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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugantriebsvorrichtungen, die
jeweils einen zum Durchzuführen eines Differentialbetriebs
betreibbaren Differentialmechanismus und einen Elektromotor aufweisen,
und betrifft insbesondere eine Technik zum Verkleinern des Elektromotors
oder dergleichen.
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Einschlägiger Stand
der Technik
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Bislang
war eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt,
mit einer Differentialvorrichtung, mittels derer ein Ausgang einer
Antriebsleistungsquelle wie etwa einer Kraftmaschine oder dergleichen
auf einen ersten Elektromotor und ein Ausgabeorgan verteilt wird,
und einem zwischen dem Ausgabeorgan und Antriebsrädern
angeordneten zweiten Elektromotor. Ein solche Antriebsvorrichtung
für ein Hybridfahrzeug ist beispielsweise in den Patentdokumenten
1, 3 und 5 beschrieben. Sie umfasst einen aus einer Planetengetriebeeinheit
bestehenden Differentialmechanismus, der einen Differentialbetrieb zum
mechanischen Übertragen eines Großteils der von
der Kraftmaschine ausgegebenen Leistung auf Antriebsräder
durchführt. Ein restlicher Teil der Leistung von der Kraftmaschine
wird unter Verwendung eines elektrischen Pfades von dem ersten Elektromotor
elektrisch auf den zweiten Elektromotor übertragen.
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Hierbei
betreibt die Antriebsvorrichtung ein Getriebe, dessen Gangabstufung
elektrisch verändert wird, beispielsweise als ein elektrisch
gesteuertes, stufenloses Automatikgetriebe. Die Antriebsvorrichtung
wird von der Steuervorrichtung so gesteuert, dass das Fahrzeug mit
dem optimalen Betriebszustand der Kraftmaschine fährt,
wodurch der Kraftstoffverbrauch, d. h. die Kraftstoffausnutzung,
verbessert wird.
Patentdokument 1:
JP 2003-127679 A Patentdokument
2:
JP 2001-339805
A Patentdokument 3:
JP 2003-301731 A Patentdokument 4:
JP 2002-89307 A Patentdokument
5:
JP 2004-270679
A
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Allgemein
war das stufenlose Getriebe bislang als eine Vorrichtung zum Verbessern
des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs bekannt. Eine Leistungsübertragungsvorrichtung
vom Zahngetriebetyp, wie etwa ein abgestuftes Automatikgetriebe,
war bislang als eine Vorrichtung mit einem hohen Übertragungswirkungsgrad
bekannt. Es wurde jedoch noch kein Leistungsübertragungsmechanismus
mit solchen kombinierten Vorteilen praktisch angewendet. Beispielsweise
umfasst die in der oben genannten Patentveröffentlichung
1 beschriebene Hybridfahrzeug-Antriebsvorrichtung einen elektrischen
Pfad, auf dem elektrische Energie von dem ersten Elektromotor auf
den zweiten Elektromotor übertragen wird, d. h. einen Übertragungspfad, über
den ein Teil der Antriebskraft des Fahrzeugs in Form von elektrischer Energie übertragen
wird. Dies führt unvermeidlich zu einer größeren
Baugröße des ersten Elektromotors mit einem höheren
Ausgang der Kraftmaschine. Ferner führt es zu einer größeren
Baugröße des zweiten Elektromotors, der mit elektrischer
Energie angetrieben wird, die von dem ersten Elektromotor ausgegeben
wird. Hierdurch ergibt sich eine Problematik infolge einer Vergrößerung
der Antriebsvorrichtung.
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Da
ein Teil des Kraftmaschinenausgangs nach einer Umwandlung in elektrische
Energie auf das Antriebsrad übertragen wird, kann sich
der Kraftstoffverbrauch je nach dem Fahrzustand des Fahrzeugs, wie
etwa Fahren mit einer hohen Geschwindigkeit, verschlechtern. Ein ähnliches
Problem tritt auf, wenn die erwähnte Leistungsverteilungsvorrichtung
als Getriebe verwendet werden wird, dessen Gangabstufung elektrisch
geändert wird, beispielsweise das elektrisch gesteuerte
CVT (Continuously Variable Transmission; stufenlos verstellbares
bzw. stufenloses Getriebe).
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Bei
der vorstehend beschriebenen Antriebsvorrichtung für Hybridfahrzeug
war bislang ein Aufbau mit einem Stufengetriebe bekannt, das in
einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Ausgabeorgan
eines Differentialmechanismus (elektrisch gesteuertes stufenloses
Getriebe) und Antriebsrädern angeordnet ist, um die Leistungsfähigkeit
des zweiten Elektromotors zu verringern, die bei einem Bedarf an
hohem Antriebsmoment erforderlich ist, und dadurch den zweiten Elektromotor
zu verkleinern. Bei einer solchen Fahrzeugantriebsvorrichtung wird
der Ausgang der Antriebsleistungsquelle über die beiden Übertragungsmechanismen
wie etwa das elektrisch gesteuerte stufenlose Getriebe und das Stufengetriebe übertragen,
während das Gesamtübersetzungsverhältnis
der Antriebsvorrichtung basierend auf den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen dieser Übertragungsmechanismen
hergestellt wird.
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Wenn
sich ferner ein Bedarf nach einer Fahrzeugantriebskraft oder Kraftmaschinenbremsung
ergibt, die größer als diejenige für
eine Fahrt des Fahrzeugs auf einer ebenen Straße ist, d.
h. während einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden/abfallenden
Straße, nimmt im Allgemeinen eine unabhängig vorgesehene
Fahrzeugantriebsvorrichtung mit einem Stufengetriebe den Betrieb
auf, um ein Übersetzungsverhältnis zur Seite einer
niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit hin (niedriger Gang) einzustellen,
wobei dieses Übersetzungsverhältnis größer als
dasjenige ist, das für eine Fahrt des Fahrzeugs auf einer
ebenen oder flachen Straße eingestellt wird. Dies ermöglicht
es, den niedrigen Gang im Vergleich mit der Gangposition, die für
eine Fahrt des Fahrzeugs auf der ebenen Straße beibehalten
wird, bis zu einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit eingelegt zu lassen,
wodurch ein Hochschalten unterdrückt wird, um häufiges
Schalten zu vermeiden.
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Dies
trifft ähnlich auch auf eine Phase zu, in der die Antriebsvorrichtung
das Gesamtübersetzungsverhältnis basierend auf
den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen des elektrisch
gesteuerten stufenlosen Getriebes und des Stufengetriebes herstellt.
Während einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden/abfallenden
Straße beispielsweise wird das Gesamtübersetzungsverhältnis
auf ein Übersetzungsverhältnis zur Seite einer
niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit hin als für ein Fahren
des Fahrzeugs auf ebener Straße eingestellt, wodurch ein
Hochschalten unterdrückt wird, um häufiges Schalten
zu vermeiden.
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Bei
dem elektrisch gesteuerten stufenlosen Getriebe jedoch, das als
elektrisch gesteuertes CVT dient, ist es erforderlich, dass der
erste Elektromotor ein Reaktionsmoment aufnimmt, das vom Kraftmaschinenmoment
abhängt. Daher nimmt das von dem erste Elektromotor aufzunehmende
Reaktionsmoment (Lastmoment) in einer Situation zu, in der das Fahrzeug
unter einer hohen Kraftmaschinenlast fährt, wie etwa bei
einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden Straße,
wodurch sich eine Wahrscheinlichkeit ergibt, dass je nach der Leistungsfähigkeit
des ersten Elektromotors eine Mangelzustand bei der Antriebskraft
auftritt. Unter einer anderen Betrachtungsweise muss der erste Elektromotor
vergrößert werden, um einen Mangelzustand bei
der Antriebskraft während einer Fahrt des Fahrzeugs auf
einer ansteigenden Straße auszuschließen.
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Ferner
wird während einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer abfallenden
Straße der zweite Elektromotor als Stromgenerator in Betrieb
genommen, um kinetische Energie in elek trische Energie umzuwandeln,
die in einer Batterie gesammelt wird, während ein regeneratives
Bremsen infolge des stromerzeugenden Widerstands des zweiten Elektromotors erhalten
wird, um dadurch eine benötigte Antriebsaggregatbremsung
zu erhalten. Ein Unterdrücken des Hochschaltens führte
jedoch zu der Wahrscheinlichkeit einer Zunahme des Lastmomentes
des zweiten Elektromotors. Ferner bestand in einer Situation, in der
der Regenerationsbetrag aufgrund einer vollen Ladung oder dergleichen
der Batterie nicht weiter erhöht werden kann, die Wahrscheinlichkeit,
dass es schwierig ist, die benötigte Antriebsaggregatbremsung
zu erhalten.
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Angesichts
dieser Situation war es bei der Fahrzeugantriebsvorrichtung, bei
der die Antriebsvorrichtung, welche die in Patentveröffentlichung
1 beschriebene Problematik der Antriebsvorrichtung für
Hybridfahrzeug lösen kann, ferner ein Automatikgetriebe
umfasst, nötig, eine erforderliche Antriebskraft und Antriebsaggregatbremsung
zu haben und gleichzeitig ein häufiges Schalten zu verhindern.
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Ferner
wird bei dem in der Patentveröffentlichung 3 beschriebenen
Hybridfahrzeug der zweite Elektromotor während einer Verlangsamungsfahrt als
Stromgenerator in Betrieb genommen. Dies führt dazu, dass
kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zum Erholen
der Batterie umgewandelt wird, während ein leistungserzeugender
Widerstand des zweiten Elektromotors hervorgerufen wird, um ein
regeneratives Bremsen zu erzielen. Wenn dies stattfindet, wird die
Kraftstoffzufuhr zur Kraftmaschine abgesperrt, was dazu führt,
dass die Kraftmaschinendrehzahl Null oder nahezu Null wird, um ein Kraftmaschinen-Schleppmoment
zu verringern und dadurch den Regenerationsbetrag zu erhöhen.
Falls der Regenerationsbetrag aber aufgrund einer vollen Ladung
der Batterie nicht erhöht werden kann, besteht die Wahrscheinlichkeit,
dass es schwierig wird, einen gegebenen Fahrzustand und eine vom
Fahrer eingestellte Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
zu erhalten.
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Bei
der in der Patentveröffentlichung 4 beschriebenen Technik
werden während einer Verlangsamungsfahrt, d. h. einer Fahrt
unter Verringerung der gegenwärtigen Geschwindigkeit des
Fahrzeugs, das eine Kraftmaschine mit einer variablen Anzahl von
Zylindern basierend auf einer Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung,
alle Zylinder der Kraftmaschine in Kompressionszustände
versetzt, wenn kein regeneratives Bremsen angewendet wird, so dass
eine Kraftmaschinenbremswirkung erzielt wird. Wenn jedoch das regenerative
Bremsen eingeleitet wird, wird ein Teil der inaktiv bleibenden Kraftmaschinenzylinder
in einen Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungszustand,
d. h. einen Dekompressionszustand, versetzt. Dies führt
zu einer Verringerung der Kraftmaschinenbremswirkung, um eine ähnliche
Bremswirkung unabhängig davon zu erhalten, ob eine Regeneration
vorliegt oder nicht. Durch Ändern der Zylinderzahl der
Kraftmaschine und des Regenerationsbetrags wird es jedoch ermöglicht,
die Größe der Geschwindigkeitsverringerung zu
steuern, was zu der Wahrscheinlichkeit führt, dass es schwierig
wird, einen gegebenen Fahrzustand und eine vom Fahrer eingestellte
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung zu
erhalten.
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Ferner
bestand auch bei der in der Patentveröffentlichung 3 beschriebenen
Fahrzeugantriebsvorrichtung, deren Aufbau auf eine Lösung
der Problematik einer Antriebsvorrichtung für Hybridfahrzeuge
abzielt, die Wahrscheinlichkeit, dass es schwierig wird, während
einer Verlangsamungsfahrt einen gegebenen Fahrzustand und eine vom
Fahrer eingestellte Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung zu
erhalten.
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Die
Patentveröffentlichung 5 beschreibt eine Technik zum Ändern
des Rauminhalts einer Verbrennungskammer, um ein Kompressionsverhältnis
der Kraftmaschine während einer Regeneration zu verringern
und dadurch das Reibungsmoment (Schleppmoment) der Kraftmaschine
zu verringern, um den Wirkungsgrad der Regeneration eines Elektromotors zu
verbessern. Das Schleppmoment der Kraftmaschine variiert ebenfalls
in Abhängigkeit von der Kraftmaschinendrehzahl, und es
ist wahrscheinlich, dass sich das Schleppmoment der Kraftmaschine
mit einer abnehmenden Kraftmaschinendrehzahl verringert. Wenn also
ein gleichförmiger Regenerationsbetrag für die
Verlangsamungsfahrt eingestellt ist, um es dem Elektromotor zu ermöglichen,
die Regeneration entsprechend einem Kraftmaschinenzustand mit einem
erhöhten Kraftmaschinenschleppmoment durchzuführen,
d. h. mit anderen Worten, wobei der Elektromotor einen geringeren
Regenerationsbetrag erzielt, bestand die Wahrscheinlichkeit des
Auftretens einer Verschlechterung im Kraftstoffverbrauch. Der Grund
hierfür ist, dass der Regenerationsbetrag auch bei dem
zur Verfügung stehenden Kraftmaschinenzustand nicht erhöht
werden kann.
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Auch
bei der in der Patentveröffentlichung 3 beschriebenen Fahrzeugantriebsvorrichtung,
deren Aufbau auf eine Lösung der Problematik einer Antriebsvorrichtung
für Hybridfahrzeuge abzielt, bestand eine Wahrscheinlichkeit,
dass der verfügbare Regenerationsbetrag nicht erhöht
werden kann, falls der Elektromotor die Regeneration während
einer Verlangsamungsfahrt gleichförmig durchführt,
mit einer resultierenden Verschlechterung im Kraftstoffverbrauch.
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Die
vorliegende Erfindung entstand aufgrund der vorstehend beschriebenen
Umstände und hat als erste Aufgabe, eine Steuervorrichtung
für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zur Verfügung
zu stellen, die einen elektrisch gesteuerten stufenlosen Schaltabschnitt,
bestehend aus einem Differentialmechanismus, der betreibbar ist,
um einen Ausgang einer Kraftmaschine auf einen ersten Elektromotor
und ein Übertragungselement zu verteilen, und einen in
einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement
und Antriebsrädern angeordneten zweiten Elektromotor, und
ein einen Teil des Leistungsübertragungspfades bildendes
Getriebe aufweist, wobei der Aufbau verkleinert und/oder der Kraftstoffverbrauch
verbessert werden kann, während ein häufiges Schalten
vermieden wird.
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Es
ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung
für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zur Verfügung
zu stellen, der einen Differentialmechanismus, der betreibbar ist,
um einen Differentialbetrieb zum Verteilen eines Ausgang einer Kraftmaschine
auf einen ersten Elektromotor und eine Ausgangswelle durchzuführen,
und einen in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem
Differentialmechanismus und Antriebsrädern angeordneten
zweiten Elektromotor aufweist, wobei unter gleichzeitiger Verbesserung
eines Steuerverhaltens bezüglich einer Größe
der Geschwindigkeitsverringerung während einer Verlangsamungsfahrt,
d. h. einer langsamer werdenden Fahrt oder einer Verzögerungsfahrt,
der Aufbau verkleinert und/oder der Kraftstoffverbrauch verbessert
werden kann.
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Es
ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung
für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zur Verfügung
zu stellen, die einen Differentialmechanismus, der betreibbar ist,
um einen Differentialbetrieb zum Verteilen eines Ausgangs einer
Kraftmaschine auf einen ersten Elektromotor und eine Ausgangswelle
durchzuführen, und einen in einem Leistungsübertragungspfad
zwischen dem Differentialmechanismus und Antriebsrädern angeordneten
zweiten Elektromotor aufweist, wobei der Aufbau verkleinert und/oder
der Kraftstoffverbrauch verbessert werden kann, während
der Kraftstoffverbrauch während einer Verlangsamungsfahrt verbessert
ist.
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Offenbarungsgehalt der Erfindung
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Gemäß der
in den Ansprüchen 1 oder 2 angegeben Erfindung wird eine
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung
zur Verfügung gestellt, welche (a) einen stufenlosen Schaltabschnitt mit
einem Differentialmechanismus zum Verteilen eines Ausgangs einer
Kraftmaschine auf einen ersten Elektromotor und ein Übertragungselement
und einem in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement
und Antriebsräder angeordneten zweiten Elektromotor, der
als elektrisch gesteuertes stufenloses Getriebe betreibbar ist,
und einen einen Teil des Leistungsübertragungspfades darstellenden
Getriebeabschnitt oder Schaltabschnitt aufweist, wobei die Steuervorrichtung
aufweist: (b) eine Differentialzustand-Umschaltevorrichtung, die im
Differentialmechanismus angeordnet ist und betreibbar ist, um den
stufenlosen Schaltabschnitt selektiv in einen stufenlosen Schaltzustand,
der es dem stufenlosen Schaltabschnitt ermöglicht, einen
elektrisch gesteuerten stufenlosen Schaltbetrieb durchzuführen,
und einen nicht-stufenlosen Schaltzustand, der den elektrisch gesteuerten
stufenlosen Schaltbetrieb des stufenlosen Schaltabschnitts ausser
Kraft setzt, umzuschalten; (c) eine Schaltsteuereinrichtung bzw.
einen Schaltumschalteabschnitt, die betreibbar ist, um ein mit dem
stufenlosen Schaltabschnitt und dem Schaltabschnitt definiertes
Gesamtübersetzungsverhältnis auf ein Übersetzungsverhältnis
zur Seite einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit hin einzustellen
als dasjenige, das für einen gegebenen Fahrzustand eines
Fahrzeugs definiert ist, wenn die Notwendigkeit einer größeren
Fahrzeugantriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung als diejenige
für den gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs besteht; und (d)
eine Umschaltesteuereinrichtung bzw. einen Schaltsteuerabschnitt,
die betreibbar ist, um den stufenlosen Schaltabschnitt aus dem stufenlosen Schaltzustand
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand umzuschalten, (i) falls eine
erforderliche Fahrzeugantriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung nicht
verfügbar ist, oder (ii) falls Lastmomente des ersten Elektromotors
und/oder des zweiten Elektromotors von zulässigen Bereichen
abweichen, wenn die Schaltsteuereinrichtung das Gesamtübersetzungsverhältnis
auf ein Übersetzungsverhältnis zur Seite einer
niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit hin einstellt als dasjenige,
das für den gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs definiert
ist.
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Bei
einem solchen Aufbau schaltet die Differentialzustand-Umschaltevorrichtung
den stufenlosen Schaltabschnitt der Antriebsvorrichtung selektiv so
um, dass er in den stufenlosen Schaltzustand, der den elektrisch
gesteuerten stufenlosen Schaltbetrieb aktiviert, und den nicht-stufenlosen
Schaltzustand, der den elektrisch gesteuerten stufenlosen Schaltbetrieb
aufhebt, versetzt wird. Somit kann die Antriebsvorrichtung die kombinierten
Vorteile eines verbesserten Kraftstoffeinspareffekt des Getriebes,
einer Betreibbarkeit zum elektrischen Ändern des Übersetzungsverhältnisses,
und eines hohen Übertragungswirkungsgrades einer Übertragungsvorrichtung
vom Zahngetriebetyp, die zum mechanischen Übertragen von
Antriebsleistung betreibbar ist, aufweisen.
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Wird
beispielsweise in einem normalen Ausgangsbereich der Kraftmaschine,
während ein Fahrzeug mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und
einem niedrigen/mittleren Ausgang fährt, der stufenlose
Schaltabschnitt in den stufenlosen Schaltzustand versetzt, so stellt
dies ein kraftstoffsparendes Verhalten des Fahrzeugs sicher. Wenn
sich ferner der stufenlose Schaltabschnitt während einer
Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit in dem nicht-stufenlosen
Schaltzustand befindet, wird der Ausgang der Kraftmaschine hauptsächlich
durch einen mechanischen Leistungsübertragungspfad auf die
Antriebsräder übertragen. Dies minimiert einen Verlust
bei der Umwandlung zwischen der Fahrzeugantriebskraft, die vorhanden
ist, wenn der stufenlose Schaltabschnitt veranlasst wird, als Getriebe
für das elektrisch zu ändernde Übersetzungsverhältnis
arbeitet, und von elektrischer Energie, was zu einer Verbesserung
des Kraftstoffverbrauchs führt.
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Wenn
sich darüber hinaus der stufenlose Schaltabschnitt während
einer Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Ausgang in dem nicht-stufenlosen Schaltzustand
befindet, wird der stufenlose Schaltabschnitt als Getriebe zum elektrischen Ändern
des Übersetzungsverhältnisses in einen Bereich
betätigt, in dem das Fahrzeug mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit
und einem niedrigen/mittleren Ausgang fährt. Dies ermöglicht
eine Reduzierung des maximalen Wertes an elektrischer Energie, die
der Elektromotor erzeugen muss, d. h. durch den Elektromotor zu übertragender
elektrischer Energie, was zu einer weiteren Verkleinerung des Elektromotors
oder der einen solchen Elektromotor umfassenden Fahrzeugantriebsvorrichtung
führt.
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Bei
einer Fahrzeugantriebsvorrichtung mit einem stufenlosen Schaltabschnitt,
der dazu ausgelegt ist, in den stufenlosen Schaltzustand und den nicht-stufenlosen
Schaltzustand umschaltbar zu sein, ergibt sich ferner manchmal die
Notwendigkeit einer größeren Fahrzeugantriebskraft
oder Antriebsaggregatbremsung als denjenigen, die für den
gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs benötigt werden. Falls
die Schaltsteuereinrichtung zu diesem Zeitpunkt das Gesamtübersetzungsverhältnis
auf ein Übersetzungsverhältnis einer niedrigeren
Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt als dasjenige, das für
den gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs eingestellt ist, ist manchmal
die erforderliche Fahrzeugantriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung
nicht verfügbar, oder es wird eine Abweichung der Lastmomente des
ersten Elektromotors und/oder des zweiten Elektromotors aus den
zulässigen Bereichen verursacht.
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Auch
in solchen Fällen schaltet die Umschaltesteuereinrichtung
den stufenlosen Schaltabschnitt aus dem stufenlosen Schaltzustand
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand um, und der erste Elektromotor
braucht kein Reaktionsmoment in Abhängigkeit vom Ausgangsmoment
der Kraftmaschine (im Nachfolgenden als "Kraftmaschinenmoment" bezeichnet) aufzunehmen.
Daher kann die Kraftmaschine unabhängig von einer Momentenkapazität
des ersten Elektromotors ein erhöhtes Kraftmaschinenmoment erzeugen,
so dass eine benötigte Antriebskraft erhalten wird.
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Da
ferner die Kraftmaschinendrehzahl an eine Fahrzeuggeschwindigkeit
gebunden ist, kann ein Kraftmaschinenbremsmoment in Abhängigkeit von
der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Gesamtübersetzungsverhältnis
erzeugt werden. Dies ermöglicht es, dass die benötigte
Antriebsaggregatbremsung erhalten wird, ohne dass eine Erhöhung des
Regenerationsmomentes des zweiten Elektromotors verursacht wird.
D. h., die Antriebsvorrichtung kann eine größere
Fahrzeugantriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung aufweisen als
diejenigen, die für den gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs benötigt
werden, während ein häufiges Schalten vermieden
wird, ohne von den zulässigen Bereichen abweichende Lastmomente
des ersten Elektromotors und/oder des zweiten Elektromotors zu verursachen.
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Bei
der in Anspruch 3 angegebenen Erfindung bezieht sich der Ausdruck
"wenn eine größere Fahrzeugantriebskraft oder
Antriebsaggregatbremsung benötigt werden als diejenigen,
die für den gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs benötigt
werden" auf eine Phase, in der das Fahrzeug auf einer ansteigenden
Straße oder einer abfallenden Straße fährt.
Bei einer solchen Anordnung kann die Antriebsvorrichtung die erforderliche
Fahrzeugantriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung während
der Fahrt des Fahrzeugs auf der ansteigenden Straße oder
der abfallenden Straße erzielen.
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Gemäß der
in Anspruch 4 angegebenen Erfindung wird eine Steuervorrichtung
für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zur Verfügung
gestellt, welche (a) einen stufenlosen Schaltabschnitt mit einem Differentialmechanismus
zum Verteilen eines Ausgangs einer Kraftmaschine auf einen ersten
Elektromotor und ein Übertragungselement und einem in einem
Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement
und Antriebsrädern angeordneten zweiten Elektromotor aufweist,
der als elektrisch gesteuertes stufenloses Getriebe betreibbar ist,
wobei die Steuervorrichtung aufweist: (b) eine in dem Differentialmechanismus
angeordnete Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung zum Begrenzen eines
Differentialbetriebs des Differential mechanismus, um dadurch einen
Betrieb des stufenlosen Schaltabschnitts als elektrisch gesteuertes
stufenloses Getriebe zu begrenzen; und (c) eine Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung,
die zum Begrenzen des Differentialbetriebs des Differentialmechanismus
betreibbar ist, um während einer Verlangsamungsfahrt ein
Bremsmoment mit der Kraftmaschinenbremsung zu erzielen.
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Bei
einem solchen Aufbau wird die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung
in den Differentialzustand versetzt, in dem der Differentialbetrieb
des Differentialmechanismus nicht begrenzt ist, um eine Einleitung
des Differentialbetriebs zuzulassen. Dies führt dazu, dass
der stufenlose Schaltabschnitt der Fahrzeugantriebsvorrichtung in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt wird, so dass er betreibbar
ist, um den elektrisch gesteuerten stufenlosen Schaltbetrieb durchzuführen.
Ausserdem begrenzt die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung
den Differentialbetrieb des Differentialmechanismus, und der Betrieb
des elektrisch gesteuerten stufenlosen Getriebes wird begrenzt.
Somit wird im Nicht-Differentialzustand beispielsweise ein verriegelter
Zustand eingestellt, in dem kein Differentialbetrieb eingeleitet
wird, was in einem nicht-stufenlosen Schaltzustand resultiert, der
nicht zum Durchzuführen des elektrisch gesteuerten stufenlosen
Schaltbetriebs betreibbar ist, beispielsweise einem Stufenschaltzustand.
