verbinden. Die Schaltkupplung C0 muss nämlich zwei der drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24 miteinander verbinden.
Die Getriebeeinrichtungen 10, 70 der vorausgehenden Ausführungsbeispiele werden durch Ineingriffbringen der Schaltkupplung C0 in die neutrale Position N versetzt. Die Schaltkupplung C0 muss jedoch nicht in Eingriff gebracht werden, um die neutrale Position N einzurichten.
Die hydraulisch betriebenen Friktionskopplungsvorrichtungen, die bei den dargestellten Ausführungsbeispielen als die Schaltkupplung C0, die Schaltbremse B0 etc. verwendet werden, können durch Kopplungsvorrichtungen eines Magnetkrafttyps, eines elektromagnetischen Typs oder eines mechanischen Typs, wie eine Pulverkupplung (eine Magnetpulverkupplung), eine elektromagnetische Kupplung und eine Klauenkupplung eines Eingrifftyps, ersetzt sein.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 in dem Leistungsübertragungsweg zwischen den Antriebsrädern 34 und dem Leistungsübertragungsglied 18, das das Abtriebsglied des Differentialabschnitts 11 oder die Leistungsverteilungseinrichtung 16 ist, angeordnet. Der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 kann jedoch durch einen anderen Typ einer Leistungsübertragungsvorrichtung (eines Getriebes), beispielsweise automatische Getriebe, wie ein kontinuierlich variables Getriebe (CVT) und ein Getriebe eines Permanenteingrifftyps mit zwei parallelen Achsen, das als ein manuelles Getriebe allgemein bekannt ist und das durch Wahlzylinder und Schaltzylinder automatisch geschaltet wird, und manuelle Getriebe, wie ein manuell geschaltetes Getriebe eines Synchroneingrifftyps, ersetzt sein. Dort, wo der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 durch das kontinuierlich variable Getriebe (CVT) ersetzt ist, ist die Getriebeeinrichtung als Ganzes in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt, wenn die Leistungsverteilungseinrichtung 16 in den Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis versetzt ist. Bei dem stufenvariablen Schaltzustand wird die Fahrzeugantriebskraft durch einen mechanischen Leistungsübertragungsweg übertragen und wird durch einen elektrischen Weg nicht übertragen. Das im Vorhergehenden gezeigte kontinuierlich variable Getriebe kann gesteuert werden, um eine Mehrzahl fester Geschwindigkeitsverhältnisse, die in einem Speicher gespeichert sind, einzurichten, wobei die Geschwindigkeitsverhältnisse jenen eines stufenvariablen Getriebes entsprechen. Die vorliegende Erfindung erfordert nicht das Vorsehen des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72. Dort, wo der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 ein kontinuierlich variables Getriebe (CVT) oder ein Getriebe eines Permanenteingrifftyps ist, ist der Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied 18 und den Antriebsrädern 34 mit einer Kopplungsvorrichtung, die selektiv in Eingriff gebracht oder gelöst wird, um den Leistungsübertragungsweg in einen ausgewählten von dem Leistungsübertragungszustand und dem Leistungsunterbrechungszustand zu versetzen, versehen.
Während der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 bei den vorausgehenden Ausführungsbeispielen mit dem Differentialabschnitt 11 durch das Leistungsübertragungsglied 18 in Reihe geschaltet ist, kann der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 an einer Vorlegewelle, die parallel zu der Eingangswelle 14 ist, angebracht sein und mit dieser koaxial angeordnet sein. Bei diesem Fall sind der Differentialabschnitt 11 und der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 durch eine passende Leistungsübertragungsvorrichtung oder einen Satz von zwei Leistungsübertragungsgliedern, wie ein Paar von Nebenwellen und eine Kombination aus einem Kettenrad und einer Kette, miteinander wirksam verbunden.
Die Leistungsverteilungseinrichtung 16, die bei den vorausgehenden Ausführungsbeispielen als eine Differentialeinrichtung vorgesehen ist, kann durch eine Differentialgetriebevorrichtung ersetzt sein, die ein Ritzel, das durch die Maschine 8 gedreht wird, und ein Paar von Kegelrädern, die in das Ritzel eingreifen und die jeweils mit dem ersten Elektromotor M1 und dem Leistungsübertragungsglied 18 wirksam verbunden sind, umfasst.