Im Ergebnis kann die Antriebsvorrichtung die kombinierten Vorteile
eines verbesserten Kraftstoffeinspareffekts des Getriebes, in dem
das Übersetzungsverhältnis elektrisch geändert
wird, und eines hohen Übertragungswirkungsgrads der Übertragungsvorrichtung vom
Zahngetriebetyp, in der eine Antriebsleistung mechanisch übertragen
wird, besitzen.
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Wenn
der stufenlose Schaltabschnitt beispielsweise in einem normalen
Ausgangsbereich der Kraftmaschine, während das Fahrzeug
mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einem niedrigen/mittleren
Ausgang fährt, in den stufenlosen Schaltzustand versetzt
wird, wird ein kraftstoffsparendes Verhalten des Fahrzeugs sicher
gestellt. Wenn ferner der stufenlose Schaltabschnitt während einer
Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand versetzt wird, wird der Ausgang der Kraftmaschine
hauptsächlich über einen mechanischen Leistungsübertragungspfad
auf die Antriebsräder übertragen. Dies minimiert
einen Umwandlungsverlust zwischen der Fahrzeugantriebskraft, die
vorhanden ist, wenn der stufenlose Schaltabschnitt als Getriebe
für das elektrisch zu ändernde Übersetzungsverhältnis
in Betrieb genommen wird, und elektrischer Energie, was zu einer
Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs führt.
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Wenn
sich ferner der stufenlose Schaltabschnitt während einer
Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Ausgang in dem nicht-stufenlosen
Schaltzustand befindet, wird der stufenlose Schaltabschnitt als
Getriebe zum elektrischen Ändern des Übersetzungsverhältnisses
in einem Bereich betätigt, in dem das Fahrzeug mit einer
niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einem niedrigen/mittleren
Ausgang fährt. Dies ermöglicht eine Verringerung
des maximalen Wertes von elektrischer Energie, die der Elektromotor
erzeugen muss, d. h. elektrischer Energie, die der Elektromotor übertragen
muss, was zu einer weiteren Verkleinerung des Elektromotors oder der
einen solchen Elektromotor umfassenden Fahrzeugantriebsvorrichtung
führt.
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Bei
der Fahrzeugantriebsvorrichtung mit dem stufenlosen Schaltabschnitt,
dessen Betrieb als elektrisch gesteuertes stufenloses Getriebe begrenzt werden
kann, begrenzt die Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung den
Differentialbetrieb des Differentialmechanismus während
einer Verlangsamungsfahrt zu dem Zweck, ein Bremsmoment zu erhalten.
Dies resultiert in einer Vergrößerung eines Bereichs
der Größe der zu steuernden Geschwindigkeitsverringerung
mit einer daraus resultierenden Verbesserung des Steuerverhaltens
im Hinblick auf die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
während einer Verlangsamungsfahrt. Beispielsweise kann
das Fahrzeug zusätzlich zu einem Regenerationsmoment des
zweiten Elektromotors ein Bremsmoment infolge des Kraftmaschinenbremsmoments aufweisen.
Dies stellt einen größeren Bereich für
die Größe der zu steuernden Geschwindigkeitsverringerung
zur Verfügung, mit einer daraus resultierenden Verbesserung
des Steuerverhaltens im Hinblick auf die Größe
der Geschwindigkeitsverringerung während einer Verlangsamungsfahrt.
Unter einem anderen Gesichtspunkt kann ein Bremsmoment mit Regenerationsmoment
und Kraftmaschinenbremsmoment eingestellt werden, was ein verbessertes
Steuerverhaltens im Hinblick auf die Größe der
Geschwindigkeitsverringerung während einer Verlangsamungsfahrt
zur Verfügung stellt.
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Die
in Anspruch 5 angegebene Erfindung weist das Merkmal einer Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung
auf, die betreibbar ist, um den Differentialmechanismus des stufenlosen Schaltabschnitts
während einer Verlangsamungsfahrt in einen Nicht-Differentialzustand
zu versetzen. Bei einem solchen Aufbau ist die Kraftmaschinendrehzahl
an die Fahrzeuggeschwindigkeit gebunden. Dies ermöglicht
es, dass das Kraftmaschinenmoment und somit eine hohe Größe
der Geschwindigkeitsverringerung unverzüglich erhalten
wird. Die Nutzung dieses Drehmoments der Kraftmaschine in Kombination
mit dem Regenerationsmoment des zweiten Elektromotors ermöglicht
es, dass eine hohe Größe der Geschwindigkeitsverringerung
unverzüglich erhalten wird.
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Die
in Anspruch 6 angegebene Erfindung weist das Merkmal einer Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung
auf, die betreibbar ist, um einen Begrenzungsbetrag zu variieren,
der von der Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung während einer
Verlangsamungsfahrt initiiert wird.
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Bei
einem solchen Aufbau nimmt der stufenlose Schaltabschnitt einen
Zustand ein, der zwischen dem stufenlosen Schaltzustand, mit dem
ein Betrieb als elektrisch gesteuertes stufenloses Getriebe verfügbar
ist, und dem nicht-stufenlosen Schaltzustand, der den elektrisch
gesteuerten stufenlosen Schaltbetrieb ausser Kraft setzt, liegt.
Entsprechend liegt die Kraftmaschinendrehzahl zwischen einem nahezu Null
betragenden Niveau und einem an die Fahrzeuggeschwindigkeit gebundenen
Wert. Das Kraftmaschinenbremsmoment kann daher in einem Bereich
der Kraftmaschinendrehzahl eingestellt werden, wodurch ein verbessertes
Steuerverhalten im Hinblick auf die Größe der
Geschwindigkeitsverringerung während einer Verlangsamungsfahrt
zur Verfügung gestellt wird.
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Bei
der in Anspruch 7 angegebenen Erfindung ist die Kraftmaschine in
der Lage, einen Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetrieb durchzuführen,
und die Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung variiert einen
Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetrag der Kraftmaschine
während einer Verlangsamungsfahrt. Bei einem solchen Aufbau
kann ein Drehwiderstand selbst bei einer gleichen Kraftmaschinendrehzahl
variiert werden, was zu einer Änderung des Kraftmaschinenbremsmoments
führt. Dies resultiert in einer weiteren Verbesserung des
Steuerverhaltens im Hinblick auf die Größe der
Geschwindigkeitsverringerung während einer Verlangsamungsfahrt.
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Die
in Anspruch 8 angegebene Erfindung weist ferner das Merkmal einer
Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung
auf, die betreibbar ist, um das durch eine Kraftmaschinenbremsung
zu bewirkende Bremsmoment in Abhängigkeit davon festzulegen,
ob der zweite Elektromotor zu einer Regeneration in der Lage ist,
um die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
eines Fahrzeugs während einer Verlangsamungsfahrt zu erhalten.
Die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung
dient zum Begrenzen eines Differentialbetriebs des Differentialmechanismus,
um ein Bremsmoment mit der Kraftmaschinenbremsung zu erhalten.
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Bei
einem solchen Aufbau wird eine Bremsung unter Berücksichtigung
des Energiewirkungsgrads mit höchster Priorität
basierend auf einer Regeneration ausgeführt. Falls weiterhin
keine Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
nur mit einer Regeneration erhalten werden kann, oder falls aufgrund
eines unterdrückten Regenerationsbetrags keine Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung erhalten werden kann, kann das
Bremsmoment mit der Kraftmaschinenbremsung erhalten werden. Dies resultiert
in einer Verbesserung des Steuerverhaltens im Hinblick auf die Größe
der Geschwindigkeitsverringerung während einer Verlangsamungsfahrt.
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Gemäß der
in Anspruch 9 angegebenen Erfindung wird eine Steuervorrichtung
für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zur Verfügung
gestellt, welche (a) einen Differentialabschnitt mit einem Differentialmechanismus
zum Verteilen eines Ausgangs einer Kraftmaschine auf einen ersten
Elektromotor und ein Übertragungselement und einen in einem
Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement
und Antriebsrädern angeordneten zweiten Elektromotor aufweist,
wobei die Steuervorrichtung aufweist: (b) eine im Differentialmechanismus
angeordnete Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung zum Begrenzen
eines Differentialbetriebs des Differentialmechanismus, um dadurch
einen Differentialbetrieb des Differentialabschnitts zu begrenzen;
und (c) eine Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung, die zum
Begrenzen des Differentialbetriebs des Differentialabschnitts betreibbar
ist, um während einer Verlangsamungsfahrt ein Bremsmoment
mit der Kraftmaschinenbremsung zu erzielen.
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Bei
einem solchen Aufbau versetzt die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung
den Differentialmechanismus in einen Differentialzustand, in dem die
Differentialbetrieb nicht begrenzt ist, um es zu ermöglichen,
dass der Differentialbetrieb bewirkt wird, was dazu führt,
dass der Differentialabschnitt der Fahrzeugantriebsvorrichtung in
den Differentialzustand versetzt wird, der zum Durchführen
des Differentialbetriebs betreibbar ist. Ferner begrenzt die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung
den Differentialbetrieb des Differentialmechanismus, der somit in
einen Nicht-Differentialzustand wie etwa beispielsweise einen verriegelten
Zustand versetzt wird. Dies ermöglicht es, dass der Differentialmechanismus
in den Nicht-Differentialzustand versetzt wird, wie etwa beispielsweise
den verriegelten Zustand, in dem keine Differentialbetrieb bewirkt
wird. Entsprechend kann eine Antriebsvorrichtung einen Aufbau mit
den kombinierten Vorteilen eines Kraftstoffeinspareffekts eines
Getriebes, in dem ein Übersetzungsverhältnis elektrisch
geändert werden kann, und eines hohen Übertragungswirkungsgrads
einer Übertragungsvorrichtung vom Zahngetriebetyp, in der
eine Antriebsleistung mechanisch übertragen wird, besitzen.
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Wenn
beispielsweise in einem normalen Ausgangsbereich der Kraftmaschine,
während ein Fahrzeug mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit
und einem niedrigen/mittleren Ausgang fährt, der Differentialabschnitt
in den Differentialzustand versetzt wird, so stellt dies ein kraftstoffsparendes
Verhalten des Fahrzeugs sicher. Wenn ausserdem der Differentialabschnitt
während einer Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit
in den Nicht-Differentialzustand versetzt wird, wird der Ausgang
der Kraftmaschine hauptsächlich über einen mechanischen
Leistungsübertragungspfad auf die Antriebsräder übertragen.
Diese minimiert einen Umwandlungsverlust zwischen der Fahrzeugantriebskraft,
die vorhanden ist, wenn der Differentialabschnitt veranlasst wird,
als Getriebe zum elektrischen Ändern des Übersetzungsverhältniss
zu arbeiten, und elektrischer Energie, was zu einer Verbesserung
des Kraftstoffverbrauchs führt.
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Wenn
darüber hinaus der Differentialabschnitt während
einer Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Ausgang in den Nicht-Differentialzustand
versetzt wird, wird der Differentialabschnitt als Getriebe zum elektrischen Ändern
des Übersetzungsverhältnisses in einem Bereich
betätigt, in dem das Fahrzeug mit der niedrigen/mittleren
Geschwindigkeit und einem niedrigen/mittleren Ausgang fährt.
Dies ermöglicht eine Verringerung eines maximalen Wertes an
elektrischer Energie, die der Elektromotor erzeugen muss, d. h.
elektrischer Energie, die der Elektromotor übertragen muss,
was zu einer weiteren Verkleinerung des Elektromotors oder der einen
solchen Elektromotor umfassenden Fahrzeugantriebsvorrichtung führt.
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Bei
der Fahrzeugantriebsvorrichtung mit dem Differentialabschnitt, dessen
Betrieb begrenzt ist, begrenzt die Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung
den Differentialbetrieb des Differentialabschnitts während
einer Verlangsamungsfahrt zu dem Zweck, ein Bremsmoment zu erhalten.
Hierdurch wird das Bremsmoment erhöht. Dies resultiert
in einer Vergrößerung eines Bereichs der Größe
der zu steuernden Geschwindigkeitsverringerung mit einer daraus
resultierenden Verbesserung des Steuerverhaltens im Hinblick auf
die Größe der Geschwindigkeitsverringerung während
einer Verlangsamungsfahrt. Beispielsweise kann das Fahrzeug zusätzlich zu
einem Regenerationsmoment des zweiten Elektromotors ein Bremsmoment
infolge des Kraftmaschinenbremsmoments haben. Dies stellt einen
größeren Bereich für die Größe der
zu steuernden Geschwindigkeitsverringerung zur Verfügung,
mit einer daraus resultierenden Verbesserung des Steuerverhaltens
im Hinblick auf die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
während einer Verlangsamungsfahrt. Unter einem anderen
Gesichtspunkt kann ein Bremsmoment mit Regenerationsmoment und Kraftmaschinenbremsmoment
eingestellt werden, was ein verbessertes Steuerverhaltens im Hinblick
auf die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
während einer Verlangsamungsfahrt zur Verfügung
stellt.
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Die
in Anspruch 10 angegebene Erfindung weist das Merkmal auf, dass
die Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung den Differentialabschnitt
während einer Verlangsamungsfahrt in einen Nicht-Differentialzustand
versetzt, in dem er nicht betreibbar ist, um die Differentialbetrieb
durchzuführen. Bei einem solchen Aufbau ist die Kraftmaschinendrehzahl
an eine Fahrzeuggeschwindigkeit gebunden, wodurch es ermöglicht
wird, unverzüglich ein Bremsmoment erhalten, um sofort
eine hohe Größe der Geschwindigkeitsverringerung
zu erhalten. Beispielsweise ermöglicht es die Verwendung
des Kraftmaschinenbremsmoments in Kombination mit dem Regenerationsmoment
des zweiten Elektromotors, eine hohe Größe der
Verringerung unverzüglich zu erhalten.
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Die
in Anspruch 11 angegebene Erfindung weist das Merkmal auf, dass
die Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung betreibbar ist, um
einen Steuerbetrag der Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung
während einer Verlangsamungsfahrt zu variieren. Bei einem
solchen Aufbau kann der Differentialabschnitt zwischen einen Differentialzustand,
der den Differentialbetrieb ermöglicht, und einen Nicht-Differentialzustand,
der den Differentialbetrieb ausser Kraft setzt, versetzt werden.
Dies ermöglicht es, dass eine Kraftmaschinendrehzahl bei
einem Wert zwischen einem nahezu Null betragenden Niveau und einem
an die Fahrzeuggeschwindigkeit gebundenen Wert liegt. Entsprechend
kann das Kraftmaschinenbremsmoment in einem Bereich der Kraftmaschinendrehzahl
eingestellt werden, was ein verbessertes Steuerverhalten im Hinblick
auf die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
während einer Verlangsamungsfahrt zur Verfügung
stellt.
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Bei
der in Anspruch 12 angegebenen Erfindung ist die Kraftmaschine in
der Lage, einen Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetrieb durchzuführen,
und die Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung variiert einen
Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetrag während
einer Verlangsamungsfahrt. Bei einem solchen Aufbau wird veranlasst,
dass ein Drehwiderstand selbst bei einer gleichen Kraftmaschinendrehzahl
variiert, was zu einer Änderung des Kraftmaschinenbremsmoments
führt. Dies resultiert in einer weiteren Verbesserung des
Steuerverhaltens während einer Verlangsamungsfahrt.
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Die
in Anspruch 13 angegebene Erfindung weist ferner das Merkmal einer
Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung
zum Festlegen eines Bremsmoments mit der Kraftmaschinenbremsung
in Abhängigkeit davon auf, ob der zweite Elektromotor für
eine Regeneration betreibbar ist, um es zu ermöglichen,
dass das Fahrzeug während einer Verlangsamungsfahrt eine
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung erreicht,
wobei die Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung einen Differentialbetrieb
des Differentialabschnitts begrenzt, um ein Bremsmoment mit der
Kraftmaschinenbremsung zu erhalten. Bei einem solchen Aufbau wird
eine Bremsung unter Berücksichtigung des Energiewirkungsgrads
mit höchster Priorität basierend auf einer Regeneration
ausgeführt. Falls ferner eine Sollgröße der
Geschwindigkeitsverringerung nur mit Regeneration nicht erhalten
werden kann, oder falls eine Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
aufgrund eines unterdrückten Regenerationsbetrags nicht
erhalten werden kann, kann ein Bremsmoment mit der Kraftmaschinenbremsung
erhalten werden. Dies resultiert in einer Verbesserung des Steuerverhaltens im
Hinblick auf die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
während einer Verlangsamungsfahrt.
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Gemäß der
in Anspruch 14 angegebenen Erfindung wird eine Steuervorrichtung
für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zur Verfügung
gestellt, welche (a) einen Differentialabschnitt mit einem Differentialmechanismus
zum Verteilen eines Ausgangs einer Kraftmaschine auf einen ersten
Elektromotor und ein Übertragungselement und einen in einem
Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement
und Antriebsrädern angeordneten zweiten Elektromotor aufweist,
wobei die Steuervorrichtung aufweist: (b) eine im Differentialmechanismus
angeordnete Differentialzustand-Umschaltevorrichtung zum selektiven
Umschalten des Differentialabschnitts in einen Differentialzustand,
der einen Differentialbetrieb ermöglicht, und einen Nicht-Differentialzustand,
der den Differentialbetrieb ausser Kraft setzt; und (c) eine Regenerationssteuereinrichtung zum
Abändern eines Regenerationsbetrags in Abhängigkeit
davon, ob der Differentialabschnitt während einer Verlangsamungsfahrt
in den Differentialzustand versetzt ist.
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Bei
einem solchen Aufbau schaltet die Differentialzustand-Umschaltevorrichtung
den Differentialabschnitt selektiv in den Differentialzustand, der den
Differentialbetrieb ermöglicht, und den Nicht-Differentialzustand,
beispielsweise den verriegelten Zustand, der den Differentialbetrieb
ausser Kraft setzt, um. Entsprechend kann die Antriebsvorrichtung
die kombinierten Vorteile eines verbesserten Kraftstoffeinspareffekts
des Getriebes, in dem das Übersetzungsverhältnis
elektrisch geändert wird, und eines hohen Übertragungswirkungsgrads
einer Übertragungsvorrichtung vom Zahngetriebetyp, in der
eine Antriebsleistung mechanisch übertragen wird, besitzen.
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Wird
der Differentialabschnitt beispielsweise in einem normalen Ausgangsbereich
der Kraftmaschine, während ein Fahrzeug mit einer niedrigen/mittleren
Geschwindigkeit und einem niedrigen/mittleren Ausgang fährt,
in den Differentialzustand versetzt, so stellt dies ein kraftstoffsparendes Verhalten
des Fahrzeugs sicher. Wird ferner der Differentialabschnitt während
einer Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit in den Nicht-Differentialzustand
versetzt, so wird der Ausgang der Kraftmaschine hauptsächlich über
einen mechanischen Leistungsübertragungspfad auf die Antriebsräder übertragen.
Dies minimiert einen Umwandlungsverlust zwischen der Fahrzeugantriebskraft,
die vorhanden ist, wenn der Differentialabschnitt veranlasst wird,
als Getriebe für ein elektrisch zu änderndes Übersetzungsverhältnis
zu arbeiten, und elektrischer Energie, was zu einer Verbesserung
des Kraftstoffverbrauchs führt.
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Wird
darüber hinaus der Differentialabschnitt während
einer Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Ausgang in den Nicht-Differentialzustand
versetzt, so wird der Differentialabschnitt in einem Bereich, in dem
das Fahrzeug mit der niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einem
niedrigen/mittleren Ausgang fährt, als Getriebe zum elektrischen Ändern
des Übersetzungsverhältnisses betätigt.
Dies ermöglicht eine Verringerung eines maximalen Wertes
an elektrischer Energie, das der Elektromotor erzeugen muss, d.
h. elektrischer Energie, die der Elektromotor übertragen
muss, was zu einer weiteren Verkleinerung des Elektromotors oder
der einen solchen Elektromotor umfassenden Fahrzeugantriebsvorrichtung führt.
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Bei
der Fahrzeugantriebsvorrichtung, die einen Differentialabschnitt
mit einem Aufbau aufweist, der in den Differentialzustand und den
Nicht-Differentialzustand umschaltbar ist, ändert die Regenerationssteuereinrichtung
während einer Verlangsamungsfahrt den Regenerationsbetrag
in Abhängigkeit von einem Schleppmoment der Kraftmaschine. Entsprechend
wird die Regeneration mit einem Regenerationsbetrag durchgeführt,
der von einem Schleppmoment der Kraftmaschine abhängt.
D. h., die Regeneration wird in Abhängigkeit von dem Differentialzustand
durchgeführt, in dem die Kraftmaschinendrehzahl nahezu
Null ist, unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund
des Differentialbetriebs, und dem Nicht-Differentialzustand, in
dem die Kraftmaschinendrehzahl an die Fahrzeuggeschwindigkeit gebunden
ist, um es zu ermöglichen, dass die Kraftmaschine ein größeres
Schleppmoment aufweist als dasjenige, das während des Differentialzustands
auftritt. Dies resultiert in einer Erhöhung des Regenerationsbetrags
im Vergleich mit dem, der erzielt wird, wenn die Regeneration mit
einem gleichförmig eingestellten Regenerationsbetrag in
Verbindung mit dem Nicht-Differentialzustand durchgeführt
wird, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Erhöhung des Schleppmoments
der Kraftmaschine besteht, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
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Die
in Anspruch 15 angegebene Erfindung weist das Merkmal auf, dass
die Regenerationssteuereinrichtung betreibbar ist, um den Regenerationsbetrag
größer zu machen als denjenigen, der sich im Nicht-Differentialzustand
einstellt, wenn der Differentialabschnitt in den Differentialzustand
versetzt ist. Wenn also der Differentialabschnitt in einen solchen Differentialzustand
versetzt ist, führt der Differentialbetrieb zu einem Abfall
der Kraftmaschinendrehzahl auf ein niedrigeres Niveau als dasjenige,
das im Nicht-Differentialzustand auftritt. Dies ermöglicht
es, dass die Regeneration während einer Verlangsamungsfahrt
bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem höheren
Regenerationsbetrag durchgeführt wird.
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Bei
der in Anspruch 16 angegebenen Erfindung ist die Kraftmaschine in
der Lage, eine Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungssteuerung durchzuführen,
und die Regenerationssteuereinrichtung ändert einen Regenerationsbetrag
basierend auf einem Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungssteuerbetrag,
der sich einstellt, wenn die Kraftmaschine die Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungssteuerung
durchführt. Bei einem solchen Aufbau wird die Regeneration
selbst dann, wenn die Kraftmaschinendrehzahl auf dem gleichen Niveau
bleibt, mit einem Regenerationsbetrag durchgeführt, der
von dem Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungssteuerbetrag
während des Betriebs der Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungssteuerung
abhängt, bei der das Schleppmoment der Kraftmaschine variiert
wird. Beispielsweise wird eine Erhöhung des Regenerationsbetrags
veranlasst, so dass er höher ist, als wenn die Regeneration
mit einem gleichförmig eingestellten Regenerationsbetrag in
Verbindung mit einem Zustand durchgeführt wird, in dem
der Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungssteuerbetrag
minimiert ist, um das Schleppmoment der Kraftmaschine zu erhöhen,
wodurch ein verbesserter Kraftstoffverbrauch zur Verfügung
gestellt wird.
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Die
in Anspruch 17 angegebene Erfindung weist das Merkmal auf, dass
die Regenerationssteuereinrichtung zum Abändern des Regenerationsbetrags
in Abhängigkeit davon betreibbar ist, ob eine Kraftstoffzufuhr
zur Kraftmaschine unterbrochen ist oder nicht. Bei einem solchen
Aufbau wird die Regeneration mit einem Regenerationsbetrag durchgeführt,
der von einem Zustand abhängt, in dem der Kraftmaschine
Kraftstoff zugeführt wird, um eine autonome Drehung ohne
das Auftreten eines Schleppmoments in der Kraftmaschine aufrecht
zu erhalten, und einem anderen Zustand, in dem die Kraftstoffzufuhr
zur Kraftmaschine abgesperrt ist, wobei die Wahrscheinlichkeit einer
Erhöhung des Schleppmoments der Kraftmaschine besteht.
In diesem Fall wird der Regenerationsbetrag größer
gemacht als derjenige, der erzielt wird, wenn die Regeneration mit
einem gleichförmig eingestellten Regenerationsbetrag in Verbindung
mit einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Kraftstoffzufuhr
zur Kraftmaschine abgesperrt ist, wobei die Wahrscheinlichkeit einer
Erhöhung des Schleppmoments der Kraftmaschine besteht,
wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
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Während
sich die Differentialzustand-Umschaltevorrichtung oder die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung
in einem Differentialzustand befindet, damit der Differentialmechanismus
den Differentialbetrieb durchführt, wird der stufenlose Schaltabschnitt
oder der Differentialabschnitt bevorzugt in einen stufenlosen Schaltzustand
versetzt, der einen elektrisch gesteuerten stufenlosen Schaltbetrieb
ermöglicht. Während der Differentialmechanismus
in einen Nicht-Differentialzustand versetzt ist, beispielsweise
einen verriegelten Zustand, der den Differentialbetrieb aufhebt,
wird der stufenlose Schaltabschnitt oder der Differentialabschnitt
in einen nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt, beispielsweise
einen Stufenschaltzustand, der den elektrisch gesteuerten stufenlosen
Schaltbetrieb ausser Kraft setzt. Dies begrenzt den Betrieb als
elektrisch gesteuerter stufenloser Schaltbetrieb. Bei einem solchen
Aufbau kann der stufenlose Schaltabschnitt in den stufenlosen Schaltzustand
und den nicht-stufenlosen Schaltzustand umgeschaltet werden. Ferner kann
der Differentialabschnitt in den stufenlosen Schaltzustand und den
nicht-stufenlosen Schaltzustand umgeschaltet werden.
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Während
die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung veranlasst, dass
der Differentialmechanismus in den Differentialzustand versetzt wird,
um einen Differentialbetrieb zu ermöglichen, wird der Differentialabschnitt
bevorzugt in einen Differentialzustand versetzt, der den Differentialbetrieb ermöglicht.
Wird der Differentialmechanismus in einen Nicht-Differentialzustand
versetzt, beispielsweise einen verriegelten Zustand, um den Differentialbetrieb
ausser Kraft zu setzen, ist der Differentialbetrieb begrenzt. Dies
führt dazu, dass der Differentialabschnitt in den Nicht-Differentialzustand,
beispielsweise den verriegelten Zustand, versetzt wird, um den Differentialbetrieb
ausser Kraft zu setzen, so dass der Differentialbetrieb begrenzt
ist. Bei einem solchen Aufbau kann der Differentialabschnitt zwischen dem
Differentialzustand und dem Nicht-Differentialzustand umgeschaltet
werden.
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Auf
geeignete Weise umfasst der Differentialmechanismus ein erstes Element,
das mit der Kraftmaschine verbunden ist, ein zweites Element, das mit
dem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element,
das mit dem Übertragungselement verbunden ist. Die Differentialzustand-Umschaltevorrichtung
oder die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung ermöglicht
es, dass das erste Element bis dritte Element mit unterschiedlichen
Drehzahlen drehen, um den Differentialmechanismus in den Differentialzustand
zu bringen. Beispielsweise ermöglicht sie es, dass zumindest
das zweite Element und das dritte Element mit einer unterschiedlichen
Drehzahl drehen. Die Differentialzustand-Umschaltevorrichtung lässt
nicht zu, d. h. verhindert, dass zumindest das zweite Element und
das dritte Element mit einer unterschiedlichen Drehzahl drehen,
um den Differentialmechanismus in den Nicht-Differentialzustand,
z. B. in einen verriegelten Zustand, zu bringen. Beispielsweise
ermöglicht sie es, dass das erste Element bis dritte Element
in Bezug aufeinander zusammen drehen, oder bringt das zweite Element
in einen nicht-drehbaren Zustand. In diesem Fall kann der Differentialmechanismus
zwischen dem Differentialzustand und dem Nicht-Differentialzustand
umgeschaltet werden.
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Bevorzugt
ist die Differentialzustand-Umschaltevorrichtung oder die Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung
mit einer Kupplung und/oder Bremse versehen. Die Kupplung verbindet
zwei von dem ersten Element bis dritten Element miteinander, um
sie zu einer gemeinsamen Drehung als Einheit zu veranlassen, während
die Bremse das zweite Element mit dem nicht-drehbaren Element verbindet,
um es in den nicht-drehbaren Zustand zu versetzen. Bei einem solchen
Aufbau kann der Differentialmechanismus einfach zwischen dem Differentialzustand und
dem Nicht-Differentialzustand umgeschaltet werden.
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Bevorzugt
wird der Differentialmechanismus durch Ausrücken der Kupplung
und der Bremse in den Differentialzustand versetzt, in dem zumindest das
zweite Element und das dritte Element mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
drehbar sind, so dass sie als die elektrische Differentialvorrichtung
arbeiten. Der Differentialmechanismus arbeitet als Getriebe mit
dem Übersetzungsverhältnis 1 durch Einrücken
der Kupplung, und arbeitet als drehzahlerhöhendes Getriebe
mit einem Übersetzungsverhältnis von kleiner als
1 durch Einrücken der Bremse. Bei einem solchen Aufbau
wird der Differentialmechanismus in den Differentialzustand und
den Nicht-Differentialzustand umgeschaltet und kann als Getriebe mit
einem festgelegten Übersetzungsverhältnis der einen
Stufe oder der mehreren Stufen arbeiten.
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Bevorzugt
besteht der Differentialmechanismus aus der Planetengetriebeeinheit,
deren Planetenträger dem ersten Drehelement entspricht,
deren Sonnenrad dem zweiten Drehelement entspricht, und deren Hohlrad
dem ersten Drehelement entspricht. Mit einem solchen Aufbau kann
der Differentialmechanismus eine geringe axiale Länge besitzen und
kann einfach mit einer Planetengetriebeeinheit erstellt werden.
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Bevorzugt
ist die Planetengetriebeeinheit vom Typ mit einem Ritzel. Bei einem
solchen Aufbau kann der Differentialmechanismus eine geringe axiale
Länge besitzen und kann einfach mit einer Planetengetriebeeinheit
mit einem Ritzel erstellt werden.
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Bevorzugt
umfasst die Fahrzeugantriebsvorrichtung ferner den Getriebeabschnitt,
d. h. einen Schaltabschnitt, der einen Teil des Leistungsübertragungspfades
zwischen dem Übertragungselement und dem Antriebsrad darstellt.
Bei einem solchen Aufbau wird das Gesamtübersetzungsverhältnis
der Antriebsvorrichtung basierend auf dem Übersetzungsverhältnis
des stufenlosen Schaltabschnitts und dem Übersetzungsverhältnis
des Schaltabschnitts bestimmt, was die folgenden Vorteile ergibt. D.
h., eine Antriebskraft wird in einem weiten Bereich unter Verwendung
des Übersetzungsverhältnisses des Schaltabschnitts
erhalten, und der Wirkungsgrad der stufenlosen Schaltsteuerung am
stufenlosen Schaltabschnitt wird weiter erhöht. Wenn ausserdem der
Schaltabschnitt als die Geschwindigkeitsverringerungsvorrichtung
mit einem Übersetzungsverhältnis von größer
als 1 dient, gibt der zweite Elektromotor, der kompakt bzw. mit
einer kompakten Größe ausgebildet ist, ein ausreichendes
kleines oder niedriges Ausgangsmoment an die Ausgangswelle des Schaltabschnitts
ab.
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Bevorzugt
umfasst die Fahrzeugantriebsvorrichtung ferner einen Getriebeabschnitt,
d. h. einen Schaltabschnitt, der einen Teil des Leistungsübertragungspfades
zwischen dem Übertragungselement und dem Antriebsrad darstellt.
Bei einem solchen Aufbau wird das Gesamtübersetzungsverhältnis
der Antriebsvorrichtung basierend auf dem Übersetzungsverhältnis
des Differentialabschnitts und dem Übersetzungsverhältnis
des Getriebeabschnitts bestimmt, was die folgenden Vorteile ergibt.
D. h., eine Antriebskraft wird in einem weiten Bereich unter Verwendung
des Übersetzungsverhältnisses des Schaltabschnitts
erhalten. Wenn ausserdem der Schaltabschnitt als die Geschwindigkeitsverringerungsvorrichtung
mit einem Übersetzungsverhältnis von größer
als 1 dient, gibt der zweite Elektromotor, der mit einer kompakten
Größe ausgebildet ist, ein ausreichendes kleines
oder niedriges Ausgangsmoment an die Ausgangswelle des Schaltabschnitts
ab.
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Ferner
bilden im stufenlosen Schaltzustand des stufenlosen Schaltabschnitts
der stufenlose Schaltabschnitt und der Schaltabschnitt das stufenlose
Getriebe, und im nicht-stufenlosen Schaltzustand des stufenlosen
Schaltabschnitts bilden der stufenlose Schaltabschnitt und der Schaltabschnitt
das Stufengetriebe.
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Der
Schaltabschnitt, d. h. der Getriebeabschnitt, ist bevorzugt ein
abgestuftes Automatikgetriebe. Bei diesem Aufbau bilden im stufenlosen Schaltzustand
des stufenlosen Schaltabschnitts der stufenlose Schaltabschnitt
und der Schaltabschnitt das stufenlose Getriebe. Im nicht-stufenlosen
Schaltzustand bildet der stufenlose Schaltabschnitt zusammen mit
dem Schaltabschnitt das Stufengetriebe. Als Alternative bilden im
Differentialzustand des Differentialabschnitts der Differentialabschnitt
und der Schaltabschnitt das stufenlose Getriebe. Im Nicht-Differentialzustand
bildet der Differentialabschnitt zusammen mit dem Schaltabschnitt
das Stufengetriebe.
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Die
schrittweise Änderung des Gesamtübersetzungsverhältnisses
in Abhängigkeit von der Schalttätigkeit des Schaltabschnitts
wird schneller ausgeführt als seine stufenlose Änderung.
Daher kann die als das stufenlose Getriebe dienende Antriebsvorrichtung
deren Antriebsmoment mühelos ändern, und kann
deren Übersetzungsverhältnis so ändern,
dass das Antriebsmoment schnell erhalten wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist
eine Schemaansicht zur Erläuterung des Aufbaus einer Antriebsvorrichtung
für ein Hybridfahrzeug, die eine Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
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2 ist
eine Betriebstabelle zur Erläuterung einer Beziehung zwischen
einem Schaltbetrieb der Antriebsvorrichtung des Hybridfahrzeugs
der in 1 gezeigten Ausführungsform,
die in einem stufenlosen Schaltzustand oder einem abgestuften Schaltzustand
betreibbar ist, sowie von Betriebskombinationen von hierfür
verwendeten Reibschlussvorrichtungen vom hydraulischen Typ.
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3 ist
ein Kollineardiagramm zur Erläuterung der relativen Drehzahlen
von Drehelementen in den jeweiligen Gangpositionen, wenn die Antriebsvorrichtung
des Hybridfahrzeugs der gezeigten Ausführungsform in 1 im
abgestuften Schaltmodus betrieben wird.
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4 ist
eine Ansicht zur Erläuterung von Eingangs- und Ausgangssignalen
einer elektronischen Steuervorrichtung, die in der Antriebsvorrichtung
der in 1 gezeigten Ausführungsform
vorgesehen ist.
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5 ist
ein Funktionsblockdiagramm zur Erläuterung des wesentlichen
Steuervorgangs, der von der in 4 gezeigten
elektronischen Steuervorrichtung ausgeführt wird.
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6 ist
eine Ansicht zur Darstellung eines Beispiels für ein vorausgehend
gespeichertes Schaltdiagramm, auf dessen Grundlage eine Bestimmung der
Gangschaltung in dem Automatikgetriebe ausgeführt wird,
eines Beispiels für ein vorausgehend gespeichertes Schaltdiagramm,
auf dessen Grundlage eine Bestimmung des Umschalten eines Schaltzustands
in einem Gangschaltmechanismus ausgeführt wird, und eines
Beispiels für ein vorausgehend gespeichertes Antriebsaggregat-Umschaltdiagramm mit
einer Grenzlinie zwischen einem Kraftmaschinenfahrbereich und einem
Motorfahrbereich für einen Kraftmaschinenfahrmodus und
einen Motorfahrmodus, zwischen denen umgeschaltet werden soll. Sie sind
als zweidimensionale Koordinaten hinsichtlich der gleichen Parameter
von Fahrzeuggeschwindigkeit und Ausgangsmoment abgetragen und stellen jeweilige
Beziehungen dar.
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7 zeigt
als gestrichelten Linie eine optimale Kraftstoffverbrauchsratenkurve
der Kraftmaschine 8 als beispielhafte Kraftstoffverbrauch- Speicherdarstellung,
und erläutert ferner den Unterschied zwischen dem Betrieb
der Kraftmaschine in dem stufenlosen Getriebe (gestrichelte Linie)
und dem Betrieb der Kraftmaschine in dem Stufengetriebe (einfach
gepunktete Linie).
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8 ist
eine schematische Ansicht einer vorausgehend gespeicherten Beziehung
mit einer Grenzlinie zwischen einem stufenlosen Steuerbereich und
einem abgestuften Steuerbereich zum Mappen der Grenzlinie zwischen
dem stufenlosen Steuerbereich und dem abgestuften Steuerbereich, die
als in gestrichelte Linien in 6 gezeigt
sind.
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9 ist
eine Darstellung eines Beispiels für eine Variation der
Kraftmaschinendrehzahl, die durch ein Hochschalten in einem Stufengetriebe
verursacht wird.
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10 ist eine Darstellung von Schaltlinien, wobei
die jeweiligen Schaltlinien auf Übersetzungsverhältnisse
von höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten zur Verwendung bei
einer Bergauf- und Bergabfahrt geändert sind als die Schaltlinien
zur Verwendung in einem gegebenen Fahrzustand, der in 6 gezeigt
ist.
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11 ist eine Darstellung eines Beispiels für
eine Daten-Speicherdarstellung beim Einstellen einer Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung als Parameter einer Fahrzeuggeschwindigkeit.
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12 ist eine Darstellung eines Beispiels für
die Beziehung zwischen einer Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
und einem benötigten Bremsmoment für die Berechnung
eines benötigten Bremsmoments, um die Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung zu erzielen.
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13 zeigt ein Beispiel für eine manuelle Schaltzustand-Wählvorrichtung
mit einem Kippschalter, der als Umschaltvorrichtung dient, die vom
Fahrer eines Fahrzeugs betätigt wird, um einen Schaltzustand
zu wählen.
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14 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung
eines Steuervorgangs der elektronischen Steuervorrichtung, d. h.
des Steuervorgangs beim Umschalten der Schalt-Speicherdarstellung
in Abhängigkeit davon, ob das Fahrzeug auf einer ebenen Straße
oder auf einer ansteigenden/abfallenden Straße fährt.
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15 ist eine Schemaansicht zur Erläuterung
einer Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, entsprechend 1.
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16 ist eine Betriebstabelle zur Erläuterung
einer Beziehung zwischen einem Schaltbetrieb der Antriebsvorrichtung
des Hybridfahrzeugs der gezeigten Ausführungsform in 15, die in einem stufenlosen Schaltzustand oder
einem abgestuften Schaltzustand betreibbar ist, und hierfür
verwendete Betriebskombinationen von Reibschlussvorrichtungen vom
hydraulischen Typ, entsprechend 2.
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17 ist ein Kollineardiagramm zur Erläuterung
der relativen Drehzahlen von Drehelementen in den jeweiligen Gangpositionen,
wenn die Antriebsvorrichtung des Hybridfahrzeugs der gezeigten Ausführungsform
in 15 im abgestuften Schaltmodus betrieben wird,
entsprechend 3.
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18 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung
eines anderen Beispiels für eine wesentliche Steuerfunktion,
die von einer in 4 gezeigten elektronischen
Steuervorrichtung ausgeführt werden soll.
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19 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine
Daten-Speicherdarstellung beim Einstellen einer Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung als Parameter einer Fahrzeuggeschwindigkeit
darstellt.
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20 ist eine Geschwindigkeitseinstellungsvorrichtung
mit gleitender Verringerung, deren Betrieb verfügbar ist,
wenn ein Anwender einen Reduzierungsbetrag einstellt.
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21 ist eine Ansicht eines Beispiels für die
Beziehung zwischen der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
und einem benötigten Bremsmoment für die Berechnung
des benötigten Bremsmomentes, um die Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung zu erzielen.
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22 ist eine Ansicht eines Beispiels für die
Beziehung zwischen einem hydraulischen Einrückdruck und
einem Kraftmaschinenbremsmoment für die Berechnung des
hydraulischen Kopplungsdrucks einer Schaltkupplung, um das benötigte
Kraftmaschinenbremsmoment zu erzielen.
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23 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung
eines Bremsbetriebs einer elektronischen Steuervorrichtung einer
in 18 gezeigten Ausführungsform, d. h. eines
Bremsbetriebs zum Steuern einer Größe der Geschwindigkeitsverringerung
während einer Verlangsamungsfahrt.
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24 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung
eines Steuervorgangs, der in dem in 23 gezeigten
Ablaufdiagramm angegeben ist, und stellt einen Steuervorgang dar,
der in einem Fall auszuführen ist, in dem zusätzlich
zu einem Regenerationsmoment ein Kraftmaschinenbremsmoment erzeugt
wird, um eine Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
zu erzielen.
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25 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung
eines weiteren Beispiels für eine wesentliche Steuerfunktion,
die mit der in 4 gezeigten elektronischen
Steuervorrichtung ausgeführt werden soll, entsprechend
derjenigen von 5.
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26 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung
eines weiteren Beispiels für eine wesentliche Steuerfunktion,
die mit der in 4 gezeigten elektronischen
Steuervorrichtung ausgeführt werden soll. 27 zeigt ein Beispiel für eine Schaltbetätigungsvorrichtung,
die mit einem Schalthebel versehen ist und zum Wählen von
einer von einer Mehrzahl von Schaltpositionen betätigt
wird.
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28 ist ein Satz von Ansichten, die in Kollineardiagrammen
abgetragene Zustände eines Differentialabschnitts während
einer Verlangsamungsfahrt zeigen. 28(a) stellt
einen Fall dar, in dem eine Schaltkupplung eingerückt (verriegelt)
ist, um den Differentialabschnitt in einen nicht-stufenlosen Schaltzustand
zu versetzen, und 28(b) stellt einen
Fall dar, in dem der Differentialabschnitt in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand versetzt ist und eine Kraftstoffabsperrung eingeleitet
wird, um den Betrieb einer Kraftmaschine anzuhalten, während
ein erster Elektromotor in einem Leerlaufzustand bleibt.
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29 ist eine Darstellung eines Beispiels, das die
Beziehung (Speicherdarstellung) zwischen einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit
und einem Regenerationsbetrag zeigt. Eine durchgezogene Linie A
steht für die Beziehung, d. h. eine abgestufte Regenerations-Speicherdarstellung
A zur Verwendung bei der Einstellung einer Regenerations-Speicherdarstellung,
wobei der Differentialabschnitt in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist. Ferner stellt eine durchgezogene Linie B die Beziehung
dar, d. h. eine Stufenlosschaltung-Regenerations-Speicherdarstellung
B zur Verwendung bei der Einstellung eines Regenerationsbetrags
R, wobei der Differentialabschnitt in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist.
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30 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung
eines Steuervorgangs, der mit einer in 26 gezeigten
elektronischen Steuervorrichtung auszuführen ist, d. h.
einen Steuervorgang zum Einstellen des Regenerationsbetrags während
einer Verlangsamungsfahrt.
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31 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung
eines anderen Beispiels für eine wesentliche Steuerfunktion,
die mit der in 4 gezeigten elektronischen
Steuervorrichtung ausgeführt werden soll, entsprechend 5, 26.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Nachfolgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
erläutert.
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<Erste
Ausführungsform>
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1 is
eine Schemaansicht zur Erläuterung eines Gangschaltmechanismus 10,
der einen Teil einer Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. Der
Gangschaltmechanismus 10 umfasst eine Eingangswelle 14,
einen Differentialabschnitt 11, einen Automatikgetriebeabschnitt,
d. h. einen automatischen Gangschaltungsabschnitt 20, und
eine Ausgangswelle 22, die sämtlich koaxial in einem
Getriebegehäuse 12 (im Nachfolgenden verkürzt
als "Gehäuse 12" bezeichnet) angeordnet sind als
nicht-drehbares Element, das an einem Fahrzeugaufbau befestigt ist.
Die Eingangswelle 14 als Eingabedrehelement ist am Gehäuse 12 befestigt. Der
Differentialabschnitt 11 ist mit der Eingangswelle 14 direkt
oder indirekt über einen nicht gezeigten Pulsationsabsorptionsdämpfer
(Schwingungsdämpfungsvorrichtung) verbunden. Der Automatikgetriebeabschnitt 20,
der als Stufengetriebe dient, d. h. der Schaltabschnitt, ist zwischen
dem Differentialmechanismus 11 und der Ausgangswelle 22 angeordnet,
so dass er in Serie mit diesen verbunden ist. Die Ausgangswelle 22 als
Ausgangsdrehelement ist mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden.
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Dieser
Gangschaltmechanismus 10 der vorliegenden Ausführungsform
wird auf geeignete Weise für ein Transverse-FR-Fahrzeug
(Fahrzeug mit Frontmotor, Hinterradantrieb) verwendet und ist zwischen
einer Antriebsleistungsquelle in Form einer Kraftmaschine 8 wie
etwa einem Ottomotor oder einem Dieselmotor und einem Paar von Antriebsrädern 38 angeordnet
(5), um eine Fahrzeugantriebskraft auf das Paar
von Antriebsrädern 38 über eine Differentialgetriebevorrichtung 36 (Achsuntersetzungsgetriebe)
und ein Paar von Antriebsachsen zu übertragen.
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Bei
dem Gangschaltmechanismus 10 dieser Ausführungsform
sind die Kraftmaschine 8 und der Differentialabschnitt 11 direkt
verbunden. Hierbei umfasst "direkte Verbindung" zusätzlich
zu einer Verbindung ohne die Verwendung einer jeglichen Fluid-Übertragungsvorrichtung
wie etwa einem Drehmomentwandler oder einer Fluidkupplung eine Verbindung
unter Anwendung einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung.
Es ist anzumerken, dass eine untere Hälfte des Gangschaltmechanismus 10,
der symmetrisch in Bezug auf seine Achse aufgebaut ist, in 1 weggelassen
ist. Dies trifft auch auf andere Ausführungsformen zu,
die weiter unten erläutert werden.
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Der
Differentialabschnitt 11 umfasst einen ersten Elektromotor
M1, einen Leistungsverteilungsmechanismus 16 und einen
zweiten Elektromotor M2. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist
ein Mechanismus zum Verteilen eines an die Eingangswelle 14 eingegebenen
Ausgangs der Kraftmaschine 8 auf den ersten Elektromotor
M1 und das Übertragungselement 18 als den Differentialmechanismus. Der
zweite Elektromotor M2, der als Einheit mit dem Übertragungselement 18 drehbar
ist, kann in jeglichem Abschnitt eines Leistungsübertragungspfades angeordnet
sein, der sich zwischen dem Übertragungselement 18 und
dem Antriebsrad 38 erstreckt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist jeder von dem ersten
Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 ein so genannter
Motor/Generator, der auch als elektrischer Generator dient. Der erste
Elektromotor M1 sollte zumindest als elektrischer Generator zum
Erzeugen von elektrischer Energie unter Erzeugung einer Reaktionskraft
arbeiten, und der zweite Elektromotor M2 sollte zumindest als Elektromotor
zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs arbeiten.
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Der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 umfasst eine erste Planetengetriebeeinheit 24,
die als Differentialvorrichtung dient, eine Schaltkupplung C0 und
eine Umschaltbremse B1. Die erste Planetengetriebeeinheit 24 vom
Typ mit einem Ritzel hat beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis ρ1
von ca. 0,418. Sie umfasst als Drehelemente ein erstes Sonnenrad
S1, eine erstes Planetenrad P1, einen ersten Planetenträger
CA1, der das erste Planetenrad P1 trägt, so dass es um
seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrades S1 drehbar ist,
und ein erstes Hohlrad R1, das über das erste Planetenrad
P1 mit dem ersten Sonnenrad S1 in Eingriff steht. Unter Annahme
der Anzahl von Zähnen des ersten Sonnenrades und des ersten
Hohlrad R1 als ZS1 bzw. ZR1 ist das genannte Übersetzungsverhältnis ρ1
als ZS1/ZR1 dargestellt.
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In
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Planetenträger
CA1 mit der Eingangswelle 14, d. h. mit der Kraftmaschine 8 verbunden, das
erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden,
und das erste Hohlrad R1 ist mit dem Übertragungselement 18 verbunden.
Die Umschaltbremse 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 Planetenträger
CA1 angeordnet. Bei Ausrücken sowohl der Schaltkupplung
C0 als auch der Umschaltbremse B0 wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
den Differentialzustand versetzt, in dem das erste Sonnenrad S1,
der erste Planetenträger CA1 und das erste Hohlrad R1 der ersten
Planetengetriebeeinheit 24 in einen Differentialzustand
versetzt sind, so dass sie relativ zueinander drehbar sind, um einen
Differentialbetrieb zu erzielen.
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Somit
wird der Ausgang der Kraftmaschine 8 auf den ersten Elektromotor
M1 und das Übertragungselement 18 verteilt, und
ein Teil des auf den ersten Elektromotor M1 verteilten Ausgangs
wird dazu verwendet, dort Leistung zu erzeugen und zu speichern
oder den zweiten Elektromotor M2 anzutreiben. Entsprechend dient
der Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
als die elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung, z. B. in dem
stufenlosen Schaltzustand (elektrisch gesteuerter CVT-Zustand),
in dem sich die Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit des Übertragungselementes 18 unabhängig
von der Drehzahl der Kraftmaschine 8 stufenlos ändert.
D. h., der Differentialabschnitt 11, der durch den Differentialzustand
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den stufenlosen
Zustand versetzt wurde, dient als das elektrisch gesteuerte stufenlose
Getriebe, in dem sich das Übersetzungsverhältnis γ0
(Drehzahl N14 der Antriebsvorrichtungseingangswelle 14/Drehzahl
N18 des Übertragungselementes 18)
elektrisch von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen
Wert γ0max ändert.
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In
diesem Zustand wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch
Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse
B0 in den Nicht-Differentialzustand versetzt, in dem er keinen Differentialbetrieb
durchführt bzw. durchführen kann. Genauer gesagt,
wenn das erste Sonnenrad S1 und der erste Planetenträger
CA1 durch Einrücken der Schaltkupplung C0 durch Eingriff
verbunden sind, sind die Drehelemente der ersten Planetengetriebeeinheit 24 einschließlich
des ersten Sonnenrades S1, des ersten Planetenträgers CA1
und des ersten Hohlrades R1 in einen verriegelten Zustand oder einen
Nicht-Differentialzustand versetzt, so dass sie als Einheit drehbar
sind. Hierbei ist auch der Differentialabschnitt 11 in
den Nicht-Differentialzustand versetzt.
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Somit
stimmen die jeweilige Drehzahl, d. h. die Drehgeschwindigkeit der
Kraftmaschine 8 und die Drehzahl des Leistungsübertragungselementes 18 (Übertragungselement
Drehzahl N18) überein, so dass
der Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
in einen festgelegten Schaltzustand, d. h. einen abgestuften Schaltzustand
versetzt ist und als Getriebe mit einem festgelegten Übersetzungsverhältnis γ0
von gleich 1 dient.
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Wenn
die Umschaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt
wird, um das erste Sonnenrad S1 mit dem Gehäuse 12 zu
verbinden, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
einen verriegelten Zustand oder Nicht-Differentialzustand versetzt,
in dem bei dem nicht-drehbaren Zustand des ersten Sonnenrades S1
kein Differentialbetrieb durchgeführt werden kan. Hierbei
ist auch der Differentialabschnitt 11 in den Nicht-Differentialzustand
versetzt. Aufgrund der höheren Drehzahl des ersten Hohlrades
R1 im Vergleich mit dem ersten Planetenträger CA1 dient
der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als Drehzahlerhöhungsmechanismus.
Der Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
ist in den festgelegten Schaltzustand versetzt, d. h. den abgestuften
Schaltzustand, der als ein Drehzahlerhöhungsmechanismus
dient, dessen Übersetzungsverhältnis γ0
auf einen Wert von kleiner als 1 festgelegt ist, z. B. ca. 0,7.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform versetzen die Schaltkupplung
C0 und die Umschaltbremse B0 den Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
selektiv in den Differentialzustand, d. h. den nicht-verriegelten
Zustand, und in den Nicht-Differentialzustand, d. h. den verriegelten
Zustand. Im Detail ist der Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
im Differentialzustand als elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung
betreibbar. Beispielsweise ist er im stufenlosen Schaltzustand als
stufenloses Getriebe betreibbar, dessen Gangabstufung stufenlos
ist.