Während die Leistungsverteilungseinrichtung 16 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen durch einen Planetenradsatz 24 gebildet ist, kann dieser durch zwei oder mehr Planetenradsätze gebildet sein, so dass die Leistungsverteilungseinrichtung 16 als ein Getriebe mit drei oder mehr Gangpositionen in dem Nicht-Differentialzustand (dem Schaltzustand mit einem festen Geschwindigkeitsverhältnis) betreibbar ist. Die Planetenradsätze sind nicht auf einen Einzelritzeltyp begrenzt, sondern können von einem Doppelritzeltyp sein.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die manuell betreibbare Schaltvorrichtung 46 mit dem Schalthebel 48, der manuell betreibbar ist, um eine von einer Mehrzahl von Betriebspositionen auszuwählen, versehen. Der Schalthebel 48 kann jedoch durch Druckknopfschalter, einen Schiebetyp oder einen anderen Typ eines Schalters, die manuell betreibbar sind, um eine gewünschte von einer Mehrzahl von Betriebspositionen auszuwählen, oder durch Vorrichtungen, die nicht mit der Hand betrieben werden, wie eine Vorrichtung, die ansprechend auf eine Stimme des Fahrzeugbetreibers betrieben wird oder mit dem Fuß betrieben wird, um eine von einer Mehrzahl von Betriebspositionen auszuwählen, ersetzt sein. Obwohl der Schalthebel 48 die manuelle Vorwärtsantriebsposition M zum Auswählen der Nummer der Vorwärtsantriebs-Gangpositionen, die zum automatischen Schalten des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 verfügbar sind, hat, kann der Schalthebel 48, der in die manuelle Vorwärtsantriebsposition M versetzt ist, verwendet sein, um durch Betreiben des Schalthebels 48 von der Position M zu der Hochschaltposition „+" oder der Herunterschaltposition „–" den automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 innerhalb des Bereichs von der ersten Gangposition bis vierten Gangposition manuell hoch oder herunter zu schalten.
Während der Schalter 44 bei den vorausgehenden Ausführungsbeispielen ein Schalter eines Wippentyps ist, kann der Wippenschalter 44 durch einen einzelnen Druckknopfschalter, zwei Druckknopfschalter, die in Betriebspositionen selektiv gedrückt werden, einen Hebeltypschalter, einen Schiebetypschalter oder einen anderen Typ eines Schalters oder einer Schaltvorrichtung, der/die betreibbar ist, um einen gewünschten von dem kontinuierlich variablen Schaltzustand (dem Differentialzustand) und dem stufenvariablen Schaltzustand (dem Nicht-Differentialzustand) auszuwählen, ersetzt sein. Der Wippenschalter 44 kann eine neutrale Position haben oder nicht haben.
Dort, wo der Wippenschalter 44 die neutrale Position nicht hat, kann ein zusätzlicher Schalter vorgesehen sein, um den Wippenschalter 44 zu aktivieren oder zu deaktivieren. Die Funktion von diesem zusätzlichen Schalter entspricht der neutralen Position des Wippenschalters 44. Der Wippenschalter 44 kann durch eine Schaltvorrichtung, die durch eine Stimme, die durch den Fahrzeugbetreiber erzeugt wird, oder einen Fuß des Fahrzeugbetreibers und nicht mit der Hand betreibbar ist, um entweder den kontinuierlich variablen Schaltzustand (den Differentialzustand) oder den stufenvariablen Schaltzustand (den Nicht-Differentialzustand) auszuwählen, ersetzt sein.
Es versteht sich von selbst, dass die Ausführungsbeispiele der Erfindung lediglich für einen erläuternden Zweck beschrieben wurden und dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Änderungen und Modifikationen, die Fachleuten einfallen können, ausgeführt sein kann.
Zusammenfassung
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem
Es wird eine Steuervorrichtung, die eine Größenreduzierung oder eine Kraftstoffwirtschaftlichkeitsverbesserung einer Differentialeinrichtung, die betreibbar ist, um eine Differentialfunktion durchzuführen, erlaubt und die einen Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad eines Elektrogenerators verbessert, geschaffen.