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Die
Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 versetzen den Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
ebenfalls in einen Schaltzustand, in dem er nicht als elektrisch gesteuerte
Differentialvorrichtung betreibbar ist. Beispielsweise ist der Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
im verriegelten Zustand, in dem das Gangabstufung auf den festgelegten
Wert verriegelt ist, nicht als stufenloses Getriebe betreibbar,
wobei der stufenlose Schaltbetrieb ausser Kraft gesetzt ist. Mit
anderen Worten, im verriegelten Zustand arbeitet der Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
als einstufiges oder mehrstufiges Getriebe mit einem oder nicht weniger
als zwei Gangabstufung(en) und ist nicht als stufenloses Getriebe
betreibbar, wobei der stufenlose Schaltbetrieb ausser Kraft gesetzt
ist. Der verriegelte Zustand lässt sich ansonsten als festgelegter Schaltzustand
ausdrücken, in dem der Differentialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
als einstufiges oder mehrstufiges Getriebe mit einem oder nicht
weniger als zwei Gangabstufung(s) arbeitet.
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Unter
einem anderen Gesichtspunkt bringen die Schaltkupplung C0 und die
Umschaltbremse B0 den Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
den Nicht-Differentialzustand, um den Differentialbetrieb des Leistungsverteilungsmechanismus 16 zu
begrenzen, wodurch der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand gebracht wird, um den Betrieb des Differentialabschnitts 11 als
elektrisch betätigte Differentialvorrichtung zu begrenzen. Mit
anderen Worten dienen die Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse
B0 als Differentialbetrieb-Begrenzungsvorrichtung, die den Betrieb
des Differentialabschnitts 11 als elektrisch betätigtes,
stufenloses Getriebe begrenzt.
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Ausserdem
bringen die Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 den Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
den Differentialzustand, in dem sein Differentialbetrieb nicht begrenzt
ist. Somit begrenzen die Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse
B0 nicht den Differentialbetrieb des Differentialabschnitts 11 als
elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung, d. h. den Betrieb
des elektrisch gesteuerten stufenlosen Getriebes.
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Der
Automatikgetriebeabschnitt 20 umfasst mehrere Planetengetriebeeinheiten,
d. h. eine zweite Planetengetriebeeinheit 26 vom Typ mit
einem Ritzel, eine dritte Planetengetriebeeinheit 28 vom
Typ mit einem Ritzel, und eine vierte Planetengetriebeeinheit 30 vom
Typ mit einem Ritzel. Die zweite Planetengetriebeeinheit 26 umfasst
ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Planetenrad P2, einen zweiten
Planetenträger CA2, der das zweite Planetenrad P2 so trägt, dass
es um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrades S2 drehbar
ist, und ein zweites Hohlrad R2, das über das zweite Planetenrad
P2 mit dem zweiten Sonnenrad S2 in Eingriff steht, beispielsweise
mit einem Übersetzungsverhältnis ρ2 von
ca. 0,562.
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Die
dritte Planetengetriebeeinheit 28 umfasst ein drittes Sonnenrad
S3, ein drittes Planetenrad P3, einen dritten Planetenträger
CA3, der das dritte Planetenrad P3 so trägt, dass es um
seine Achse und um die Achse des dritten Sonnenrades S3 drehbar
ist, und ein drittes Hohlrad R3, das über das dritte Planetenrad
P3 mit dem dritten Sonnenrad S3 in Eingriff steht, beispielsweise
mit einem Übersetzungsverhältnis ρ3 von
ca. 0,425. Die vierte Planetengetriebeeinheit 30 umfasst
ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Planetenrad P4, einen vierten
Planetenträger CA4, der das vierte Planetenrad P4 so trägt,
dass es um seine Achse und um die Achse des vierten Sonnenrades
S4 drehbar ist, und das vierte Hohlrad R4, das über das
vierte Planetenrad P4 mit dem vierten Sonnenrad S4 in Eingriff steht,
mit einem Übersetzungsverhältnis ρ4 von
ca. 0,421.
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Unter
der Annahme der Zahl von Zähnen des zweiten Sonnenrades
S2, des zweiten Hohlrades R2, des dritten Sonnenrades S3, des dritten
Hohlrades R3, des vierten Sonnenrades S4 und des vierten Hohlrades
R4 als ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 sind die genannten Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3
und ρ4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
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In
dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad
S2 und das dritte Sonnenrad S3, die als Einheit fest miteinander
verbunden sind, selektiv mit dem Übertragungselement 18 durch
eine zweite Kupplung C2 verbunden, und sind durch eine erste Bremse
B1 selektiv an dem Gehäuse 12 befestigt. Der zweite
Planetenträger CA2 ist durch die zweite Bremse B2 selektiv
mit dem Gehäuse 12 verbunden, und das vierte Hohlrad
R4 ist durch eine dritte Bremse B3 selektiv an dem Getriebegehäuse 12 befestigt.
Das zweite Hohlrad R2, der dritte Planetenträger CA3 und
der vierte Planetenträger CA4, die fest miteinander verbunden
sind, sind an der Ausgangswelle 22 befestigt. Das dritte
Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4, die fest miteinander verbunden
sind, sind durch eine erste Kupplung C1 selektiv mit dem Übertragungselement 18 verbunden.
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Somit
sind der Automatikgetriebeabschnitt 20 und der Differentialabschnitt 11 (Übertragungselement 18)
durch die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2, die zum
Herstellen der Gangschaltposition in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verwendet
werden, selektiv miteinander verbunden. Mit anderen Worten, die
erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 dienen als die Eingriffsvorrichtung zwischen
dem Übertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20.
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D.
h., sie schaltet selektiv den Leistungsübertragungspfad
zwischen dem Differentialabschnitt 11 und dem Antriebsrad 38 in
einen Leistungsübertragungszustand, der die Übertragung
von Leistung zulässt, und einen Leistungsunterbrechungszustand, der
die Übertragung von Leistung unterbricht. D. h., das Einrücken
von zumindest einer von der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung
C2 bringt den Leistungsübertragungspfad in den Leistungsübertragungszustand,
während ein Ausrücken von sowohl der ersten Kupplung
C1 als auch der zweiten Kupplung C2 den Leistungsübertragungspfad
in den Leistungsunterbrechungszustand bringt. Der Automatikgetriebeabschnitt 20 ist
das Stufengetriebe, das eine Kupplung-zu-Kupplung-Schaltung ausführt durch
Ausrücken der ausrückseitigen Eingriffsvorrichtung
und Einrücken der einrückseitigen Eingriffsvorrichtung.
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Die
Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2,
die Umschaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2
und die dritte Bremse B3 (im Nachfolgenden als Kupplung C, Bremse
B bezeichnet, falls nicht anders angegeben) sind Reibschlussvorrichtungen
vom hydraulischen Typ als das Eingriffselement, das in einem herkömmlichen
Automatikgetriebe eines Fahrzeugs verwendet wird. Die Reibschlussvorrichtung umfasst
eine Mehrscheibenkkupplung vom nassen Typ, in der eine Mehrzahl
von einander überlagerten Reibplatten durch ein hydraulisches
Stellglied gegeneinander gedrückt werden, oder eine Bandbremse,
in der eine drehende Trommel und ein oder zwei um ihre Umfangsfläche
gewundene Bänder an einem Ende durch ein hydraulisches
Stellglied gestrafft werden.
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In
dem Gangschaltmechanismus 10 dieser Ausführungsform
kann der Differentialabschnitt 11 durch Einrücken
einer jeglichen der Schaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0,
die im Leistungsverteilungsmechanismus 16 vorgesehen sind,
zusätzlich zu dem stufenlosen Schaltzustand, in dem er
als stufenloses Getriebe betreibbar ist, den nicht-stufenlosen Schaltzustand
(festgelegten Schaltzustand) herstellen, in dem er als Getriebe
der festgelegten Gangabstufung betreibbar ist. Entsprechend stellen in
dem Gangschaltmechanismus 10 der Differentialabschnitt 11,
der durch Einrücken einer jeglichen der Schaltkupplung
C0 und der Umschaltbremse B0 in den festgelegte Schaltzustand versetzt
wird, und der Automatikgetriebeabschnitt 20 den abgestuften Schaltzustand
her, in dem sie als Stufengetriebe betreibbar sind.
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Der
Differentialabschnitt 11, der durch Nichteingriff von sowohl
der Schaltkupplung C0 als auch der Umschaltbremse B0 in den stufenlosen
Schaltzustand versetzt wird, und das Automatikgetriebeabschnitt 20 stellen
den stufenlosen Schaltzustand her, in dem sie als stufenloses Getriebe
betreibbar sind. Mit anderen Worten, der Gangschaltmechanismus 10 wird
durch Einrücken einer jeglichen der Schaltkupplung C0 und
der Umschaltbremse B0 in den abgestuften Schaltzustand umgeschaltet
und wird durch Nichteingriff sowohl der Schaltkupplung C0 und der
Umschaltbremse B0 in den stufenlosen Schaltzustand umgeschaltet.
Der Differentialabschnitt 11 ist das Getriebe, das ebenfalls
in den abgestuften Schaltzustand und den stufenlosen Schaltzustand
geschaltet wird.
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Konkret
gesprochen, wenn der Gangschaltmechanismus 10, der als
das Stufengetriebe dient, mit dem Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt wird, wird eine jegliche der
Schaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 eingerückt,
und die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die erste Bremse
B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 werden selektiv
eingerückt. D. h., die Eingriffsvorrichtung, die mit dem Schalten
des Automatikgetriebeabschnitts 20 in Zusammenhang steht,
wird eingerückt und ausgerückt bzw. frei gegeben.
Bei diesem Eingriff werden die Reibschlussvorrichtung vom hydraulischen
Typ, d. h. die Eingriffsvorrichtung auf einer Ausrückseite
(ausrückseitige Eingriffsvorrichtung), und die Reibschlussvorrichtung
vom hydraulischen Typ auf einer Einrückseite (einrückseitige
Eingriffsvorrichtung), die beide mit dem Schalten in Zusammenhang
stehen, automatisch auf das Übersetzungsverhältnis
geschaltet. Für dieses Schalten wird eine von einer ersten
Gangposition (1.-Gang-Position) bis fünften Gangposition
(5.-Gang-Position), eine Rückwärtsgangposition
(Rückwärtsfahrposition) und eine Neutralposition
selektiv hergestellt.
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Ein
Gesamtübersetzungsverhältnis γT (Eingangswelle
Drehzahl NIN/Ausgangswelle Drehzahl NOUT), das sich in geometrischer Serie ändert,
kann für alle Gangpositionen erhalten werden. Dieses Gesamtübersetzungsverhältnis γT
des Gangschaltmechanismus 10 ist das totale oder gesamte Übersetzungsverhältnis
des gesamten Gangschaltmechanismus 10, das basierend auf
einem Übersetzungsverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 und
einem Übersetzungsverhältnis γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 gebildet
wird.
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Beispielsweise
wenn der Gangschaltmechanismus 10 als Stufengetriebe dient,
wie z. B. in der Betriebstabelle in 2 gezeigt
ist, stellen das Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten
Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 die 1.-Gang-Position mit dem
größten Übersetzungsverhältnis γ1
von beispielsweise ca. 3,357 her, und das Einrücken der Schaltkupplung
C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 stellen die
2.-Gang-Position mit einem Übersetzungsverhältnis γ2
von beispielsweise ca. 2,180 her, das kleiner als das Übersetzungsverhältnis γ1
ist. Ferner stellen das Einrücken der Schaltkupplung C0,
der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B2 die 3.-Gang-Position
mit einem Übersetzungsverhältnis γ3 von
beispielsweise ca. 1,424 her, das kleiner als das Übersetzungsverhältnis γ2
ist, und das Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten
Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 stellen die 4.-Gang-Position
mit einem Übersetzungsverhältnis γ4 von
beispielsweise ca. 1,000 her, das kleiner als das Übersetzungsverhältnis γ3
ist.
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Das
Einrücken der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung
C2 und der Umschaltbremse B0 stellen die 5.-Gang-Position mit einem Übersetzungsverhältnis γ5
von beispielsweise ca. 0,705 her, das kleiner als das Übersetzungsverhältnis γ4
ist. Ferner stellen das Einrücken der zweiten Kupplung C2
und der dritten Bremse B3 die Rückwärtsgangposition
mit einem Übersetzungsverhältnis γR von
beispielsweise ca. 3,209 her, das zwischen den Übersetzungsverhältnissen γ1
und γ2 liegt. Die Neutralposition N wird durch den Eingriff
von nur der Schaltkupplung C0 hergestellt.
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Wenn
der Gangschaltmechanismus 10 jedoch als stufenloses Getriebe
dient, wobei der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen
Schaltzustand versetzt ist, sind die Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse
B0 beide frei gegeben, d. h. ausgerückt. Hierbei dient
der Differentialabschnitt 11 als stufenloses Getriebe,
und der in Reihe damit verbundene Automatikgetriebeabschnitt 20 dient
als Stufengetriebe. Die Drehzahl, die an den Automatikgetriebeabschnitt 20 (Eingangsdrehzahl
NIN Automatikgetriebeabschnitt 20)
eingegeben werden soll, der in eine der Gangpositionen M versetzt
ist, d. h. die Drehzahl N18 des Übertragungselementes 18,
wird stufenlos geändert, so dass die stufenlose Übersetzungsverhältnisbreite
für jede der Gangpositionen erhalten werden kann. Entsprechend
wird das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
des Gangschaltmechanismus 10 stufenlos erhalten.
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Beispielhaft
wird der Fall, in dem der Gangschaltmechanismus 10 als
stufenloses Getriebe dient, unter Bezugnahme auf die Betriebstabelle
in 2 erläutert. In dem Zustand sind die
Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 beide ausgerückt,
die Eingangsdrehzahl NIN des Automatikgetriebeabschnitts 20 für
jede der Gangpositionen wie etwa die 1.-Gang-Position, die 2.-Gang-Position,
die 3.-Gang-Position, die 4.-Gang-Position des Automatikgetriebeabschnitts 20,
d. h. die Drehzahl des Übertragungselementes 18,
wird stufenlos geändert (ein Eingriff des Automatikgetriebeabschnitts 20 in
der 5.-Gang-Position ist zu derjenigen der 4.-Gang-Position äquivalent).
Somit ändert sich das Übersetzungsverhältnis
zwischen den benachbarten Gangpositionen stufenlos und kontinuierlich,
was zu einem stufenlosen Gesamtübersetzungsverhältnis γT
für den gesamten Gangschaltmechanismus 10 führt.
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3 zeigt
ein Kollineardiagramm, das durch gerade Linien eine Beziehung zwischen
den Drehzahlen der Drehelemente darstellt, die in jeder der Gangpositionen
des Gangschaltmechanismus 10 verschieden sind. Der Gangschaltmechanismus 10 wird
gebildet von dem Differentialabschnitt 11, der als stufenloser
Schaltabschnitt oder erster Schaltabschnitt dient, und dem Automatikgetriebeabschnitt 20,
der als abgestufter Schaltabschnitt oder zweiter Schaltabschnitt
dient. Das Kollineardiagramm von 3 ist
ein rechteckiges, zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Übersetzungsverhältnisse ρ der
Planetengetriebeeinheiten 24, 26, 28 und 30 entlang
der Horizontalachse abgetragen sind, während die relativen
Drehzahlen der Drehelemente entlang der Vertikalachse abgetragen
sind. Eine untere X1 von drei horizontalen Linien gibt die Drehzahl
0 an, und eine obere X2 gibt die Drehzahl 1,0 an, d. h. eine Betriebsdrehzahl
NE der mit der Eingangswelle 14 verbundenen
Kraftmaschine 8. Die horizontale Linie XG gibt die Drehzahl
des Übertragungselementes 18 an.
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Drei
vertikale Linien Y1, Y2 und Y3, die den drei Elementen des Differentialabschnitts 11 entsprechen,
stehen von links her jeweils für die relativen Drehzahlen
eines zweiten Drehelementes (zweites Element) RE2 in Form des ersten
Sonnenrades S1, eines ersten Drehelementes (erstes Element) RE1
in Form des ersten Planetenträgers CA1, und eines dritten
Drehelementes (drittes Element) RE3 in Form des ersten Hohlrades
R1. Die Abstände zwischen benachbarten vertikalen Linien
Y1, Y2 und Y3 werden entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1
der ersten Planetengetriebeeinheit 24 bestimmt.
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Ferner
stehen fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7, die dem Automatikgetriebeabschnitt 20 entsprechen,
jeweils von links her für die relativen Drehzahlen eines
vierten Drehelementes (viertes Element) RE4, eines fünften
Drehelementes (fünftes Element) RE5, eines sechsten Drehelementes (sechstes
Element) RE6, eines siebten Drehelementes (siebtes Element) RE7,
und eines achten Drehelementes (achtes Element) RE8. Das vierte
Drehelement RE4 hat die Form des zweiten und dritten Sonnenrades
S2, S3, die fest miteinander verbunden sind, das fünfte
Drehelement RE5 hat die Form des zweiten Planetenträgers
CA2, und das sechste Drehelement RE6 hat die Form des vierten Hohlrades R4.
Das siebte Drehelement RE7 hat die Form des zweiten Hohlrades R2
und des dritten und vierten Planetenträgers CA3, CA4, die
fest miteinander verbunden sind, und das achte Drehelement RE8 hat
die Form des dritten Hohlrades R3 und des vierten Sonnenrades S4,
die fest miteinander verbunden sind. Die Abstände zwischen
dem benachbarten Paar von vertikalen Linien Y4 bis Y8 sind bestimmt
durch die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3
und ρ4 der zweiten, dritten und vierten Planetengetriebeeinheit 26, 28 bzw. 30.
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Wenn
in der Beziehung zwischen den vertikalen Linien des Kollineardiagramms
der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger "1"
entspricht, entspricht der Abstand zwischen dem Planetenträger
und dem Hohlrad "ρ" der Planetengetriebeeinheit. D. h.,
im Differentialabschnitt 11 ist der Abstand zwischen der
vertikalen Linie Y1 und der vertikalen Linie Y2 so eingestellt,
dass er "1" entspricht, und der Abstand zwischen den vertikalen
Linien Y2 und Y3 ist so eingestellt, dass er "ρ 1" entspricht.
Ausserdem ist im Automatikgetriebeabschnitt 20 für
die zweite, dritte und vierte Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 der
Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger so
eingestellt, dass er "1" entspricht, und der Abstand zwischen dem
Planetenträger und dem Hohlrad ist so eingestellt, dass
er "ρ" entspricht.
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Wie
durch das Kollineardiagramm von 3 dargestellt
ist, ist der Gangschaltmechanismus 10 dieser Ausführungsform
im Leistungsverteilungsmechanismus 16 (stufenloser Schaltabschnitt 11)
so angeordnet, dass das erste Drehelement RE1 (der erste Planetenträger
CA1), bei dem es sich um eines der drei Drehelemente der ersten
Planetengetriebeeinheit 24 handelt, an der Eingangswelle 14 befestigt und
selektiv mit dem zweiten Drehelement RE2 (erstes Sonnenrad S1) als
weiteres Drehelement durch die Schaltkupplung C0 verbunden. Das
zweite Drehelement RE2 ist am ersten Elektromotor M1 befestigt und
durch die Umschaltbremse B0 selektiv am Gehäuse 12 befestigt.
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Das
dritte Drehelement RE3 (das erste Hohlrad R1) als wieder ein anderes
Drehelement ist am Übertragungselement 18 und
am zweiten Elektromotor M2 befestigt. Somit wird eine Drehung der
Eingangswelle 14 durch das Übertragungselement 18 auf
den Automatikgetriebeabschnitt (Stufengetriebeabschnitt) 20 übertragen
(eingegeben). Eine geneigte gerade Linie L0, die durch einen Schnittpunkt
zwischen den Linien Y2 und X2 verläuft, steht für
eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrades S1
und des ersten Hohlrades R1.
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Beispielhaft
wird der Fall erläutert, in dem der Gangschaltmechanismus 10 auf
den stufenlosen Schaltzustand (Differentialzustand) umgeschaltet wird,
in dem das erste bis dritte Drehelement RE1 bis RE3 durch Ausrücken
der Schaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 wechselseitig drehbar
sind. Beispielsweise wird der Gangschaltmechanismus 10 in
den stufenlosen Schaltzustand (Differentialzustand) umgeschaltet,
in dem zumindest das zweite Drehelement RE2 und das dritte Drehelement
RE3 mit unterschiedlichen Drehzahlen gedreht weren. In diesem Fall
nimmt eine Drehung des Sonnenrades S1, die durch den Schnittpunkt
zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie dargestellt ist,
infolge einer Steuerung der Drehzahl des ersten Elektromotors M1
zu oder ab. Wenn die in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
V bestimmte Drehzahl des Hohlrades R1 im Wesentlichen konstant ist,
nimmt die Drehzahl des ersten Planetenträgers CA1, die durch
den Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie
Y2 dargestellt ist, d. h. die Kraftmaschinendrehzahl NE,
zu oder ab.
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Wenn
das erste Sonnenrad S1 und der erste Planetenträger CA1
durch Einrücken der Schaltkupplung C0 verbunden sind, wird
der Leistungsübertragungsmechanismus 16 in den
Nicht-Differentialzustand gebracht, wenn die genannten drei Drehelemente
RE1, RE2 und RE3 als Einheit gedreht werden. Da somit in dem Nicht-Differentialzustand,
in dem zumindest das zweite Drehelement RE2 und das dritte Drehelement
RE3 nicht mit einer verschiedenen Drehzahl gedreht werden, stimmt
die gerade Linie L0 mit der seitlichen Linie X2 überein,
so dass das Übertragungselement 18 mit der gleichen
Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl NE dreht.
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Als
Alternative wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch
Verbinden des ersten Sonnenrades S1 mit dem Gehäuse 12 mittels
Einrücken der Umschaltbremse B0 in den Nicht-Differentialzustand
gebracht, in dem das zweite Drehelement RE2 und das dritte Drehelement
RE3 nicht mit einer verschiedenen Drehzahl gedreht werden, so dass
sie als Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus mit dem in 3 gezeigten
Zustand der geraden Linie L0 dienen. Somit ist die Drehzahl des
ersten Hohlrades R1, d. h. die Übertragungselementdrehzahl
N18, durch den Schnittpunkt zwischen der
Geraden L0 mit dem Zustand gezeigten in 3 und
der vertikalen Linie Y3 dargestellt und wird mit einer höheren
Drehzahl im Vergleich mit der Kraftmaschinendrehzahl NE an
den Automatikgetriebeabschnitt 20 eingegeben.
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Im
Automatikgetriebeabschnitt 20 ist das vierte Drehelement
RE4 durch die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Übertragungselement 18 verbunden
und durch die erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 befestigt,
das fünfte Drehelement RE5 ist durch die zweite Bremse
B2 selektiv am Gehäuse 12 befestigt, und das sechste
Drehelement RE6 ist durch die dritte Bremse B3 selektiv am Gehäuse 12 befestigt.
Das siebte Drehelement RE7 ist an der Ausgangswelle 22 befestigt,
und das achte Drehelement RE8 ist durch die erste Kupplung C1 selektiv mit
dem Übertragungselement 18 verbunden.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist im Automatikgetriebeabschnitt 20 bei
Einrücken der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse
B3 die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der 1.-Gang-Position
durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten Geraden L1 und der
vertikalen Linie Y7 dargestellt. Hierbei verläuft die geneigte
gerade Linie L1 durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen
Linie Y8, welche die Drehzahl des achten Drehelementes RE8 angibt,
und der horizontalen Linie X2, und einen Schnittpunkt zwischen der
vertikalen Linie Y6, welche die Drehzahl des sechsten Drehelementes
RE6 angibt, und der horizontalen Linie X1.
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Auf ähnliche
Weise ist die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der 2.-Gang-Position
dargestellt durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden
Linie L2, die durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und
der zweiten Bremse B2 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7,
welche die Drehzahl des siebten Drehelementes RE7 angibt, das an
der Ausgangswelle 22 befestigt ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in
der 3.-Gang-Position ist dargestellt durch einen Schnittpunkt zwischen
einer geneigten Geraden L3, bestimmt durch das Einrücken der
ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1, und der vertikalen
Linie Y7, welche die Drehzahl des siebten Drehelementes RE7 angibt,
das an der Ausgangswelle 22 befestigt ist. Die Drehzahl
der Ausgangswelle 22 in der 4.-Gang-Position ist dargestellt durch
einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch
Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung
C2 bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y7, welche die Drehzahl
des siebten Drehelementes RE7 angibt, das an der Ausgangswelle 22 befestigt
ist.
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In
den 1.-Gang- bis 4.-Gang-Positionen wird Leistung vom Differentialabschnitt 11,
d. h. vom Leistungsverteilungsmechanismus 16, aufgrund
des Eingriffs der Schaltkupplung C0 mit der gleichen Drehzahl wie
der Kraftmaschinendrehzahl NE an das achte
Drehelement RE8 eingegeben. Wenn jedoch die Schaltkupplung B0 anstelle
der Schaltkupplung C0 einrückt, da Leistung vom Differentialabschnitt 11 an das
achte Drehelement RE8 mit einer höheren Drehzahl als der
Kraftmaschinendrehzahl NE eingegeben wird,
ist die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der 5.-Gang-Position
durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5 und
der vertikalen Linie Y7 dargestellt. Hierbei ist die horizontale
Linie L5 durch das Einrücken der ersten Kupplung C1, der zweiten
Kupplung C2 und der Umschaltbremse B0 bestimmt, und die vertikale
Linie Y7 gibt die Drehzahl des siebten Drehelementes RE7 an, das
an der Ausgangswelle 22 befestigt ist.
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4 veranschaulicht
Signale, die an eine elektronische Steuervorrichtung 40 eingegeben
werden, und Signale, die von dieser ausgegeben werden, um den Gangschaltmechanismus 10 zu
steuern. Diese elektronische Steuervorrichtung 40 umfasst
einen so genannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem
RAM und einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle. Mittels Durchführung
einer Signalverarbeitung gemäß Programmen, die
unter Anwendung einer temporären Datenspeicherfunktion des
ROM im ROM gespeichert sind, implementiert die elektronische Steuervorrichtung 40 Hybridantriebsteuerungen
der Kraftmaschine 8 und der Elektromotoren M1 und M2, und
Antriebsteuerungen wie etwa Schaltsteuerungen des Automatikgetriebeabschnitts 20.
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An
die elektronische Steuervorrichtung 40 werden von verschiedenen
Sensoren und Schaltern, die in 4 gezeigt
sind, verschiedene Signale eingegeben, darunter ein Signal, das
eine Temperature TEMPW von Kühlwasser
der Kraftmaschine angibt, ein Signal, das eine gewählte
Betätigungsposition PSH eines Schalthebels
angibt, ein Signal, das die Betriebsdrehzahl NE der
Kraftmaschine 8 angibt, ein Signal, das einen Einstellwert
der Übersetzungsverhältnisreihe angibt, ein Signal,
das einen Befehl für den M-Modus (Motoransteuermodus) angibt,
ein Signal, das einen betätigten Zustand einer Klimaanlage angibt,
ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend der
Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22 angibt,
ein Signal, das eine Arbeitsöltemperatur TOIL des
Automatikgetriebeabschnitts 20 angibt, ein Signal, das
einen betätigten Zustand einer Seitenbremse angibt, ein
Signal, das einen betätigten Zustand einer Fußbremse
angibt, ein Signal, das eine Katalysatortemperatur angibt, ein Signal,
das einen Öffnungsbetrag ACC eines
Fahrpedals angibt, ein Signal, das einen Nockenwinkel angibt, ein
Signal, das einen Schnee-Fahrmodus angibt, ein Signal, das einen
Längsbeschleunigungswert des Fahrzeugs angibt, und ein
Signal, das einen Tempomat-Fahrmodus angibt.
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Ebenfalls
eingegeben werden ein Signal, das ein Fahrzeuggewicht angibt, ein
Signal, das die Raddrehzahl jedes Antriebsrades angibt, ein Signal, das
die Betätigung eines Stufenschalters zum Ändern
des Differentialabschnitts 11 (Leistungsübertragungsmechanismus 16)
in den abgestuften Schaltzustand (verriegelten Zustand) angibt,
so dass der Gangschaltmechanismus 10 als das Stufengetriebe dient, ein
Signal, das die Betätigung eines Stufenlosschalters zum Ändern
des Differentialabschnitts 11 (Leistungsübertragungsmechanismus 16)
in den stufenlosen Schaltzustand (Differentialzustand) angibt, so
dass der Gangschaltmechanismus 10 als stufenloses Getriebe
dient, ein Signal, das die Drehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 angibt, und ein Signal, das die Drehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2 angibt.
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Von
der elektronischen Steuervorrichtung 40 werden verschiedene
Steuersignale an die Kraftmaschinenausgang-Steuervorrichtung 43 (siehe 5) ausgegeben,
die den Kraftmaschinenausgang steuert, darunter ein Signal zum Ansteuern
eines Drosselklappenstellglieds 97 zum Steuern eines Öffnungsgrades θTH eines in einer Ansaugleitung 95 der Kraftmaschine 8 angeordneten
Drosselklappenventils 96, ein Signal zum Steuern der Kraftstoffzufuhrmenge
zu jedem Zylinder der Kraftmaschine 8 durch eine Kraftstoffeinspritzleitung 98,
ein Signal zum Vorgeben eines Zündzeitpunktes in der Kraftmaschine 8 durch
eine Zündvorrichtung 99, ein Signal zum Einstellen
eines Laderdrucks, ein Signal zum Betätigen der elektrischen
Klimaanlage, ein Signal zum Steuern eines Zündzeitpunktes
der Kraftmaschine 8, Signale zum Betätigen der
Elektromotoren M1 und M2, ein Signal zum Betätigen eines
Schaltbereichindikators, der die gewählte Betätigungsposition
des Schalthebels angibt, ein Signal zum Betätigen eines Übersetzungsverhältnisindikators,
der das Übersetzungsverhältnis angibt, ein Signal
zum Betätigen eines Schneemodusindikators, der die Wahl
des Schnee-Fahrmodus angibt, ein Signal zum Betätigen eines
ABS-Stellglieds für ein blockierfreies Bremsen der Räder,
und ein Signal zum Betätigen eines M-Modusindikators, der
die Wahl des M-Modus angibt.
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Ebenfalls
ausgegeben werden Signale zum Betätigen von solenoidbetätigen
Ventilen, die in einer Hydrauliksteuereinheit 42 enthalten
sind, die zum Steuern der hydraulischen Stellglieder der hydraulisch
betätigten Reibschlussvorrichtungen des Differentialabschnitts 11 und
des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen sind, ein
Signal zum Betätigen einer elektrischen Ölpumpe,
die als Hydraulikdruckquelle für die Hydrauliksteuereinheit 42 verwendet
wird, ein Signal zum Ansteuern eines elektrischen Heizelementes,
und ein Signal zum Anlegen an eine Tempomatsteuerung.
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5 ist
ein Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung eines wesentlichen
Teils einer Steuerfunktion, die mit der elektronischen Steuervorrichtung 40 durchgeführt
werden soll. In 5 dient die abgestufte Schaltsteuereinrichtung
(abgestufter Schaltsteuerabschnitt) 54 als Schaltsteuereinrichtung
zum Durchführen des Gangschaltens im Automatikgetriebeabschnitt 20.
Beispielsweise unterscheidet die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54, ob
das Gangschalten im Automatikgetriebeabschnitt 20 auf der
Grundlage des Fahrzeugzustands durchgeführt werden soll,
der die Fahrzeuggeschwindigkeit V angibt, und des benötigten
Ausgangsmomentes TOUT für den Automatikgetriebeabschnitt 20 durch Bezugnahme
auf ein vorausgehend in der Speichereinrichtung 56 gespeichertes
Schaltdiagramm (Beziehungs- und Schalt-Speicherdarstellung), die
in 6 als durchgezogene Linien und einfach gepunktete
Linien gezeigt sind.
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D.
h., die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54 unterscheidet
eine Schaltposition, für die das Gangschalten mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 durchgeführt
wird, um dem Automatikgetriebeabschnitt 20 die Durchführung
des Gangschaltens zu ermöglichen und die bestimmte Schaltposition
zu erhalten. Wenn dies stattfindet, gibt die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54 einen
Hydraulikbefehl (Schaltausgabebefehl) an eine Hydrauliksteuerschaltung 42 zum
Ein- und/oder Ausrücken der hydraulisch betätigten
Reibschlussvorrichtung mit Ausnahme der Schaltkupplung C0 und der
Umschaltbremse B0 aus, um so eine gewünschte Schaltposition
beispielsweise gemäß der in 2 gezeigten
Betriebstabelle zu erhalten.
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D.
h., die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54 gibt einen
Befehl an die hydraulische Einrückvorrichtung 42 aus,
Kupplung-zu-Kupplung-Schalten durch Ausrücken der ausrückseitigen
Eingriffsvorrichtung und Einrücken der einrückseitigen
Eingriffsvorrichtung auszuführen. Die Hydrauliksteuerschaltung 42 betätigt
auf der Grundlage des Befehls ihr solenoidbetätigtes Ventil,
um das hydraulische Stellglied der hydraulischen Reibschlussvorrichtung
zu betätigen, das mit dem Schaltbetrieb in Zusammenhang
steht. Somit werden die hydraulische Reibschlussvorrichtung auf
der Ausrückseite und die hydraulische Reibschlussvorrichtung
auf der Einrückseite, die beide mit dem Schaltbetrieb in
Zusammenhang stehen, ausgerückt bzw. eingerückt,
wodurch der Schaltbetrieb des Automatikgetriebeabschnitts 20 ausgeführt
wird.
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Die
Hybridsteuereinrichtung (Hybridsteuerabschnitt) 52, die
als stufenlose Steuereinrichtung dient, aktiviert die Kraftmaschine 8 in
einem Betriebsbereich mit einem hohen Wirkungsgrad in dem stufenlosen
Schaltzustand des Gangschaltmechanismus 10, d. h. dem Differentialzustand
des Differentialabschnitts 11. Die Hybridsteuereinrichtung 52 wiederum
ermöglicht es, dass die Antriebskraftraten, die auf die
Kraftmaschine 8 und den zweiten Elektromotor M2 verteilt
werden, und eine Gegenkraft des ersten Elektromotors M1 infolge
seines Betriebs zum Erzeugen von elektrischer Leistung auf optimale
Werte variiert werden, wodurch ein Übersetzungsverhältnis γ0
des Differentialabschnitts 11 gesteuert wird, der in den
Zustand eines elektrisch gesteuerten stufenlosen Getriebes versetzt
ist. Beispielsweise berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 einen
Soll-(angeforderten) Ausgang des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf
die Fahrpedalbetätigungsgröße ACC, die den Ausgangsbetrag angibt, der von
einem Fahrer des Fahrzeugs mit einem Fahrpedal angefordert wird,
und die Fahrzeuggeschwindigkeit V bei der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs.
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Daraufhin
berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 einen angeforderten
Gesamtsollausgang basierend auf dem Sollausgang des Fahrzeugs und einem
Ladeanforderungswert. Um den Gesamtsollausgang zu erhalten, berechnet
die Hybridsteuereinrichtung 52 einen Soll-Kraftmaschinenausgang
unter Berücksichtigung von Übertragungsverlust,
Lasten auf Hilfseinheiten, das Unterstützungsdrehmoment des
zweiten Elektromotors M2, usw. Daraufhin steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 die
Kraftmaschine 8 so, dass die Kraftmaschinendrehzahl NE und das Kraftmaschinenmoment TE so
zur Verfügung gestellt werden, dass der Soll-Kraftmaschinenausgang
erhalten wird, während sie den Betrag an elektrischer Leistung
steuert, der durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 führt eine Hybridsteuerung
unter Berücksichtigung der Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 durch, um
ein Antriebsleistungsverhalten zu erhalten und gleichzeitig den
Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Eine solche Hybridsteuerung ermöglicht
es, dass der Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes
stufenloses Getriebe dient, um es zu ermöglichen, dass die
Kraftmaschinendrehzahl NE, die dazu bestimmt ist,
dass die Kraftmaschine 8 mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet,
mit der Übertragungselementdrehzahl N18 überein
stimmt, die basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der
gewählten Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt
wurde. Hierzu speichert die Hybridsteuereinrichtung 52 vorläufig
eine optimale Kraftstoffeinsparkurve (einschließlich der
Kraftstoffeinspar-Speicherdarstellung und der Beziehungen), die
vorausgehend auf experimenteller Basis bestimmt wurde. Dies ermöglicht
die Erzielung eines Kompromisses, während das Fahrzeug
in dem stufenlosen Schaltzustand fährt, zwischen der Fahrbarkeit
des Fahrzeugs und dem Kraftstoffeinsparverhalten der Kraftmaschine 8 an
den zweidimensionalen Koordinaten, wobei die Parameter beispielsweise
die Kraftmaschinendrehzahl NE und die Kraftmaschinenmoment
TE umfassen.
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Somit
bestimmt die Hybridsteuereinrichtung 52 einen Sollwert
für das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
des Gangschaltmechanismus 10, um das Kraftmaschinenmoment
TE zu erhalten, das die Kraftmaschine veranlasst,
einen Ausgang zu erzeugen, der benötigt wird, um beispielsweise
den Sollausgang (Gesamtsollausgang und benötigte Antriebskraft)
und die Kraftmaschinendrehzahl NE zu verwirklichen.
Dies ermöglicht einen Betrieb der Kraftmaschine 8 auf
der optimalen Kraftstoffeinsparkurve. Daraufhin steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 das γ0
des Differentialabschnitts 11, um den Sollwert zu erzielen,
der es ermöglicht, dass das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
innerhalb eines variablen Schaltbereichs, beispielsweise von 13
bis 0,5, gesteuert wird.
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Während
einer solchen Hybridsteuerung ermöglicht es die Hybridsteuereinrichtung 52,
dass von dem ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Energie über
einen Inverter 58 an eine elektrische Energiespeichervorrichtung 60 und
den zweiten Elektromotor M2 geliefert wird. Dies ermöglicht
es, dass ein Großteil der Antriebskraft der Kraftmaschine 8 mechanisch
auf das Übertragungselement 18 übertragen
wird. Wenn dies stattfindet, wird ein Teil der Antriebskraft der
Kraftmaschine am ersten Elektromotor M1 für die Erzeugung
einer elektrischen Leistung verbraucht, die in elektrische Energie
umgewandelt werden soll. Die elektrische Energie wird über den
Inverter 58 an den zweiten Elektromotor M2 gelegt, der
wiederum angesteuert wird, um die Antriebskraft vom zweiten Elektromotor
M2 auf das Übertragungselement 18 zu übertragen.
Einrichtungen im Zusammenhang mit den Operationen von einer Phase
des Erzeugens der elektrischen Energie zu einer Phase, in welcher
die elektrische Energie mit dem zweiten Elektromotor M2 verbraucht
wird, stellen einen elektrischen Pfad dar, in dem ein Teil der Antriebskraft
der Kraftmaschine 8 in elektrische Energie umgewandelt
wird, die wiederum in mechanische Energie umgewandelt wird.
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Ferner
ermöglicht es die Hybridsteuereinrichtung 52,
dass der Differentialabschnitt 11 die elektrische CVT-Funktion
zum Steuern der Drehzahl NM1 des ersten
Elektromotors M1 und/oder der Drehzahl NM2 des
zweiten Elektromotors M2 durchführt. Dies führt
dazu, dass die Kraftmaschinendrehzahl NE auf
einem beliebigen Niveau von Drehzahlen gehalten wird, unabhängig
davon, ob das Fahrzeug in dem angehaltenenen Zustand oder im Fahrzustand
bleibt. Mit anderen Worten, während die Hybridsteuereinrichtung 52 die
Kraftmaschinendrehzahl NE auf ein im Wesentlichen
konstantes Niveau oder ein beliebiges Niveau steuert, steuert sie
die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors
M1 und/oder die Drehzahl NM2 des zweiten
Elektromotors M2 auf eine beliebige Drehzahl.
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Wie
sich aus dem in 3 gezeigten Kollineardiagramm
ergibt, führt die Hybridsteuereinrichtung 52 während
der Fahrt des Fahrzeugs, bei der die Kraftmaschinendrehzahl NE angehoben wird, den Betrieb zum Anheben
beispielsweise der 1. Elektromotor-Drehzahl NM1 aus,
während sie die 2. Elektromotor-Drehzahl NM2,
die an die Fahrzeuggeschwindigkeit V (der Antriebsräder 38)
gebunden ist, auf einem nahezu konstanten Niveau hält.
Ferner variiert die Hybridsteuereinrichtung 52 während
des Schaltens des Automatikgetriebeabschnitts 20, wobei
die Kraftmaschinendrehzahl NE auf dem nahezu
konstanten Niveau gehalten wird, die 1. Elektromotor-Drehzahl NM1 in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen,
in der die 2. Elektromotor-Drehzahl NM2 variiert
wird, mit dem Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20,
während sie die Kraftmaschinendrehzahl NE auf
einem nahezu konstanten Niveau hält.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 umfasst funktionsmäßig
eine Kraftmaschinenausgang-Steuereinrichtung oder einen Kraftmaschinenausgang-Steuerabschnitt.
Die Kraftmaschinenausgang-Steuereinrichtung ermöglicht
es einem Drosselklappenstellglied 97, die Drosselklappensteuerung
zum Auf- oder Zusteuern eines elektronischen Drosselklappenventils 96 durchzuführen.
Ausserdem ermöglicht es die Kraftmaschinenausgang-Steuereinrichtung
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98, eine Kraftstoffeinspritzmenge
und einen Kraftstoffeinspritzungzeitpunkt zum Durchführen
einer Kraftstoffeinspritzsteuerung zu steuern. Ferner gibt die Kraftmaschinenausgang-Steuereinrichtung
Befehle an die Kraftmaschinenausgang-Steuervorrichtung 43 unabhängig
voneinander oder in Kombination aus. Dies ermöglicht es,
dass die Kraftmaschine 8 eine Ausgangssteuerung durchführt,
um im Wesentlichen den erforderlichen Kraftmaschinenausgang zur
Verfügung zu stellen. Beispielsweise steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 das
Drosselklappenstellglied 60 im Ansprechen auf eine Fahrpedalbetätigungsgröße ACC an, indem sie Bezug auf die vorausgehende
gespeicherte Beziehung nimmt, die nicht gezeigt ist, so dass mit
einer zunehmenden Fahrpedalbetätigungsgröße
ACC der Drosselklappenventil-Öffnungsgrad θTH größer wird.
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Ferner
steuert diese Kraftmaschinenausgang-Steuervorrichtung 43 gemäß dem
Befehl von der Hybridsteuereinrichtung 52 ein Drosselklappenstellglied 97 zum
Auf-/Zusteuern eines elektronischen Drosselklappenventils 96 für
die Drosselklappensteuerung. Sie steuert ferner eine Kraftstoffeinspritzung
durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 für
die Kraftstoffeinspritzungssteuerung, und steuert einen Zündzeitpunkt
durch eine Zündvorrichtung 99 für die
Zündzeitpunktsteuerung. Alle diese Steuerungen stehen mit
der Steuerung des Drehmoments der Kraftmaschine in einem Zusammenhang.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 veranlasst, dass das Fahrzeug
unabhängig von einem angehaltenen Zustand oder Leerlaufzustand
der Kraftmaschine 8 in dem Motorfahrmodus mit der elektrischen CVT-Funktion
(Differentialfunktion) des Differentialabschnitts 11 fährt.
Beispielsweise stellt eine durchgezogene Linie A, die in 6 gezeigt
ist, eine Grenzlinie zwischen dem Kraftmaschinenfahrbereich und
dem Motorfahrbereich für die Antriebsleistungsquelle des
Fahrzeugs dar, damit Losfahren/Fahren (im Nachfolgenden als "zum
Fahren" bezeichnet) davon auf die Kraftmaschine 8 und den
Elektromotor, d. h. beispielsweise den zweiten Elektromotor M2,
umgeschaltet werden. Mit anderen Worten, die Grenzlinie wird dazu
verwendet, den so genannten Kraftmaschinenfahrbereich, in dem die
Kraftmaschine 8 dazu veranlasst wird, als Fahrantriebsleistungsquelle
für das Losfahren/Fahren (im Nachfolgenden als "Fahren"
bezeichnet) des Fahrzeugs zu wirken, und den so genannten Motorfahrbereich
umzuschalten, in dem der zweite Elektromotor M2 dazu veranlasst wird,
als Antriebsleistungsquelle für das Fahren des Fahrzeugs
zu wirken.
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Die
vorausgehend gespeicherte Beziehung mit der in 6 gezeigten
Grenzlinie (durchgezogene Linie A) zum Umschalten des Kraftmaschinenfahrbereichs
und des Motorfahrbereichs stellt ein Beispiel für das Antriebsaggregat-Umschaltdiagramm
(Antriebsleistungsquelle-Speicherdarstellung) dar, das als zweidimensionale
Koordinate ausgeführt ist, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und das Ausgangsmoment TOUT, das den Wert
in Zusammenhang mit der Antriebskraft angibt, als Parameter verwendet.
Eine Speichereinrichtung 56 speichert vorausgehend das
Antriebsaggregat-Umschaltdiagramm zusammen mit, z. B., der durchgezogenen Linie
und dem Schaltdiagramm (Schalt-Speicherdarstellung), das gemäß der
Darstellung in 6 durch die einfach gepunktete
Linie gezeigt ist.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt basierend auf dem Fahrzeugzustand,
dargestellt durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und den benötigten Drehmomentausgang
TOUT, z. B. unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte
Antriebsaggregat-Umschaltdiagramm, ob der Motorfahrbereich oder
der Kraftmaschinenfahrbereich vorliegt, wodurch der Motorfahrbereich
oder der Kraftmaschinenfahrbereich bewirkt wird. Wie aus 6 hervorgeht,
führt die Hybridsteuereinrichtung 52 den Motorfahrbereich
bei einem relativ niedrigen Ausgangsmoment TOUT aus,
d. h. dem niedrigen Kraftmaschinenmoment TE,
bei dem der Kraftmaschinenwirkungsgrad allgemein niedriger ist als
im hohen Drehmomentbereich, oder dem relativ niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
bei der Fahrzeuggeschwindigkeit V, d. h. dem Niederlastbereich.
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Entsprechend
wird beim Starten des Fahrzeugs das Anlassen der Kraftmaschine normal
ausgeführt. Jedoch wird in Abhängigkeit vom Fahrzeugzustand,
wenn das Fahrpedal so weit niedergedrückt wird, dass in
dem in 6 gezeigten Antriebsaggregat-Schaltdiagramm
das benötigte Ausgangsmoment TOUT den Motorfahrbereich überschreitet,
das benötigte Kraftmaschinenmoment TE,
das Anlassen der Kraftmaschine normal ausgeführt.
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Um
einen Schleppwiderstand der Kraftmaschine 8 in einem angehaltenen,
d. h. einem stehenden Zustand für eine Verbesserung der
Kraftstoffeinsparung zu unterdrücken, aktiviert die Hybridsteuereinrichtung 52 den
Differentialabschnitt 11, um eine elektrische CVT-Funktion
(Differentialfunktion) während des Motorfahrbereichs durchzuführen.
Dies ermöglicht ein Steuern der Drehzahl NM1 des
ersten Elektromotors M1 auf eine negative Drehzahl, beispielsweise
einen Leerlaufzustand. Dies führt dazu, dass die Kraftmaschinendrehzahl
NE auf einem Wert von Null oder nahezu Null
gehalten wird.
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Ferner
kann die Hybridsteuereinrichtung 52 selbst im Kraftmaschinenfahrbereich
die Herstellung des elektrischen Pfades zulassen. Hierbei werden die
elektrischen Energien, die von dem ersten Elektromotor M1 und/oder
der elektrischen Speichervorrichtung 60 resultieren, dem
zweiten Elektromotor M2 zugeführt. Somit wird der zweite
Elektromotor M2 angetrieben, um die Durchführung einer
Drehmomentunterstützung für die Antriebskraft
der Kraftmaschine 8 zu ermöglichen. Somit kann
in der veranschaulichten Ausführungsform der Kraftmaschinenfahrbereich
eine Phase abdecken, welche den Kraftmaschinenfahrbereich und den
Motorfahrbereich in Kombination umfasst. Die Drehmomentunterstützung
durch den zweiten Elektromotor M2 kann ausgeführt werden,
um dessen Ausgang während der Motorfahrt zu erhöhen.
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Ferner
kann die Hybridsteuereinrichtung 52 den Differentialabschnitt 11 zum
Herstellen der elektrischen CVT-Funktion veranlassen, mittels der
die Kraftmaschine 8 unabhängig von einem angehaltenen
Zustand oder einem niedrigen Geschwindigkeitszustand des Fahrzeugs
in einem Betriebszustand gehalten werden kann. Beispielsweise falls
ein Abfall in einem Ladezustand SOC der elektrischen Speichervorrichtung 60 bei
angehaltenem Fahrzeug auftritt, ist es nötig, dass der
erste Elektromotor M1 elektrische Leistung erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt veranlasst
die Antriebskraft der Kraftmaschine 8 den ersten Elektromotor
M1 zum Erzeugen einer elektrischen Leistung, während die
Drehzahl des ersten Elektromotors M1 zunimmt. Selbst wenn die Drehzahl
NM2 des zweiten Elektromotors M2, die einzig
mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, aufgrund des angehaltenen
Zustands des Fahrzeugs Null (nahezu Null) wird, führt der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 somit den Differentialbetrieb durch.
Dies führt dazu, dass die Kraftmaschinendrehzahl NE auf einem Niveau jenseits einer Drehzahl
für eine autonome Drehung gehalten wird.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 unterbricht die Zufuhr von Antriebsstrom,
der von der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 über
den Inverter 58 dem ersten Elektromotor M1 zugeführt
wird, um den ersten Elektromotor M1 in einen lastfreien Zustand
zu bringen. Wenn der erste Elektromotor M1 in den unbelasteten Zustand
gebracht wird, kann er frei, d. h. im Leerlauf drehen. Daher wird
der Differentialabschnitt 11 in einen Zustand gebracht,
der kein Drehmoment übertragen kann, d. h. in einen Zustand ähnlich
dem Zustand, der den Leistungsübertragungspfad im Differentialabschnitt 11 unterbricht, und
wird somit in den Zustand gebracht, in dem er keinen Ausgang erzeugt.
Mit anderen Worten bringt die Hybridsteuereinrichtung 52 den
ersten Elektromotor M1 in den unbelasteten Zustand, um den Differentialabschnitt 11 in
einen ausgerückten Zustand (neutralen Zustand) zu bringen,
in dem der Leistungsübertragungspfad elektrisch unterbrochen
ist.
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Ferner
dient die Hybridsteuereinrichtung 52 während einer
Verlangsamungsfahrt des Fahrzeugs bei frei gegebenem Fahrpedal oder
während eines Bremszustandes als regenerative Bremssteuereinrichtung,
welche den zweiten Elektromotor M2 aktiviert, so dass er durch diekinetische
Energie eines Fahrzeugs, d. h. umgekehrte Antriebsleistung, die von
den Antriebsrädern 38 auf die Kraftmaschine übertragen
wird, als Stromgenerator angetrieben. D. h., es wird ein so genanntes
regeneratives Bremsen ausgeführt, um es zu ermöglichen,
dass die resultierende elektrische Energie, d. h. ein 2. Elektromotor-Erzeugungssstrom
IM2G, über einen Inverter 58 in die
Batterie 60 geladen wird.
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Eine
Geschwindigkeitszunahme-Gangpositionbeurteilungseinrichtung (Geschwindigkeitszunahme-Gangpositionbeurteilungsabschnitt) 62 führt
eine Bestimmung durch, welche von der Schaltkupplung C0 und der
Umschaltbremse B0 gekoppelt werden soll, um den Gangschaltmechanismus 10 in
den abgestuften Schaltzustand zu versetzen. D. h., die Bestimmung
wird auf der Grundlage des Fahrzeugzustands beispielsweise gemäß dem
in 6 gezeigten Schaltdiagramm getroffen, das vorausgehend
in der Speichereinrichtung 56 gespeichert wurde, um herauszufinden,
ob die im Gangschaltmechanismus 10 zu schaltende Gangposition
an einer Geschwindigkeitszunahme-Gangposition, beispielsweise einer 5.-Gang-Position
liegt oder nicht.