Eine Getriebeeinrichtung 10, die mit einer Schaltkupplung C0 oder einer Schaltbremse B0 versehen ist, ist zwischen einem kontinuierlich variablen Schaltzustand und einem stufenvariablen Schaltzustand schaltbar und hat sowohl einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Getriebe, dessen Geschwindigkeitsverhältnis elektrisch variabel ist, geliefert wird, als auch einen Vorteil eines hohen Leistungsübertragungswirkungsgrads, der durch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Übersetzungstyps, die für eine mechanische Übertragung einer Leistung aufgebaut ist, geliefert wird. Während eines Vierradantrieb-Fahrzeugfahrens, wobei zweite Antriebsräder 39 durch einen dritten Elektromotor M3 angetrieben werden, schaltet eine Schaltsteuereinrichtung 50 einen Differentialabschnitt 11 zu einem kontinuierlich variablen Schaltzustand, so dass eine Betriebsgeschwindigkeit eines ersten Elektromotors M1, der durch eine Ausgangsleistung einer Maschine 8 als ein Elektrogenerator betrieben wird, infolge der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11 gesteuert wird, um einen höheren Elektrizitätserzeugungswirkungsgrad zu gewährleisten, als wenn der Differentialabschnitt 11 in einen nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem eine Geschwindigkeit N_M1 des ersten Elektromotors und eine Maschinengeschwindigkeit N_E durch eine Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V bestimmt sind, versetzt ist.

8: Maschine
10, 70: Getriebeeinrichtung (Antriebssystem)
11: Differentialabschnitt (Kontinuierlich variabler Getriebeabschnitt)
16: Leistungsverteilungseinrichtung (Differentialeinrichtung)
18: Leistungsübertragungsglied
34: Antriebsräder
39: Zweite Antriebsräder
40: Elektronische Steuervorrichtung (Steuervorrichtung)
50: Schaltsteuereinrichtung
52: Hybridsteuereinrichtung (Elektromotor-Steuereinrichtung)
M1: Erster Elektromotor
M2: Zweiter Elektromotor
M3: Dritter Elektromotor
C0: Schaltkupplung (Differentialbegrenzungsvorrichtung, Differentialzustand-Schaltvorrichtung)
B0: Schaltbremse (Differentialbegrenzungsvorrichtung, Differentialzustand-Schaltvorrichtung)

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem ersten Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs umfasst, gekennzeichnet durch eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um eine Differentialfunktion der Differentialeinrichtung zu begrenzen, zum Begrenzen eines Betriebs des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe; und eine Schaltsteuereinrichtung, die während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, betrieben wird, zum Versetzen des kontinuierlich variablen Getriebeabschnitts in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen Differentialabschnitt, der als eine elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung betreibbar ist und der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem ersten Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs umfasst, gekennzeichnet durch eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um eine Differentialfunktion der Differentialeinrichtung zu begrenzen, zum Begrenzen eines Betriebs des Differentialabschnitts als die elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung; und eine Schaltsteuereinrichtung, die während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, betrieben wird, zum Versetzen des Differentialabschnitts in einen Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt als die elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung betreibbar ist.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt, der als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist und der eine Differentialeinrichtung hat, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Differentialzustand-Schaltvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um den kontinuierlich variablen Getriebeabschnitt zwischen einem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist, und einem nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe nicht betreibbar ist, selektiv zu schalten; und eine Elektromotor-Steuereinrichtung zum Ändern einer Bedingung einer Erzeugung einer elektrischen Energie abhängig davon, ob der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines anderen zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs als das Antriebsrad umfasst und die Elektromotor-Steuereinrichtung während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, die Bedingung der Erzeugung einer elektrischen Energie, die dem dritten Elektromotor zuzuführen ist, ändert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung durch Wechseln eines Elektrogenerators, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine betrieben wird, um die elektrische Energie zu erzeugen, die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie ändert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3–5, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor als einen Elektrogenerator betreibt, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3–6, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor als einen Elektrogenerator betreibt, wenn der kontinuierlich variable Getriebeabschnitt in den nicht kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen Differentialabschnitt mit einer Differentialeinrichtung, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor umfasst, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem ersten Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Differentialzustand-Schaltvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um den Differentialabschnitt zwischen einem Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt betreibbar ist, um eine Differentialfunktion durchzuführen, und einem Nicht-Differentialzustand, bei dem der Differentialabschnitt nicht betreibbar ist, um die Differentialfunktion durchzuführen, selektiv zu schalten; und eine Elektromotor-Steuereinrichtung zum Ändern einer Bedingung einer Erzeugung einer elektrischen Energie abhängig davon, ob der Differentialabschnitt in den Differentialzustand versetzt ist oder nicht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Fahrzeugantriebssystem ferner einen dritten Elektromotor zum Antreiben eines anderen zweiten Antriebsrads des Fahrzeugs als das Antriebsrad umfasst und die Elektromotor-Steuereinrichtung während eines Fahrens des Fahrzeugs, wobei das zweite Antriebsrad durch den dritten Elektromotor angetrieben wird, die Bedingung der Erzeugung einer elektrischen Energie, die dem dritten Elektromotor zuzuführen ist, ändert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung durch Wechseln eines Elektrogenerators, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine betrieben wird, um die elektrische Energie zu erzeugen, die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie ändert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8–10, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor als einen Elektrogenerator betreibt, wenn der Differentialabschnitt in den Differentialzustand versetzt ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8–11, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor als einen Elektrogenerator betreibt, wenn der Differentialabschnitt in den Differentialzustand versetzt ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7 oder 12, bei der das Fahrzeugantriebssystem ferner eine Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie, die fähig ist, eine elektrische Energie zuzuführen, umfasst und bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung konfiguriert ist, um die elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie zuzuführen, wenn der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor nicht als der Elektrogenerator verwendet werden können.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen Differentialabschnitt mit einer Differentialeinrichtung, die betreibbar ist, um eine Ausgangsleistung einer Maschine zu einem ersten Elektromotor und einem Leistungsübertragungsglied zu verteilen, umfasst, wobei das Fahrzeugantriebssystem ferner einen Zusatzelektromotor, der in einem Leistungsübertragungsweg zwischen dem Leistungsübertragungsglied und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet ist, umfasst, gekennzeichnet durch eine Schaltsteuereinrichtung, die während eines Fahrens des Fahrzeugs mit einem Betrieb des Zusatzelektromotors betrieben wird, zum Versetzen der Differentialeinrichtung in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem die Differentialeinrichtung als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betreibbar ist; und eine Differentialbegrenzungsvorrichtung, die in der Differentialeinrichtung vorgesehen ist und betreibbar ist, um eine Differentialfunktion der Differentialeinrichtung zu begrenzen, zum Begrenzen eines Betriebs der Differentialeinrichtung als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe.
Steuervorrichtung nach Anspruch 14, ferner mit einer Elektromotor-Steuereinrichtung zum Ändern einer Bedingung einer Erzeugung einer elektrischen Energie abhängig davon, ob die Differentialeinrichtung in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist oder nicht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung während des Fahrens des Fahrzeugs, wobei das Antriebsrad durch den Zusatzelektromotor angetrieben wird, die Bedingung der Erzeugung einer elektrischen Energie, die dem Zustatzelektromotor zuzuführen ist, ändert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung durch Wechseln eines Elektrogenerators, der durch eine Ausgangsleistung der Maschine betrieben wird, um die elektrische Energie zu erzeugen, die Bedingung der Erzeugung der elektrischen Energie ändert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 15–17, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor als einen Elektrogenerator betreibt, wenn die Differentialeinrichtung in einen Differentialzustand versetzt ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 15–18, bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor als einen Elektrogenerator betreibt, wenn die Differentialeinrichtung in einen Nicht-Differentialzustand versetzt ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 19, bei der das Fahrzeugantriebssystem ferner eine Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie, die fähig ist, eine elektrische Energie zuzuführen, umfasst und bei der die Elektromotor-Steuereinrichtung konfiguriert ist, um die elektrische Energie von der Speicherungsvorrichtung für elektrische Energie zuzuführen, wenn der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor nicht als der Elektrogenerator verwendet werden können.