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Beispielsweise
während einer Verlangsamungsfahrt des Fahrzeugs mit unbetätigtem
Fahrpedal wird das Auftreten eines Pumpverlustes, das durch ein
Schleppmoment (Drehwiderstand) der im angehaltenen Zustand gehaltenen
Kraftmaschine verursacht wird, unterdrückt, um die Bremskraft
(Größe der Geschwindigkeitsverringerung) entsprechend zu
unterdrücken. Ausserdem wird der Kraftstoffverbrauch durch
Erhöhen des Betrags der Regeneration durch den zweiten
Elektromotor M2 verbessert. Hierzu schließt die Hybridsteuereinrichtung 52 eine
Kraftstoffzufuhr zur Kraftmaschine 8, um dadurch den Betrieb
der Kraftmaschine 8 anzuhalten, und veranlasst den ersten
Elektromotor M1, im Leerlauf zu drehen. Somit hält der
Differentialbetrieb des Differentialabschnitts 11 die Kraftmaschinendrehzahl
NE auf Null oder im Wesentlichen Null.
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Die
Umschaltesteuereinrichtung (Schaltsteuerabschnitt) 50 schaltet
den Einrückzustand und/oder Ausrückzustand der
Eingriffsvorrichtung (Schaltkupplung C0 und Umschaltbremse B0) in
Abhängigkeit vom Fahrzeugzustand um. Dies ermöglicht
es, dass der stufenlose Schaltzustand und der abgestufte Schaltzustand,
d. h. der Differentialzustand und der verriegelte Zustand, selektiv
umgeschaltet werden. Beispielsweise bestimmt die Umschaltesteuereinrichtung 50,
ob der Schaltzustand des Gangschaltmechanismus 10 (Differentialabschnitt 11)
umgeschaltet werden soll, basierend auf dem Fahrzeugzustand, dargestellt
durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das benötigte Ausgangsmoment
TOUT. Diese Bestimmung wird unter Bezugnahme
auf das vorausgehend in der Speichereinrichtung 56 gespeicherte
Umschaltdiagramm (Schalt-Speicherdarstellung und Beziehung) vorgenommen,
die als gepunktete Linie und zweifach gepunktete Linie in 6 gezeigt
sind.
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D.
h., die Umschaltesteuereinrichtung 50 bestimmt, ob der
Gangschaltmechanismus 10 in dem stufenlosen Schaltsteuerbereich
für den stufenlosen Schaltzustand oder in dem abgestuften
Schaltsteuerbereich für den abgestuften Schaltzustand liegt.
Somit wird die Bestimmung an dem Schaltzustand vorgenommen, der
vom Gangschaltmechanismus 10 umgeschaltet werden soll.
Daraufhin bewirkt die Umschaltesteuereinrichtung 50 das
Umschalten des Schaltzustandes, um den Gangschaltmechanismus 10 selektiv
in einen von dem stufenlosen Schaltzustand und dem abgestuften Schaltzustand
zu versetzen.
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Genauer
gesagt, falls die Bestimmung getroffen wird, dass der Gangschaltmechanismus 10 im abgestuften
Schaltsteuerbereich liegt, gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 einen
Befehl an die Hybridsteuereinrichtung 52 aus, der die Hybridsteuerung oder
stufenlose Schaltsteuerung ausser Kraft setzt oder unterbricht,
während sie es der abgestuften Schaltsteuereinrichtung 54 gestattet,
das Schalten für den vorgegebenen abgestuften Schaltbetrieb durchzuführen.
Wenn dies stattfindet, ermöglicht es die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54 dem
Automatikgetriebeabschnitt 20, das automatische Schalten
beispielsweise gemäß dem in 6 gezeigten Schaltdiagramm
durchzuführen, das vorausgehend in der Speichereinrichtung 56 gespeichert
wurde.
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Beispielsweise
zeigt 2 die vorausgehend in der Speichereinrichtung 56 gespeicherte
Betriebstabelle, die Kombinationen beim Betrieb der hydraulisch
betätigten Reibschlussvorrichtungen darstellt, d. h. der
Kupplungen C0, C1 und C2 und der Bremsen B0, B1, B2 und B3, die
bei der Schaltsteuerung zu wählen sind. Mit anderen Worten,
der Gangschaltmechanismus 10, d. h. der Differentialabschnitt 11 und
das Automatikgetriebeabschnitt 20, dient in seiner Gesamtheit
als das genannte abgestufte Automatikgetriebe, wodurch die Gangpositionen
gemäß der in 2 gezeigten
Betriebstabelle hergestellt werden.
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Falls
die Geschwindigkeitszunahme-Gangpositionbeurteilungseinrichtung 62 die
5.-Gang-Position bestimmt, gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 einen
Befehl an die Hydrauliksteuerschaltung 42 aus, die Schaltkupplung
C0 auszurücken und die Umschaltbremse B0 einzurücken.
Dies veranlasst den Differentialabschnitt 11, als Hilfsleistungsgetriebe
mit einem festen Übersetzungsverhältnis γ0,
beispielsweise dem Übersetzungsverhältnis γ von gleich
"0,7", zu arbeiten. Somit kann der Gangschaltmechanismus 10 insgesamt
bewirken, dass eine Geschwindigkeitszunahme-Gangposition, d. h.
eine so genannte Overdrive-Gangposition mit einem Übersetzungsverhältnis
von weniger als 1.0 erhalten wird.
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Falls
hingegen keine 5.-Gang-Position von der Geschwindigkeitszunahme-Gangpositionbeurteilungseinrichtung 62 bestimmt
wird, gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 einen Befehl
an die Hydrauliksteuerschaltung 42 aus, die Schaltkupplung
C0 einzurücken und die Umschaltbremse B0 auszurücken. Dies
veranlasst den Differentialabschnitt 11, als Hilfsleistungsgetriebe
mit dem festen Übersetzungsverhältnis γ0,
beispielsweise dem Übersetzungsverhältnis γ0
von gleich 1, zu arbeiten. Somit kann der Gangschaltmechanismus 10 insgesamt
wirken, um eine Geschwindigkeitsabnahme-Gangposition mit einem Übersetzungsverhältnis
von größer als 1.0 zu erzielen.
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Somit
schaltet die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Gangschaltmechanismus 10 in
den abgestuften Schaltzustand um und schaltet in dem abgestuften
Schaltzustand in jeder Gangposition auf die Gangpositionen von zwei
Arten. Dies führt dazu, dass der Differentialabschnitt 11 als
Hilfsleistungsgetriebe arbeitet, und der Automatikgetriebeabschnitt 20,
der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe verbunden
ist, wird veranlasst, als das Stufengetriebe zu arbeiten. Somit
wird der Gangschaltmechanismus 10 insgesamt veranlasst,
als das so genannte abgestufte Automatikgetriebe zu dienen.
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Falls
hingegen die Bestimmung getroffen wird, dass der Gangschaltmechanismus 10 im
abgestuften Schaltsteuerbereich liegt, gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 einen
Befehl an die Hydrauliksteuerschaltung 42 aus, sowohl die
Schaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 auszurücken. Gleichzeitig
gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 einen Befehl an
die Hybridsteuereinrichtung 52 aus, die Hybridsteuerung
zuzulassen. Ausserdem gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 ein
vorgegebenes Signal an die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54 aus.
Das vorgegebene Signal dient dazu, den Gangschaltmechanismus 10 in
der Gangposition auf den vorgegebenen stufenlosen Schaltzustand
festzulegen, oder es zuzulassen, dass der Automatikgetriebeabschnitt 20 ein
automatisches Schalten beispielsweise gemäß dem
in 6 gezeigten Schaltdiagramm durchführt,
das vorausgehend in der Speichereinrichtung 56 gespeichert
wurde.
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In
einem solchen Fall führt die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54 die
in der Betriebstabelle von 2 gezeigten
Operationen aus, mit Ausnahme der Einrückoperationen der
Schaltkupplung C0 und der Bremse B0, wodurch das automatische Schalten
durchgeführt wird. Somit schaltet die Umschaltesteuereinrichtung 50 den
Differentialabschnitt 11 so um, dass er in den stufenlosen
Schaltzustand versetzt wird, um als stufenloses Getriebe zu dienen. Ausserdem
wird der Automatikgetriebeabschnitt 20, der in Reihe mit
dem Differentialabschnitt 11 verbunden ist, veranlasst,
als das Stufengetriebe zu dienen. Dies resultiert im Auftreten einer
Antriebskraft mit einer geeigneten Größe.
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Gleichzeitig
tritt eine stufenlose oder kontinuierliche Änderung in
der Drehzahl auf, die an den Automatikgetriebeabschnitt 20 eingegeben
wird, d. h. der Übertragungselementdrehzahl N18,
die für jede Gangposition der 1.-Gang-, 2.-Gang-, 3.-Gang-
und 4.-Gang-Position an den Automatikgetriebeabschnitt 20 gelegt
wird. Somit werden die jeweiligen Gangpositionen in Übersetzungsverhältnissen über
einen stufenlosen Schaltbereich hergestellt. Entsprechend kann der
Gangschaltmechanismus 10, da das Übersetzungsverhältnis über
die benachbarten Gangpositionen stufenlos variabel ist, das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
im stufenlosen Schaltzustand erzielen.
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Um 6 im
Detail zu erläutern, stellt 6 das
Schaltdiagramm (Beziehung und Schalt-Speicherdarstellung) dar, das
vorausgehend in der Speichereinrichtung 56 gespeichert
wurde für eine Bestimmung, um das Gangschalten im Automatikgetriebeabschnitt 20 durchzuführen. 6 zeigt
ein Beispiel für das Schaltdiagramm, das als zweidimensionale
Koordinate mit Parametern hinsichtlich der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und des benötigten Ausgangsmoments TOUT abgetragen
ist, welches einen Wert im Zusammenhang mit der Antriebskraft angibt. In 6 steht
eine durchgezogene Linie für eine Hochschaltlinie, und
eine einfach gepunktete Linie steht für eine Herunterschaltlinie.
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Ferner
steht in 6 eine gestrichelte Linie für
eine Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1, und ein Bestimmungsausgangsmoment
T1 für die Umschaltesteuereinrichtung 50, um eine
Bestimmung an dem stufenlosen Steuerbereich und dem abgestuften
Steuerbereich vorzunehmen. D. h., die gestrichelte Linie in 6 steht
für zwei Bestimmungslinien. Eine ist eine vorgegebene hohe
Fahrzeuggeschwindigkeit-Bestimmungslinie, die eine Serie der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
V1 bildet, welche eine vorgegebene Hochgeschwindigkeitsfahrt-Bestimmungslinie
für eine Bestimmung darstellt, dass das Hybridfahrzeug
im Hochgeschwindigkeits-Fahrbereich liegt. Die andere ist eine vorgegebene
Hochausgangfahrt-Bestimmungslinie, die eine Reihe des Bestimmungsausgangsmoments
T1 bildet, welche eine vorgegebene Hochausgangfahrt-Bestimmungslinie
für eine Bestimmung des antriebskraftbezogenen Wertes,
der für das Hybridfahrzeug relevant ist, d. h. beispielsweise
des Hochausgang-Fahrbereichs für das Ausgangsmoment TOUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 zum
Kennzeichnen des hohen Ausgangs.
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Wie
ferner als eine zweifach gepunktete Linie in 6 im Vergleich
mit der dort angegebenen gestrichelten Linie gezeigt ist, ist eine
Hysterese für das Vornehmen einer Bestimmung an dem abgestuften
Schaltsteuerbereich und dem stufenlosen Schaltsteuerbereich vorgesehen.
D. h., 6 stellt ein vorausgehend gespeichertes
Umschaltdiagramm (Schalt-Speicherdarstellung und Beziehung) für
die Umschaltesteuereinrichtung 50 dar, um eine Bereichsbestimmung
an entweder dem stufenlosen Steuerbereich oder dem abgestuften Steuerbereich basierend
auf Parametern vorzunehmen, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit V
und das Ausgangsmoment TOUT die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1
und das Bestimmungsausgangsmoment T1 abdecken. Ausserdem kann die
Speichereinrichtung 56 vorausgehend die Schalt-Speicherdarstellung
einschließlich eines solchen Schaltdiagramms speichern.
Darüber hinaus kann das Schaltdiagramm von dem Typ sein,
der zumindest eines von der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1
und dem Bestimmungsausgangsmoment T1 umfasst, und kann ein vorausgehend
gespeichertes Schaltdiagramm mit einem Parameter wie einem von der
Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Ausgangsmoment TOUT umfassen.
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Das
vorstehend erwähnte Schaltdiagramm, das Umschaltdiagramm
oder das Antriebsaggregat-Umschaltdiagramm oder dergleichen können nicht
in der Speicherdarstellung, sondern in einer Bestimmungsformel für
das Vornehmen eines Vergleichs zwischen der gegenwärtigen
Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit 1 gespeichert
sein, und einer Bestimmungsformel oder dergleichen zum Vornehmen
eines Vergleichs zwischen dem Ausgangsmoment TOUT und
dem Bestimmungsausgangsmoment T1. In einem solchen Fall versetzt
die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Gangschaltmechanismus 10 in
den abgestuften Schaltzustand, wenn der Fahrzeugzustand wie etwa
beispielsweise die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit
die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 überschreitet.
Ausserdem versetzt die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Gangschaltmechanismus 10 in
den abgestuften Schaltzustand, wenn der Fahrzeugzustand wie etwa beispielsweise
das Ausgangsmoment TOUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 das
Bestimmungsausgangsmoment T1 überschreitet.
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Ferner
gibt es zuweilen einen Fahrzeugzustand mit einer Fehlfunktion aufgrund
eines Defektes oder einer niedrigen Temperatur in der Steuergerätschaft
eines elektrischen Systems wie etwa eines Elektromotor oder dergleichen,
um den Differentialabschnitt 11 zu aktivieren, dass er
als elektrisch gesteuertes stufenloses Schaltgetriebe dient. Dies
beinhaltet eine fehlerhafte Funktion, die in einer Gerätschaft
verursacht wird, die einem elektrischen Pfad zugeordnet ist, beginnend
beispielsweise mit dem Betrieb des ersten Elektromotors zum Erzeugen
von elektrischer Energie bis zu einer Phase des Umwandeln von resultierender
elektrischer Energie in mechanische Energie. D. h., dies umfasst
Defekte oder eine fehlerhafte Funktion in dem ersten Elektromotor M1,
dem zweiten Elektromotor M2, dem Inverter 58, der Batterie 60 und
einem Übertragungspfad, der diese Bestandteile untereinander
verbindet. In solchen Fällen kann die Umschaltesteuereinrichtung 50 selbst
bei Vorliegen eines stufenlosen Steuerbereich mit höchster
Priorität den Gangschaltmechanismus 10 in einen
abgestuften Schaltzustand versetzen, mit dem Zweck, das Fahren des
Fahrzeugs sicher zu stellen. Beispielsweise bestimmt die Umschaltesteuereinrichtung 50,
ob ein Defekt oder eine Fehlfunktion in einer Steuergerätschaft
des elektrischen System wie etwa dem Elektromotor oder dergleichen
vorliegt, um den Differentialabschnitt 11 so betreibbar
zu machen, dass er als das stufenlose Getriebe dient. Wenn die Bestimmung
bejahend ist, wird der Gangschaltmechanismus 10 in einen
abgestuften Schaltzustand versetzt.
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Der
vorstehend erwähnte antriebskraftbezogene Wert ist ein
Parameter, der der Antriebskraft des Fahrzeugs in einer Eins-zu-Eins-Beziehung
entspricht, wobei es sich um das Antriebsmoment oder die Antriebskraft
am Antriebsrad 38 handeln kann. Ausserdem kann es sich
um ein Ausgangsmoment TOUT, ein Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment
TE, einen Fahrzeugbeschleunigungswert G
des Automatikgetriebeabschnitts 20; einen Ist-Wert wie
etwa das basierend auf der Fahrpedalbetätigungsgröße
ACC oder dem Drosselklappenventil-Öffnungsgrad θTH (oder Ansaugluftmenge, Luft-Kraftstoffverhältnis oder
Kraftstoffeinspritzmenge) berechnete Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment
TE und die Kraftmaschinendrehzahl NE; oder einen Schätzwert wie etwa das
basierend auf der Fahrpedalbetätigungsgröße ACC oder dem Drosselklappenventil-Öffnungsgrad θTH berechnete benötigte (Soll-)Kraftmaschinenmoment
TE, das benötigte (Soll-)Ausgangsmoment
oder das benötigte Antriebsmoment handeln. Das Fahrzeugantriebsmoment
kann basierend auf nicht nur dem Ausgangsmoment TOUT usw.,
sondern auch dem Verhältnis einer Differentialgetriebevorrichtung
und dem Radius der Antriebsräder 38 berechnet
werden, oder kann unmittelbar von einem Drehmomentsensor oder dergleichen
erfasst werden. Dies trifft auf jedes der vorstehend erwähnten
Momente zu.
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Die
vorstehend erwähnte Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
V1 ist so eingestellt, dass der Gangschaltmechanismus 10 bei
einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit in den abgestuften Schaltzustand
versetzt wird, um eine aufgetreten Verschlechterung der Kraftstoffausnutzung
zu unterdrücken, falls der Gangschaltmechanismus 10 bei
dieser Fahrt mit hoher Geschwindigkeit in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt wird. D. h., bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit
kann der Gangschaltmechanismus 10 ohne den elektrischen
Pfad als das Planetenradtyp-Stufengetriebe mit hoher Wirksamkeit
verwendet werden.
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Ferner
ist das Bestimmungsdrehmoment T1 entsprechend der Charakteristik
des ersten Elektromotors M1 eingestellt, wobei sein maximaler Ausgang
an elektrischer Energie klein eingestellt ist. Dies ist so, weil
beispielsweise bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit
der erste Elektromotor M1 klein eingestellt wird, indem seine Gegenkraft
nicht dem Hochausgangsbereich der Kraftmaschine 8 entspricht.
Alternativ ist das Bestimmungsdrehmoment T1 so eingestellt, dass
der Gangschaltmechanismus 10 in den abgestuften Schaltzustand versetzt
wird. Eine solche Einstellung basiert auf dem Standpunkt, dass der
Fahrer der Erfordernis eines Schaltgefühls, bei dem die
Kraftmaschinendrehzahl entsprechend dem Schaltvorgang variiert,
den Vorzug vor der Erfordernis des Kraftstoffverbrauchs gibt. D.
h., bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, bei der der Gangschaltmechanismus 10 als
stufenloses Getriebe dient, arbeitet das Fahrzeug als Stufengetriebe,
das die Gangabstufung schrittweise ändert.
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8 steht
für ein vorausgehend in der Speichereinrichtung 56 gespeichertes
Umschaltdiagramm (Schalt-Speicherdarstellung und Beziehung). Es
hat eine Kraftmaschinenausgangslinie in Form einer Grenzlinie, die
es ermöglicht, dass die Umschaltesteuereinrichtung 50 die
Bereichsbestimmung ausführt, an der der abgestufte Steuerbereich
und der stufenlose Steuerbereich im Hinblick auf Parameter einschließlich
Kraftmaschinendrehzahl NE und Kraftmaschinenmoment
TE gewählt werden. Die Umschaltesteuereinrichtung 50 kann
den Betrieb basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl NE und
dem Kraftmaschinenmoment TE unter Bezugnahme
auf das in 8 gezeigte Umschaltdiagramm
ausführen, anstatt sich auf das in 6 gezeigte
Umschaltdiagramm zu beziehen. D. h., die Umschaltesteuereinrichtung 50 kann
bestimmen, ob der mit der Kraftmaschinendrehzahl NE und
dem Kraftmaschinenmoment TE dargestellte
Fahrzeugzustand im abgestuften Steuerbereich oder im stufenlosen
Steuerbereich liegt. Hierbei ist 8 eine
Schemaansicht, wobei die gestrichelte Linie wie in 6 gezeigt
abgetragen ist. Mit anderen Worten steht die gestrichelte Linie
in 6 auch für Umschaltelinien, die als zweidimensionale Koordinaten
im Hinblick auf Parameter einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und des Ausgangsmoments TOUT basierend
auf dem in 8 gezeigten Beziehungsdiagramm
("map") umgeschrieben sind.
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Wie
an der in 6 gezeigten Beziehung angegeben
ist, ist der abgestufte Steuerbereich so eingestellt, dass er in
dem Hochmomentbereich liegt, in dem das Ausgangsmoment höher
als das vorgegebene Bestimmungsausgangsmoment T1 ist, oder in dem
hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit
V höher als die vorgegebene Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
V1 ist. Daher wird ein Fahren mit abgestuftem Schalten in einem
hohen Antriebsmomentbereich bewirkt, in dem die Kraftmaschine 8 mit
einem relativ hohen Moment arbeitet, oder einem relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
der Fahrzeuggeschwindigkeit. Ferner wird ein Fahren mit stufenlosem
Schalten in einem niedrigen Antriebsmomentbereich bewirkt, in dem
die Kraftmaschine 8 mit einem relativ niedrigen Moment
arbeitet, oder einem relativ niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
der Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. während eines normalen
Ausgangsbereichs der Kraftmaschine 8.
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In
der in 8 gezeigten Beziehung ist auf ähnliche
Weise der abgestufte Schaltsteuerbereich so eingestellt, dass er
in einem Hochmomentbereich liegt, in dem das Kraftmaschinenmoment
TE höher als ein vorgegebener gegebener
Wert TE1 ist, einem Hochdrehzahlbereich,
in dem die Kraftmaschinendrehzahl NE größer
als ein vorgegebener gegebener Wert NE1 ist,
oder einem Hochausgangsbereich, in dem der basierend auf dem Kraftmaschinenmoment TE und der Kraftmaschinendrehzahl NE berechnete Kraftmaschinenausgang größer
als ein gegebener Wert ist. Daher wird der abgestufte Schaltfahrbereich mit
einem relativ hohen Moment, einer relativ hohen Drehzahl oder einem
relativ hohen Ausgang der Kraftmaschine 8 verwirklicht.
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Der
stufenlose Schaltfahrbereich wird mit einem relativ niedrigen Moment,
einer relativ niedrigen Drehzahl oder einem relativ niedrigen Ausgang
der Kraftmaschine 8 verwirklicht, d. h. im normalen Ausgangsbereich
der Kraftmaschine 8. Die Grenzlinie in 8 zwischen
dem abgestuften Steuerbereich und dem stufenlosen Steuerbereich
entspricht einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungslinie, die
eine Reihe von hohen Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungswerten
bildet, und einer Hochausgangfahrt-Bestimmungslinie, die eine Reihe
von Hochausgangfahrt-Bestimmungswerten bildet.
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Mit
einer solchen Grenzlinie wird der Gangschaltmechanismus 10 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt, um sicher zu stellen, dass
das Fahrzeug während einer Fahrt des Fahrzeugs beispielsweise
bei einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einem niedrigen/mittleren
Ausgang ein Kraftstoffeinsparverhalten aufweist. Im Hochgeschwindigkeits-Fahrbereich,
in dem eine Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
V1 überschreitet, wird der Gangschaltmechanismus 10 in
den abgestuften Schaltzustand versetzt, in dem er als Stufengetriebe
betreibbar ist. Hierbei wird der Ausgang der Kraftmaschine 8 auf
die Antriebsräder 38 hauptsächlich über
einen mechanischen Leistungsübertragungspfad übertragen.
Dies unterdrückt einen Verlust bei der Umwandlung zwischen
Antriebsleistung und elektrischer Energie, der entsteht, wenn der
Gangschaltmechanismus 10 veranlasst wird, als ein elektrisch
gesteuertes stufenloses Getriebe zu wirken, wobei er einen verbesserten Kraftstoffverbrauch
zur Verfügung stellt.
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Ferner
wird der Gangschaltmechanismus 10 während einer
Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Ausgang der Kraftmaschine, bei
der der antriebskraftbezogene Wert wie etwa das Ausgangsmoment TOUT oder dergleichen das Bestimmungsdrehmoment T1 überschreitet,
in den abgestuften Schaltzustand versetzt, in dem er als Stufengetriebe
wirkt. Hierbei wird der Ausgang der Kraftmaschine 8 hauptsächlich über
den mechanischen Leistungsübertragungspfad auf die Antriebsräder 38 übertragen.
Daher wird das elektrisch gesteuerte stufenlose Getriebe dazu veranlasst,
im niedrigen/mittleren Geschwindigkeitsfahrbereich und im niedrigen/mittleren
Ausgangsfahrbereich des Fahrzeugs zu arbeiten. Dies resultiert in
einer Reduzierung des maximalen Wertes der elektrischen Energie,
die von dem ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, d. h. der elektrischen
Energie, die von diesem übertragen wird. Somit kann eine
weitere Verkleinerung des ersten Elektromotors M1 per se oder in
der Fahrzeugantriebsvorrichtung, die eine solche Komponente enthält,
erzielt werden.
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Kurz
gesagt, wenn der vorgegebenen Wert TE1 als
der Umschalte-Bestimmungswert für das Kraftmaschinenmoment
TE eingestellt ist, bei dem der erste Elektromotor
M1 die Reaktionskraft bei einer Hochausgangfahrt aufnehmen kann,
bei der das Kraftmaschinenmoment TE den
vorgegebenen Wert TE1 überschreitet,
wird der Differentialabschnitt 11 in den abgestuften Schaltzustand
versetzt. Der erste Elektromotor M1 wird nicht benötigt,
um die Reaktionskraft gegen das Kraftmaschinenmoment TE aufzunehmen,
anders als in dem Fall, in dem der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt wird. Somit wird eine Verschlechterung
der Lebensdauer des ersten Elektromotors M1 unterdrückt
und gleichzeitig seine Größe klein gehalten.
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Mit
anderen Worten, in dem ersten Elektromotor M1 der ersten Ausführungsform
ist dessen maximaler Ausgang kleiner gewählt als die Reaktionskraftkapazität,
die für den maximalen Wert des Kraftmaschinenmoments TE benötigt wird, d. h. der maximale
Ausgang entspricht nicht der Reaktionskraftkapazität gegen
ein Kraftmaschinenmoment TE, das den vorgegebenen
Wert TE1 überschreitet. Hierdurch wird
eine Verkleinerung des ersten Elektromotors M1 verwirklicht.
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Der
maximale Ausgang des ersten Elektromotors M1 ist ein Nennwert, der
vorausgehend experimentell berechnet wurde, um als seine Verwendungsumgebung
zugelassen und eingestellt zu werden. Der Umschalte-Bestimmungswert
des Drehmoments der Kraftmaschine TE entspricht
dem maximalen Wert des Drehmoments der Kraftmaschine, die von dem
ersten Elektromotor M1 aufgenommen werden kann, oder einem Wert,
der um einen vorgegebenen Betrag kleiner als dieser ist. Er wird
vorausgehend experimentell berechnet, so dass eine Verschlechterung
der Lebensdauer des ersten Elektromotors M1 unterdrückt
wird.
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Es
gibt einen anderen möglichen Gesichtspunkt als die Erfordernis
der Kraftstoffausnutzung bei der Anforderung der Antriebskraft durch
den Fahrer zu berücksichtigen. Unter diesem Gesichtspunkt
wird der Gangschaltmechanismus 10 auf den abgestuften Schaltzustand
(festgelegten Schaltzustand) und nicht auf den stufenlosen Schaltzustand
geschaltet. Dies ermöglicht es dem Fahrer, sich an einer Änderung
der Kraftmaschinendrehzahl NE zu erfreuen,
die sich aus dem Hochschalten in den abgestuften automatischen Schaltfahrbereich
ergibt, wie beispielsweise in 9 gezeigt
ist, d. h. eine rhythmische Änderung der Drehzahl NE der Kraftmaschine.
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Bei
der veranschaulichten Ausführungsform wird hierbei, wenn
die Notwendigkeit einer größeren Fahrzeugantriebskraft
oder einer Antriebsaggregatbremsung entsteht, die größer
als die für einen gegebenen Fahrzustand des Fahrzeugs ist
(im Nachfolgenden als "gegebener Fahrzustand" bezeichnet), eine
Operation ausgeführt, bei der ein Gesamtübersetzungsverhältnis γT
auf die Gangseite einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit (auf
eine niedrige Gangseite) als diejenige eingestellt wird, die für
den gegebenen Fahrzustand benötigt wird. Dies ermöglicht
es, das Übersetzungsverhältnis bis zu einem Gang
für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem Gang einer
niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit zu halten als demjenigen, der
bei dem gegebenen Fahrzustand benötigt wird.
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Es
wird angenommen, dass die gegebene Fahrt des Fahrzeugs eine Fahrt
des Fahrzeugs umfasst, die in einem vorgegebenen Fahrzustandsbereich
enthalten ist. Beispielsweise wird eine Bezugsbeschleunigung GK für eine Fahrt auf einer ebenen Straße
voreingestellt als ein Parameter im Hinblick auf die Drosselklappenventilöffnung θTH, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die
Kraftmaschinendrehzahl NE. Die Bezugsbeschleunigung
GK wird mit einer Ist-Fahrzeugbeschleunigung
G verglichen, und die Ist-Fahrzeugbeschleunigung G wird so eingestellt, dass
sie in einen gegebenen Bereich innerhalb der vorgegebenen Bezugsbeschleunigung
GK fällt, bei der angenommen wird,
dass das Fahrzeug auf einer ebenen Straße fährt.
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Ein
Beispiel für die Notwendigkeit einer größeren
Fahrzeugantriebskraft als der für den gegebenen Fahrzustand
erforderlichen umfasst voraussichtlich eine Fahrt des Fahrzeugs
auf einer ansteigenden Straße, wobei die Ist-Fahrzeugbeschleunigung
G unter einem gegebenen Bereich der Bezugsbeschleunigung GK liegt. Ein Beispiel für die Notwendigkeit
einer Antriebsaggregatbremsung umfasst voraussichtlich eine Fahrt
des Fahrzeugs auf einer abfallenden Straße, wobei die Ist-Fahrzeugbeschleunigung
G größer als ein gegebener Bereich der Bezugsbeschleunigung
GK wird. Während des gegebenen
Fahrzustands führt der Automatikgetriebeabschnitt 20 das Umschalten
an den in 6 gezeigten Schaltlinien durch.
Ausserdem führt der Automatikgetriebeabschnitt 20 während
der Fahrt des Fahrzeugs auf der ansteigenden und abfallenden Straße
das Schalten an den in 10 gezeigten
Schaltlinien durch. Bei den in 10 gezeigten
Schaltlinien werden jeweilige Schaltlinien auf höhere Fahrzeuggeschwindigkeitgänge
geändert, so dass das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
auf einen niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeitgang gesetzt ist als
den, der bei den gezeigten Schaltlinien in 6 auftaucht.
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Unter
Verwendung der in 10 gezeigten Schaltlinien während
der Fahrt des Fahrzeugs auf der ansteigenden und abfallenden Straße
kann die Fahrzeugantriebsvorrichtung daher während der Fahrt
des Fahrzeugs auf der ansteigenden Straße eine größere
Antriebskraftseite erhalten als diejenige, die während
des gegebenen Fahrzustands in einem Bereich bis auf die hohe Fahrzeuggeschwindigkeitgangseite
erhalten wird. Ferner ermöglicht es die Verwendung der
in 10 gezeigten Schaltlinien, dass ein Hochschalten
in einem Bereich bis zu der höheren Fahrzeuggeschwindigkeitgangseite
als derjenigen, die bei Verwendung der in 6 gezeigten Schaltlinien
erhalten wird, unterdrückt wird, wodurch eine häufiges
Schalten vermieden wird.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 5 bestimmt insbesondere eine
Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung (Steigung/Gefälle-Bestimmungsabschnittportion) 80,
ob eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ansteigt
oder abfällt. Beispielsweise stellt die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 im
Voraus die Bezugsbeschleunigung GK für
den ebenen Straßenfahrzustand als Parameter der Drosselklappenventilöffnung θTH, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der
Kraftmaschinendrehzahl NE ein. Falls bei
einem Vergleich der Bezugsbeschleunigung GK mit
der Ist-Fahrzeugbeschleunigung G die Ist-Fahrzeugbeschleunigung
G länger als einen bestimmten vorgegebenen Zeitraum weniger
als die Bezugsbeschleunigung GK beträgt,
wird bestimmt, dass das Fahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt.
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Falls
hingegen die Ist-Fahrzeugbeschleunigung G länger als einen
bestimmten vorgegebenen Zeitraum über der Bezugsbeschleunigung
GK liegt, wird bestimmt, dass das Fahrzeug
auf einer abfallenden Straße fährt. Die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 bestimmt,
ob die ansteigende oder abfallende Straße beendet ist.
Beispielsweise während der Fahrt des Fahrzeugs auf der
ansteigenden und abfallenden Straße stellt die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 einen
Vergleich zwischen der Bezugsbeschleunigung GK und
der Ist-Fahrzeugbeschleunigung G an. Falls hierbei die Ist-Fahrzeugbeschleunigung
G länger als einen voreingestellten Zeitraum in einem gegebenen
Bereich der Bezugsbeschleunigung GK liegt,
wird bestimmt, dass die ansteigende oder abfallenden Straße
beendet ist.
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Wenn
die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 bestimmt,
dass eine ansteigende oder abfallende Straße vorliegt,
stellt die Schaltsteuereinrichtung 82 die Schaltlinien
für das auf der ansteigenden/abfallenden Straße
fahrende Fahrzeug gemäß der Darstellung in 10 so ein, dass das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
auf eine niedrigere Fahrzeuggeschwindigkeitgangseite eingestellt
wird als die, die während des gegebenen Fahrzustands auftritt.
Wenn die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 bestimmt,
dass keine ansteigende oder abfallenden Straße vorliegt,
oder die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 bestimmt,
dass die ansteigende oder abfallenden Straße beendet ist, stellt
die Schaltsteuereinrichtung 82 ausserdem die Schaltlinien
für den gegebenen Fahrzustand so ein, wie in 6 gezeigt
ist.
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Die
abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54 bestimmt, ob ein
Schalten im Gangschaltmechanismus 10 durchgeführt
werden soll, basierend auf entweder den in 10 gezeigten
Schaltlinien für eine ansteigende oder abfallende Straße,
die von der Schaltsteuereinrichtung 82 eingestellt werden,
oder den in 6 gezeigten Schaltlinien für
den gegebener Fahrzustand. Diese Bestimmung hängt von dem durch
die Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellten Fahrzeugzustand und dem
angeforderten Ausgangsmoment TOUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 unter
Bezugnahme auf die für den gegebenen Fahrzustand in 6 gezeigten
Schaltlinien ab. Beispielsweise bestimmt die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54,
dass ein Schaltübersetzungsverhältnis im Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet
werden soll, um den Automatikgetriebeabschnitt 20 zu veranlassen,
eine automatische Schaltsteuerung auszuführen, um das bestimmte
Schaltübersetzungsverhältnis zu erhalten.
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Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, bestimmt die Hybridsteuereinrichtung 52 einen
Sollwert des Gesamtübersetzungsverhältnisses γT
des Gangschaltmechanismus 10. Der Sollwert wird so bestimmt, dass
ein Kraftmaschinenmoment TE und eine Kraftmaschinendrehzahl
NE zum Erzeugen eines Kraftmaschinenausgangs
erhalten werden, die den basierend auf dem Fahrpedalöffnungsgrad
ACC und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechneten
Sollausgang (Gesamtsollausgang und angeforderte Antriebskraft F*)
erfüllen. Das Übersetzungsverhältnis γ0
des Differentialabschnitts 11 wird unter Berücksichtigung
des Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebeabschnitts 20 gesteuert,
um das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
in einem variablen Bereich für das Schalten zu steuern,
das möglicherweise ausgeführt wird, wodurch der
Sollwert erhalten wird.
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Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
(abgestufter Schaltzustand) versetzt ist, steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 die
Kraftmaschine 8 unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses
des Gangschaltmechanismus 10. Diese Steuerung wird so ausgeführt, dass
ein Kraftmaschinenmoment TE und eine Kraftmaschinendrehzahl
NE zum Erzeugen eines Kraftmaschinenausgangs
erhalten werden, welche den basierend auf dem Fahrpedalöffnungsgrad
ACC und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechneten
Sollausgang (den Gesamtsollausgang und die angefordert Antriebskraft
F*) erfüllen.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 berechnet eine Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* für die Verlangsamungsfahrt
basierend auf der Ist- Fahrzeuggeschwindigkeit unter Bezugnahme auf die
vorausgehend und experimentell erhaltene Beziehung, die beispielsweise
durch eine durchgezogene Linie in 11 gezeigt
ist, zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G*. Ferner berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 das
angefordert Bremsmoment TB* zum Herstellen
der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* beispielsweise unter Bezugnahme auf die vorausgehend und experimentell
erhaltene Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung G*,
die in 12 gezeigt ist.
-
Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, führt die Hybridsteuereinrichtung 52 den
Betrieb zum Erzielen des Bremsmomentes TB beispielsweise
unter Berücksichtigung des Energiewirkungsgrades mit höchster Priorität
mit Regenerationsmoment durch. Auf dieser Basis wird die Regeneration
mit einem Regenerationsbetrag, der das vorgegebene Regenerationsmoment
erzielt, unter Verwendung des zweiten Elektromotors ausgeführt,
um das angeforderte Bremsmoment TB* zu erhalten.
Dies unterdrückt das Auftreten eines Pumpverlustes, der
aus dem Schleppmoment (Drehwiderstand) der Kraftmaschine 8 resultiert,
so dass die Antriebsaggregatbremsung (Größe der
Geschwindigkeitsverringerung) in eben diesem Maße unterdrückt
wird, um den Regenerationsbetrag zu erhöhen. Entsprechend
führt die Hybridsteuereinrichtung 52 die Kraftstoffabsperroperation
durch, um den Betrieb der Kraftmaschine 8 anzuhalten, was
dazu führt, dass der erste Elektromotor M1 im Leerlauf
arbeitet.
-
Somit
hält die Hybridsteuereinrichtung 52 aufgrund des
Differentialbetriebs des Differentialmechanismus 11 die
Kraftmaschinendrehzahl NE ohne Bindung an
die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf einem Niveau von Null oder nahezu
Null. Gemäß der vorliegenden Verwendung bezieht
sich der Ausdruck "ohne Bindung an die Fahrzeuggeschwindigkeit"
darauf, dass die Kraftmaschinendrehzahl NE frei
von der Drehelement-Drehgeschwindigkeit N18 ist,
die einzig basierend auf der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 22 des
Automatikgetriebeabschnitts 20 und dem Übersetzungsverhältnis γ bestimmt
wird.
-
Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
(abgestufter Schaltzustand) versetzt ist, ist die Kraftmaschinendrehzahl NE ferner an die Fahrzeuggeschwindigkeit V
gebunden, um zu veranlassen, dass die Kraftmaschine 8 zwangsgedreht
wird, wodurch die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
infolge des Kraftmaschinenbremsmoments erhalten wird. Entsprechend kann
die Fahrzeugantriebsvorrichtung zusätzlich zu einem Regenerationsmoment
ein Bremsmoment TB haben, das mit dem Kraftmaschinenbremsmoment erhalten
wird. Um das angeforderte Bremsmoment TB*
zu erzielen, ermöglicht es also die Hybridsteuereinrichtung 52,
dass eine Momentkomponente, die nur mit Regenerationsmoment ungenügend
ist, oder ein gesamtes angefordertes Bremsmoment TB* durch
Kraftmaschinenbremsmoment abgedeckt wird.
-
Somit
kann der Gangschaltmechanismus 10 (Differentialabschnitt 11,
Leistungsübertragungsmechanismus 16) bei der veranschaulichten
Ausführungsform selektiv in den stufenlosen Schaltzustand (Differentialzustand)
und den nicht-stufenlosen Schaltzustand (Nicht-Differentialzustand)
umgeschaltet werden. Die Umschaltesteuereinrichtung 50 bestimmt
den im Differentialabschnitt 11 zu schaltenden Schaltzustand,
wodurch der Differentialabschnitt 11 selektiv auf einen
von dem stufenlosen Schaltzustand und dem nicht-stufenlosen Schaltzustand
umgeschaltet wird. Die benötigte Antriebskraft und die Antriebsaggregatbremsung
können dann in Abhängigkeit von dem stufenlosen
Schaltzustand und dem nicht-stufenlosen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 erhalten
werden.
-
Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, wird der erste Elektromotor M1 veranlasst, ein von
dem Kraftmaschinenmoment TE abhängendes
Reaktionsmoment aufzunehmen, wodurch die Steuerung auf angemessene
Weise durchgeführt wird. Wenn der Differentialabschnitt 11 hingegen
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, ist es nicht
nötig, dass der erste Elektromotor M1 ein Reaktionsmoment
aufnimmt, beispielsweise ein gegen das Kraftmaschinenmoment TE erzeugtes Reaktionsmoment, das über
dem gegebenen Wert TE1 liegt. Dies ermöglicht es,
dass der maximale Ausgang des ersten Elektromotors M1 verringert
wird, wodurch eine Verkleinerung erzielt wird.
-
Wenn
das Fahrzeug in einer Situation, in der der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, unter einer hohen Kraftmaschinenlast
fährt, wie etwa bei einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer
ansteigenden Straße, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass
der erste Elektromotor M1 Schwierigkeiten hat, das Reaktionsmoment
zum Kraftmaschinenmoment TE aufzunehmen.
Auch wenn ein Kraftmaschinenmoment TE die
Aufnahme eines Reaktionsmomentes für das Kraftmaschinenmoment
TE veranlasst, besteht je nach der Leistungsfähigkeit (Nennwert)
des ersten Elektromotors M1 eine Wahrscheinlichkeit, dass das Lastmoment
des ersten Elektromotors M1 den relevanten zulässigen Bereich überschreitet.
-
Bei
einer anderen Betrachtungsweise muss der erste Elektromotor M1 vergrößert
werden, um einen Mangelzustand bei der Antriebskraft während der
Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden Straße zu vermeiden,
oder um auszuschließen, dass ein Lastmoment des ersten
Elektromotors M1 den relevant zulässigen Bereich überschreitet.
Eine Vergrößerung des ersten Elektromotors M1
nur zum Zweck des Fahrens des Fahrzeugs auf einer ansteigenden Straße
läuft jedoch der Aufgabe (dem Ziel) einer Verkleinerung
des ersten Elektromotors M1 zuwider.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform minimiert ferner
ein Umschalten des Differentialabschnitts 11 in den abgestuften
Schaltzustand den maximalen Wert von elektrischer Energie, der über
den elektrischen Pfad übertragen wird. Da des Weiteren der
Automatikgetriebeabschnitt 20 in den Leistungsübertragungspfad
vom zweiten Elektromotor M2 zu den Antriebsrädern 38 eingegliedert
ist, kann der zweite Elektromotor M2 ebenfalls verkleinert werden.
-
In
einer Situation, in der der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, führt das Fahrzeug
die Verlangsamungsfahrt in einem Zustand wie während der
Fahrt des Fahrzeugs auf einer abfallenden Straße durch,
wobei das Bremsmoment TB nur basierend auf
einem Regenerationsmoment des zweiten Elektromotors M2 erzeugt wird.
Daher wird das angeforderte Bremsmoment TB*
bei einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer abschüssigen Straße,
wie durch eine gepunktete Linie in 12 gezeigt
ist, größer als dasjenige bei einer Fahrt des
Fahrzeugs auf einer ebenen Straße, wie durch eine durchgezogene
Linie in 12 gezeigt ist. Somit besteht
in Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit (Nennwert)
des zweiten Elektromotors M2 eine Wahrscheinlichkeit, dass bei einer
Antriebsaggregatbremsung ein Mangelzustand auftritt.
-
Desgleichen
wird die Entstehung von Regenerationsmoment basierend auf der Drehgeschwindigkeit
NM2 des zweiten Elektromotors M2 veranlasst, die
nur mit der Gangposition γ des Automatikgetriebeabschnitts 20,
in dem ein Hochschalten unterdrückt ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit
V bestimmt wird. Dies resultiert in einer Wahrscheinlichkeit, dass
in Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit (Nennwert)
des zweiten Elektromotors M2 das relevante Lastmoment den zulässigen
Bereich überschreitet. Bei einer anderen Betrachtungsweise
ergibt sich die Notwendigkeit, den zweiten Elektromotor M2 nur für
das Fahren des Fahrzeugs auf einer abfallenden Straße zu
vergrößern, nur um bei einer Antriebsaggregatbremsung
während der Fahrt des Fahrzeugs auf einer abfallenden Straße
zu vermeiden, oder damit das Lastmoment des zweiten Elektromotors
M2 nicht den zulässigen Bereich überschreitet.
Abgesehen davon besteht in Abhängigkeit von einem Ladezustand
SOC wie etwa der vollen Aufladung der Batterie 60 eine
Wahrscheinlichkeit, dass der Regenerationsbetrag unterdrückt
wird, mit einem resultierenden Mangelzustand der Antriebsaggregatbremsung.
-
Unter
Umständen, in denen das angeforderte Bremsmoment TB* oder eine Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment
TB*) nicht verfügbar ist, selbst
wenn die Schaltsteuereinrichtung 82 das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
auf eine niedrigere Geschwindigkeitsgangseite als diejenige für
den gegebener Fahrzustand einstellt, oder falls das Lastmoment des
ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors M2 nicht
innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wird der Differentialabschnitt 11 aus
dem stufenlosen Schaltzustand in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
umgeschaltet. Der Grund dafür ist, dass es ein solches
Umschalten ermöglicht, eine angeforderte Fahrzeugantriebskraft
F* oder Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment TB*)
in einem Zustand zu erhalten, in dem das Lastmoment des ersten Elektromotors
M1 oder des zweiten Elektromotors M2 den zulässigen Bereich
nicht überschreitet. Im Nachfolgenden wird ein solcher
Steuervorgang beschrieben.
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Genauer
gesagt bestimmt die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung
(Verriegelungszustand-Bestimmungsabschnitt) 84, ob der
Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt
ist oder nicht. Beispielsweise nimmt die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 84 die Bestimmung
basierend auf dem Fahrzeugzustand vor, dargestellt durch Schaltlinien,
die beispielsweise in 6 gezeigt sind, d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und dem Ausgangsmoment TOUT. Die Umschaltesteuereinrichtung 50 nimmt
eine Bestimmung vor, ob der Gangschaltmechanismus 10 in
der abgestuften Steuerung für den Gangschaltmechanismus 10 bleibt,
um kontrollierbar auf den abgestuften Schaltzustand umgeschaltet
zu werden, oder ob der Gangschaltmechanismus 10 im stufenlosen
Steuerbereich bleibt, um kontrollierbar auf den stufenlosen Schaltzustand
umgeschaltet zu werden. Wenn der Gangschaltmechanismus 10 in
dem abgestuften Steuerbereich bleibt, wird die Bestimmung getroffen, dass
der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist.
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Als
Nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 bestimmt,
dass sich das Fahrzeug auf einer ansteigenden/abfallenden Straße
befindet, und die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 84 bestimmt,
dass der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist. Die Antriebskraft/Antriebsaggregatbremsung-Bestimmungseinrichtung
(Antriebskraft/Antriebsaggregatbremsung-Bestimmungsabschnitt) 86 bestimmt,
ob die angeforderte Fahrzeugantriebskraft F* oder Antriebsaggregatbremsung
(Bremsmoment TB*) erhalten wird oder nicht,
d. h. ob die angeforderte Fahrzeugantriebskraft F* für
ein Fahren des Fahrzeugs auf einer ansteigenden Straße
bzw. die Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment TB*)
ausreichend ist oder nicht.
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Beispielsweise
beim Anstellen eines Vergleichs zwischen einer Bezugsbeschleunigung
GT, die für den Fahrpedalöffnungsgrad
ACC bei einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer
ansteigenden Straße voreingestellt ist, und der Ist-Beschleunigung
G bestimmt die Antriebskraft/Antriebsaggregatbremsung-Bestimmungseinrichtung 86,
dass die angeforderte Fahrzeugantriebskraft F* nicht erhalten wird, wenn
die Ist-Fahrzeugbeschleunigung G weniger als die Bezugsbeschleunigung
GT beträgt. Ferner bestimmt die
Antriebskraft/Antriebsaggregatbremsung-Bestimmungseinrichtung 86 beim
Anstellen eines Vergleichs zwischen der von der Hybridsteuereinrichtung 52 berechneten
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung G*
für ein Fahren des Fahrzeugs auf einer abfallenden Straße
und der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeitreduzierungsgröße
G, dass die angeforderte Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment TB*) nicht erhalten wird, wenn die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeitreduzierungsgröße
G weniger als die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* beträgt.
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Es
wird nun ein Fall beschrieben, in dem die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung
80 bestimmt, dass sich das Fahrzeug auf einer ansteigenden/abfallenden
Straße befindet, und die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 84 bestimmt, dass
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist. Die Elektromotorlast-Bestimmungseinrichtung (Elektromotorlast-Bestimmungsabschnitt) 88 bestimmt,
ob das Lastmoment des ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors
M2 im zulässigen Bereich bleibt oder nicht.
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Beispielsweise
dadurch, dass der Differentialabschnitt während der Fahrt
des Fahrzeugs auf einer ansteigenden Straße 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt werden soll, besteht zuweilen eine
Wahrscheinlichkeit, dass die Nennkapazität des ersten Elektromotors
M1 das von dem Elektromotor M1 aufzunehmende Reaktionsmoment TM1 (= TE·ρ1/(1
+ ρ1)) nicht abdecken kann. In einem solchen Fall bestimmt
die Elektromotorlast-Bestimmungseinrichtung 88, dass der
erste Elektromotor M1 ein Lastmoment aufweist, das nicht innerhalb
des zulässigen Bereichs liegt. Ferner deckt während
einer Fahrt des Fahrzeugs auf einer abfallenden Straße
eine Nennkapazität des zweiten Elektromotors M2 zuweilen
nicht das Regenerationsmoment auf, das basierend auf der Drehgeschwindigkeit
NM2 des zweiten Elektromotors erzeugt wird,
die nur durch das Übersetzungsverhältnis γ des
Automatikgetriebeabschnitts 20 und der Fahrzeuggeschwindigkeit
V bestimmt ist. In diesem Fall bestimmt die Elektromotorlast-Bestimmungseinrichtung 88,
dass das Lastmoment des zweiten Elektromotors M2 ausserhalb des
zulässigen Bereichs liegt.
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Es
wird nun eine Situation beschrieben, in der die Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 bestimmt,
dass das Fahrzeug auf einer ansteigenden/abfallenden Straße
fährt, die Schaltsteuereinrichtung 82 die Schaltlinien
für den Zustand des Fahrens auf einer ansteigenden/abfallenden
Straße gemäß der Darstellung in 10 einstellt, und die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 84 bestimmt,
dass der Differentialabschnitt in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist. Falls die Antriebsaggregatbremsung-Bestimmungseinrichtung 86 bestimmt,
dass die angeforderte Fahrzeugantriebskraft F* oder Antriebsaggregatbremsung
(Bremsmoment TB*) nicht verfügbar
ist, arbeitet die Umschaltesteuereinrichtung 50 wie folgt.
D. h., die Umschaltesteuereinrichtung 50 gibt einen Befehl
an die hydraulisch betätigte Steuerschaltung 42 aus,
die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 zu koppeln, um den
Differentialabschnitt 11 aus dem stufenlosen Schaltzustand
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand umzuschalten. Dies trifft
auf ähnliche Weise auf einen Fall zu, in dem die Elektromotorlast-Bestimmungseinrichtung 88 bestimmt,
dass das Lastmoment des ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors
M2 von dem zulässigen Bereich abweicht.
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Somit
schaltet die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Differentialabschnitt 11 in
den abgestuften Schaltzustand und den stufenlosen Schaltzustand
auf der Grundlage von Faktoren um, welche umfassen: eine Variation
der Fahrzeuggeschwindigkeit bei Bezugnahme z. B. auf die in 6 gezeigten Schaltlinien;
den Fall, dass die Fahrzeugantriebskraft F*, die für eine
Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden/abfallenden Straße
benötigt wird, oder die Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment
TB*) nicht verfügbar ist; oder
den Fall, in dem das Lastmoment des ersten Elektromotors M1 oder
des zweiten Elektromotors M2 von dem zulässigen Bereich
abweicht. Ausserdem kann eine von Menschenhand ausgelöste
Operation durchgeführt werden, um den Differentialabschnitt 11 in
den abgestuften Schaltzustand und den stufenlosen Schaltzustand
umzuschalten. Im Nachfolgenden wird ein solcher Steuervorgang beschrieben.
-
13 zeigt eine Beispiel eines Kippschalters 44 (im
Nachfolgenden als "Schalter 44" bezeichnet), der als manuelle
Schaltzustand-Wähleinrichtung dient und für die
manuelle Betätigung durch den Fahrer des Fahrzeugs in dem
Fahrzeug installiert ist. Der Schalter 44 ermöglicht
eine manuelle Bedienung, um zu veranlassen, dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 selektiv
in den Differentialzustand und den Nicht-Differentialzustand (verriegelten Zustand),
d. h. den stufenlosen Schaltzustand und den abgestuften Schaltzustand,
versetzt wird. Der Schalter 44 ermöglicht es,
dass das Fahrzeug in einem Schaltzustand fährt, der vom
Fahrer des Fahrzeugs gewünscht wird. Der Schalter 44 weist
einen Stufenlosschaltung-Fahrbefehlsknopf mit einer Aufschrift "STUFENLOSES
SCHALTEN" auf, der für einen Stufenlosschaltung-Fahrmodus
steht, und einen Abgestuftschaltung-Fahrbefehlsknopf mit einer Aufschrift
"STUFENSCHALTUNG", der für einen Stufenschaltung-Fahrmodus
steht. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs auf einen dieser Knöpfe
drückt, kann der Gangschaltmechanismus 10 selektiv
in den stufenlosen Schaltzustand versetzt werden, in dem er als elektrisch
gesteuertes stufenloses Getriebe arbeitet, oder in den abgestuften
Schaltzustand, in dem er als Stufengetriebe arbeitet.
-
Falls
der Anwender beispielsweise wünscht, dass das Fahrzeug
so fährt, dass er das Gefühl des stufenlosen Getriebes
und eines Kraftstoffeinspareffekts erhält, führt
der Anwender eine manuelle Bedienung durch, um das Automatikgetriebeabschnitt 20 im
stufenlosen Schaltzustand zu aktivieren. Falls der Anwender hingegen
wünscht, dass das Fahrzeug ein verbessertes Gefühl
aufgrund einer rhythmischen Variation der Kraftmaschinendrehzahl
aufweist, die aus dem Schalten des Stufengetriebes resultiert, nimmt
der Anwender die manuelle Bedienung vor, um zu wählen,
dass der Gangschaltmechanismus 10 in den abgestuften Schaltzustand
versetzt wird.
-
Die
Umschaltesteuereinrichtung 50 bestimmt, ob der Stufenlosschaltung-Fahrbefehlsknopf oder
der Abgestuftschaltung-Fahrbefehlsknopf des Schalters 44 selektiv
gedrückt wurde, und falls der Abgestuftschaltung-Fahrbefehlsknopf
gedrückt wurde, schaltet die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Gangschaltmechanismus 10 mit
höchster Priorität auf den abgestuften Schaltzustand
um.
-
Falls
der Stufenlosschaltung-Fahrbefehlsknopf des Knopfes 44 gedrückt
wurde, führt die Umschaltesteuereinrichtung 50 die
Operation unter Berücksichtigung eines Falles durch, in
dem der erste Elektromotor M1 Schwierigkeiten mit dem Aufnehmen
des Reaktionsmomentes zu dem Kraftmaschinenmoment TE hat,
und schaltet den Gangschaltmechanismus 10 z. B. unter Bezugnahme
auf das in 6 gezeigte Beziehungsdiagramm
in einen Schaltzustand in Abhängigkeit von der Variation
des Fahrzeugzustands.
-
Ferner
ist der Schalter 44 manchmal mit einer Neutralposition
versehen, die sich in einem Zustand befindet, in der keine von Fahren
mit Stufenlosschaltung oder Stufenschaltung gewählt ist.
Ein solcher Zustand tritt auf, wenn der Schalter 44 in
die Neutralposition versetzt ist, in der der Anwender keinen gewünschten
Schaltzustand wählt oder ein gewünschter Schaltzustand
automatisch geschaltet wird. Beispielsweise kann ein automatischer
Schaltungssteuervorgang ausgeführt werden, damit der Automatikgetriebeabschnitt 20 das
Schalten basierend auf der Variation der Fahrzeuggeschwindigkeit unter
Bezugnahme auf das in 6 gezeigte Beziehungsdiagramm
durchführt.
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14 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung
eines wesentlichen Steuervorgangs, der mit der elektronischen Steuervorrichtung 40 ausgeführt
werden soll, d. h. eines Steuervorgangs zum Umschalten der Schaltlinien
in Abhängigkeit davon, ob das Fahrzeug auf einer ebenen
Straße oder auf einer ansteigenden/abfallenden Straße
fährt. Diese Sequenz wird in einer extrem kurzen Zykluszeit
in der Größenordnung von mehreren Millisekunden
oder mehreren Hundertstelsekunden wiederholt ausgeführt.
-
In
Schritt (im Nachfolgenden wird der Begriff "Schritt" weggelassen)
S1 – entsprechend der Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80 – wird
eine Bestimmung vorgenommen, ob das Fahrzeug auf einer ansteigenden/abfallenden
Straße fährt oder nicht. Beispielsweise wird ein
Vergleich zwischen der Bezugsbeschleunigung GK für
ein Fahren des Fahrzeugs auf ebener Straße durchgeführt,
die als Parameter in Bezug auf beispielsweise die Drosselklappenventilöffnung θTH, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die
Kraftmaschinendrehzahl NE, und die Ist-Fahrzeugbeschleunigung
G voreingestellt ist. Falls die Ist-Fahrzeugbeschleunigung G länger
als den gegebenen Zeitraum um einen gegebenen Bereich unter der
Bezugsbeschleunigung GK liegt, wird bestimmt, dass
das Fahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt.
Falls die Ist-Fahrzeugbeschleunigung G langer als den gegebenen
Zeitraum um den gegebenen Bereich über der Bezugsbeschleunigung
GK liegt, wird bestimmt, dass das Fahrzeug
auf einer abfallenden Straße fährt.
-
Falls
die Bestimmung in S1 verneinend ist, werden in S2 – entsprechend
der Schaltsteuereinrichtung 82, d. h. einem Schaltsteuerungsschritt – die Schaltlinien
beispielsweise gemäß der Darstellung in 6 eingestellt.
-
Falls
die Bestimmung in S1 bejahend ist, werden in S3 – entsprechend
der Schaltsteuereinrichtung 82, d. h. dem Schaltsteuerungsschritt – die Schaltlinien
gemäß der Darstellung in 10 für
den Zustand des Fahrens auf einer ansteigenden/abfallenden Straße
eingestellt, um zu veranlassen, dass das Gesamtübersetzungsverhältnis γT
auf ein Übersetzungsverhältnis auf einer niedrigeren
Geschwindigkeitsseite als diejenige für den gegebenen Fahrzustand
eingestellt wird.
-
In
S4 – entsprechend der Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 84,
d. h. einem Verriegelungszustand-Bestimmungsschritt – wird
eine Bestimmung vorgenommen, ob der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlose Schaltzustand versetzt ist.
-
Falls
die Bestimmung in S4 verneinend ist, wird in S5 – entsprechend
der Antriebskraft/Antriebsaggregatbremsung-Bestimmungseinrichtung 86,
d. h. einem Antriebskraft/Antriebsaggregatbremsung-Bestimmungsschritt – eine
Bestimmung vorgenommen, ob die Fahrzeugantriebskraft F* oder die Antriebsaggregatbremsung
(Bremsmoment TB*) verfügbar ist
oder nicht. D. h., es wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die Fahrzeugantriebskraft
F* oder die Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment TB*) für
eine ansteigende Straße ausreicht oder nicht.
-
Falls
die Bestimmung in S5 bejahend ist, wird in S6 – entsprechend
der Elektromotorlast-Bestimmungseinrichtung 88, d. h. einem
Elektromotorlast-Bestimmungsschritt – eine Bestimmung vorgenommen,
ob das Lastmoment des ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors
M2 im zulässigen Bereich bleibt oder nicht.
-
Falls
die Bestimmung in S5 verneinend ist oder die Bestimmung in S6 verneinend
ist, wird in S7 – entsprechend der Schaltungsumschalteeinrichtung 50,
d. h. einem Schaltungsumschalteschritt – ein Befehl an
die hydraulisch betätigte Steuerschaltung 42 ausgegeben,
die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 so zu koppeln,
dass der Differentialabschnitt 11 aus dem stufenlosen Schaltzustand
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand umgeschaltet wird.
-
Falls
die Bestimmung in S4 bejahend ist oder in S8 im Anschluss an S7,
der der Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80,
d. h. einem Steigung/Gefälle-Bestimmungsschritt entspricht,
wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die ansteigende/abfallende
Straße zu Ende oder abgeschlossen ist oder nicht. Beispielsweise
wird während der Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden/abfallenden Straße
ein Vergleich zwischen der Bezugsbeschleunigung GK und
der Ist-Fahrzeugbeschleunigung G vorgenommen. Falls die Ist-Fahrzeugbeschleunigung
G hierbei langer als den gegebenen Zeitraum um einen gegebenen Bereich
in einem gegebenen Bereich der Bezugsbeschleunigung GK liegt,
wird die Bestimmung getroffen, dass die ansteigende/abfallende Straße
beendet ist. Die Bestimmung in S8 wird wiederholt ausgeführt,
bis eine solche Bestimmung bejahend ist. Ferner wird in S7, beispielsweise
wenn der Differentialabschnitt 11 aus dem stufenlosen Schaltzustand
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand umgeschaltet ist, das Umschalten
auf den stufenlosen Schaltzustand verhindert, bis die Bestimmung
in S8 bejahend ist.
-
Falls
die Bestimmung in S6 bejahend ist, wird in S9 – entsprechend
der Steigung/Gefälle-Bestimmungseinrichtung 80,
d. h. dem Steigung/Gefälle-Bestimmungsschritt – eine
Bestimmung vorgenommen, ob die ansteigende/abfallende Straße
beendet ist oder nicht. Falls die Bestimmung in S9 verneinend ist,
wird die Operation in S5 ausgeführt.
-
Falls
die Bestimmung in S8 bejahend ist, werden in S10 – entsprechend
der Schaltsteuereinrichtung 82, d. h. dem Schaltungsumschalteschritt – beispielsweise
die Schaltlinien für den gegebenen Fahrzustand eingestellt,
die in 6 gezeigt sind.
-
Falls
die Bestimmung in S9 bejahend ist, werden in S11 – entsprechend
der Schaltsteuereinrichtung 82, d. h. dem Schaltungsumschalteschritt – beispielsweise
die Schaltlinien für den gegebenen Fahrzustand eingestellt,
die in 6 gezeigt sind.
-
In
S12 im Anschluss an S10, der der Umschaltesteuereinrichtung 50,
d. h. dem Umschaltesteuerschritt entspricht, wird eine Operation
ausgeführt, um die Wähloperation zu bestimmen,
ob der Stufenlosschaltung-Befehlsknopf oder der Stufenschaltung-Befehlsknopf
des Schalters 44 gedrückt wurde. Falls beispielsweise
ein Drücken des Stufenschaltung-Befehlsknopfs bestimmt
wird, wird der Gangschaltmechanismus 10 mit höchster
Priorität auf den Stufenschaltzustand umgeschaltet.
-
Falls
die Bestimmung in S12 verneinend ist, wird in S13 – entsprechend
der Umschaltesteuereinrichtung 50, d. h. dem Umschaltesteuerschritt – das Umschalten
des Schaltzustandes des Automatikgetriebeabschnitts 20 basierend
auf der Variation des Fahrzeugzustands beispielsweise unter Bezugnahme
auf die in 6 gezeigten Schaltlinien ausgeführt.
-
Falls
die Bestimmung in S12 im Anschluss an S2 und S11 bejahend ist oder
in S14 – entsprechend der Stufenschaltsteuereinrichtung 54 und
der Hybridsteuereinrichtung 52 im Anschluss an S13, d. h.
der Stufenschaltungsumschalteschritt und der Hybridsteuerungsschritt,
wird eine Operation auf eine nachstehend beschriebene Weise ausgeführt.
Es wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Gangschaltmechanismus 10 das
Schalten basierend auf dem Fahrzeugzustand, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und das angeforderte Ausgangsmoment TOUT des
Automatikgetriebeabschnitts 20 dargestellt ist, beispielsweise
unter Bezugnahme auf die in 6 gezeigten
Schaltlinien für den gegebener Fahrzustand durchführt
oder nicht. Beispielsweise wird eine Operation ausgeführt,
um die Gangposition zu bestimmen, die im Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet
werden soll, wodurch veranlasst wird, dass die automatische Schaltsteuerung
ausgeführt wird, um die bestimmte Gangposition zu erhalten.
-
Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, wird der Sollwert des Gesamtübersetzungsverhältnisses γT
des Gangschaltmechanismus 10 so bestimmt, dass das benötigte
Kraftmaschinenmoment TE und die benötigte
Kraftmaschinendrehzahl NE hergestellt wird,
um die angeforderte Antriebskraft F* zu erfüllen, die basierend
auf dem Fahrpedalöffnungsgrad ACC und
der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wurde. Das Übersetzungsverhältnis γ0
des Differentialabschnitts 11 wird unter Berücksichtigung
der Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 so
gesteuert, dass der Sollwert erhalten wird, wodurch veranlasst wird, dass
das Gesamtübersetzungsverhältnis γT innerhalb
eines variablen Schaltbereichs gesteuert wird. Wenn der Differentialabschnitt 11 aber
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, wird die Kraftmaschine 8 unter
Berücksichtigung des Gesamtübersetzungsverhältnisses γT
des Gangschaltmechanismus 10 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment
TE hergestellt wird, das benötigt wird,
um die angeforderte Antriebskraft F* zu erfüllen.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform gemäß der
vorstehenden Beschreibung aktivieren die Schaltkupplung C0 oder
die Umschaltbremse B0 beispielsweise den Differentialabschnitt 11 für
ein Umschalten in den stufenlosen Schaltzustand oder den nicht-stufenlosen
Schaltzustand. Dies resultiert in einer Antriebsvorrichtung mit
den kombinierten Vorteilen eines Kraftstoffeinspareffekts des Getriebes,
in dem das Übersetzungsverhältnis elektrisch geändert
wird, und eines hohen Übertragungswirkungsgrads der Übertragungsvorrichtung
vom Zahngetriebetyp, in der eine Antriebsleistung mechanisch übertragen
wird.
-
Beispielsweise
in dem normalen Ausgangsbereich der Kraftmaschine, in dem das Fahrzeug
mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einem niedrigen/mittleren
Ausgang fährt, bewirkt das Versetzen des Differentialabschnitts 11 in
den stufenlosen Schaltzustand einen erhöhten Kraftstoffeinspareffekt
des Fahrzeugs. Ferner wird während einer Fahrt des Fahrzeugs
mit hoher Geschwindigkeit, bei der der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, der Ausgang der Kraftmaschine 8 hauptsächlich über
den mechanischen Leistungsübertragungspfad auf die Antriebsräder 38 übertragen.
Dies unterdrückt einen Verlust bei der Umwandlung zwischen
Antriebsleistung und Elektrizität, der auftritt, wenn der
Differentialabschnitt 11 als das Getriebe aktiviert wird,
in dem das Übersetzungsverhältnis elektrisch geändert
wird, was zu einem verbesserten Kraftstoffeinspareffekt führt.
-
Wenn
beispielsweise der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand im hohen Ausgangsbereich der Kraftmaschine versetzt ist,
wird der Differentialabschnitt 11 als das Getriebe aktiviert,
in dem das Übersetzungsverhältnis für
das Fahren mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einem
niedrigen/mittleren Ausgang des Fahrzeugs elektrisch geändert
wird. Dies minimiert den maximalen Wert an elektrischer Energie,
der von dem ersten Elektromotor M1 erzeugt werden muus, d. h. an
elektrischer Energie, die übertragen werden muss, wodurch
der zweite Elektromotor M2 und der Gangschaltmechanismus 10,
der solche Elektromotoren umfasst, weiter verkleinert werden.
-
Ferner
arbeitet die Antriebsvorrichtung während einer Fahrt des
Fahrzeugs beispielsweise auf einer ansteigenden Straße
oder abfallenden Straße, bei der ein Bedarf nach einer
größeren Fahrzeugantriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung
entsteht als denjenigen, die für den gegebenen Fahrzustand benötigt
werden, auf die nachfolgend beschriebene Weise. Die Schaltsteuereinrichtung 82 stellt
das Gesamtübersetzungsverhältnis γT auf
ein niedrigeres Fahrzeuggeschwindigkeit-Übersetzungsverhältnis ein
als dasjenige, das für den gegebenen Fahrzustand eingestellt
ist. Unter Umständen, in denen die erforderliche Fahrzeugantriebskraft
F* oder Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment TB*)
bei dem niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit-Übersetzungsverhältnis
nicht verfügbar ist, oder wenn das Lastmoment des ersten
Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors M2 von dem zulässigen
Bereich abweicht, schaltet die Schaltungsumschalteeinrichtung 50 den
Differentialabschnitt 11 aus dem stufenlosen Schaltzustand
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand um.
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Hierbei
ergibt sich keine Notwendigkeit für den ersten Elektromotor
M1, ein Reaktionsmoment in Abhängigkeit von dem Kraftmaschinenmoment
TE aufzunehmen. Dies ermöglicht
die Erzeugung eines hohen Drehmomentes der Kraftmaschine TE unabhängig von der Momentenkapazität
des ersten Elektromotors M1, so dass die benötigte Antriebskraft
F* erhalten wird. Da die Kraftmaschinendrehzahl NE ferner
an die Fahrzeuggeschwindigkeit V gebunden ist, wird ein Kraftmaschinenbremsmoment
in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Gesamtübersetzungsverhältnis γT
erzeugt, so dass die Antriebsaggregatbremsung (Bremsmoment TB*) erhalten wird, ohne eine Zunahme des
Regenerationsmoments des zweiten Elektromotors M2 zu verursachen.
D. h., die Fahrzeugantriebsvorrichtung kann eine höhere
Fahrzeugantriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung erhalten als
diejenige, die für den gegebenen Fahrzustand benötigt
wird, ohne zu verursachen, dass das Lastmoment des ersten Elektromotors
M1 oder des zweiten Elektromotors M2 von den relevanten zulässigen
Bereichen abweicht.
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Als
Nächstes werden im Nachfolgenden andere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung
tragen gleiche oder einander entsprechende Bestandteile, die mehreren
Ausführungsformen gemeinsam sind, in allen Ansichten gleiche
Bezugszeichen, so dass auf eine Beschreibung davon verzichtet wird.
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<Ausführungsform
2>
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15 ist eine Schemaansicht zur Erläuterung
des Aufbaus eines Gangschaltmechanismus 70 gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist eine Betriebstabelle, die eine Beziehung
zwischen einer Schaltposition des Gangschaltmechanismus 70 und
Betriebskombinationen von hierzu verwendten Reibschlussvorrichtungen
vom hydraulischen Typ angibt. 17 ist
eine Kollineardiagramm zur Erläuterung eines Schaltbetriebs
des Gangschaltmechanismus 70.
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Wie
bei der vorstehend veranschaulichten Ausführungsform weist
der Gangschaltmechanismus 70 den Differentialabschnitt 11 auf
mit dem ersten Elektromotor M1, dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 und
dem zweiten Elektromotor M2, und einen Automatikgetriebeabschnitt
oder den automatischen Gangschaltungsabschnitt 72 mit drei
Vorwärts-Gangpositionen, der über das Übertragungselement 18 in
Reihe mit dem Differentialabschnitt 11 und der Ausgangswelle 22 verbunden
ist. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 umfasst die
erste Planetengetriebeeinheit 24 vom Typ mit einem Ritzel mit
einem gegebenen Übersetzungsverhältnis ρ1 von
beispielsweise ca. 0,418, die Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse
B0. Der Automatikgetriebeabschnitt 72 umfasst die zweite
Planetengetriebeeinheit 26 vom Typ mit einem Ritzel mit
einem gegebenen Übersetzungsverhältnis γ2
von beispielsweise ca. 0,532, und die dritte Planetengetriebeeinheit 28 vom
Typ mit einem Ritzel mit einem gegebenen Übersetzungsverhältnis γ3
von beispielsweise ca. 0,418.
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Das
Sonnenrad S2 der zweiten Planetengetriebeeinheit 26 und
das Sonnenrad S3 der dritten Planetengetriebeeinheit 28 sind
fest miteinander verbunden. Diese Sonnenräder S2 und S3
werden über die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Übertragungselement 18 gekoppelt
und ferner über die erste Bremse B1 selektiv mit dem Gehäuse 12 gekoppelt. Der
zweite Planetenträger CA2 der zweiten Planetengetriebeeinheit 26 und
das dritte Hohlrad R3 der dritten Planetengetriebeeinheit 28,
die fest miteinander verbunden sind, sind mit der Ausgangswelle 22. Das
zweite Hohlrad R2 ist über die erste Kupplung C1 selektiv
mit dem Übertragungselement 18 verbunden, und
der dritte Planetenträger CA3 ist über die zweite
Bremse B2 selektiv mit dem Gehäuse 12 gekoppelt.
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Bei
dem Gangschaltmechanismus 70 mit diesem Aufbau werden die
Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2,
die Umschaltbremse B0, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse
B2 selektiv gekoppelt, wie beispielsweise in der in 16 gezeigten Betriebstabelle gezeigt ist. Es wird
selektiv eine von einer 1.-Gang-Position (erste Gangposition) bis
4.-Gang-Position (vierte Gangposition), einer Rückwärtsgangposition
(Rückwärtsfahrposition) oder einer neutralen Position
hergestellt. Hierbei hat jede Gangposition ein Übersetzungsverhältnis γ (= Eingangswelledrehzahl
NIN/Ausgangswelleswelledrehzahl NOUT), das im Wesentlichen in einem gleichen
Verhältnis variiert.
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Insbesondere
weist bei der vorliegenden Ausführungsform der Leistungsverteilungsmechanismus 16 die
Schaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 auf. Während
entweder die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 gekoppelt
ist, kann der Differentialabschnitt 11 so aufgebaut werden,
dass er den stufenlosen Schaltzustand für einen Betrieb
als das stufenlose Getriebe annimmt, und zusätzlich dazu
den festgelegten Schaltzustand für einen Betrieb als das
Getriebe mit einem festen Übersetzungsverhältnis.
Je nachdem, ob die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0
in koppelnden Eingriff gebracht wird, kann der Gangschaltmechanismus 70 einen
Aufbau für einen Stufenschaltzustand einnehmen, in dem
er als Stufengetriebe arbeitet, wobei der Differentialabschnitt 11 in
den festgelegten Schaltzustand versetzt, und einen Automatikgetriebeabschnitt 72.
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Während
sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 in den
ausgerückten Zustand gebracht sind, kann der Gangschaltmechanismus 70 den
stufenlosen Schaltzustand einnehmen, in dem er als das elektrisch
gesteuerte stufenlose Getriebe arbeitet, wobei der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, und der Automatikgetriebeabschnitt 72.
Mit anderen Worten, der Gangschaltmechanismus 70 wird beim
Einrücken von entweder der Schaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse
B0 in den Stufenschaltzustand umgeschaltet, und beim Ausrücken
sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Umschaltbremse B0 in den stufenlosen
Schaltzustand umgeschaltet.
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Damit
der Gangschaltmechanismus 70 als das Stufengetriebe arbeitet,
wie beispielsweise in 16 gezeigt ist, werden die
Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2
gekoppelt oder eingerückt, wodurch die 1.-Gang-Position
mit dem größten Übersetzungsverhältnis γ1
von beispielsweise ca. 2,804 hergestellt wird. Wenn die Schaltkupplung
C0, die erste Kupplung C2 und die erste Bremse B1 gekoppelt sind,
ist eine 2.-Gang-Position mit einem Übersetzungsverhältnis γ2
von beispielsweise ca. 1,531 hergestellt, das niedriger als dasjenige
der 1.-Gang-Position ist. Wenn die Schaltkupplung C0, die erste
Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 gekoppelt sind, ist eine
3.-Gang-Position mit einem Übersetzungsverhältnis γ3
von beispielsweise ca. 1,000 hergestellt, das niedriger als dasjenige
der 2.-Gang-Position ist.
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Wenn
die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die Umschaltbremse
B0 gekoppelt sind, ist eine 4.-Gang-Position mit einem Übersetzungsverhältnis γ4
von beispielsweise ca. 0,705 hergestellt, das niedriger als dasjenige
der 3.-Gang-Position ist. Wenn ferner die zweite Kupplung C2 und die
zweite Bremse B2 gekoppelt sind, ist eine Rückwärtsgangposition
mit einem Übersetzungsverhältnis γR von
beispielsweise ca. 2,393 hergestellt, das zwischen denjenigen der
1.-Gang- und der 2.-Gang-Position liegt. Ausserdem wird zum Herstellen
des neutralen "N"-Zustandes beispielsweise nur die Schaltkupplung
C0 gekoppelt.
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Damit
der Gangschaltmechanismus 70 jedoch als stufenloses Getriebe
arbeitet, werden sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse
B0 abgekoppelt oder ausgerückt, wie in der in 16 gezeigten Betriebstabelle angegeben ist. Dies
ermöglicht es, dass die Differentialabschnitt 11 als
stufenloses Getriebe arbeitet, und der in Reihe mit dem Differentialabschnitt 11 verbundene
Automatikgetriebeabschnitt 72 als Stufengetriebe arbeitet. Wenn
dies stattfindet, wird veranlasst, dass die Drehzahl, die in den
Automatikgetriebeabschnitt 72 für die Gangpositionen
eingegeben wird, die in die 1.-Gang-, 2.-Gang- bzw. 3.-Gang-Position
versetzt sind, d. h. die Drehzahl des Übertragungselementes 18,
stufenlos variiert wird. Dies ermöglicht es, dass die jeweiligen
Gangpositionen Übersetzungsverhältnisse in stufenlosen
Bereichen aufweisen. Entsprechend besitzt der Automatikgetriebeabschnitt 72 ein über
die benachbarten Gangpositionen stufenloses Übersetzungsverhältnis,
was zur Folge hat, dass der Gangschaltmechanismus 70 ein
Gesamtübersetzungsverhältnis γT aufweist,
das insgesamt stufenlos variabel ist.
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17 zeigt ein Kollineardiagramm, das relative Beziehungen
an den Drehzahlen der Drehelemente darstellt, die jeweils in unterschiedlichen
Zuständen für die vorgesehenen Gangpositionen
im Gangschaltmechanismus 70 gekoppelt sind. Der Gangschaltmechanismus 70 ist
aufgebaut mit dem Differentialabschnitt 11, der als stufenloser
Schaltabschnitt oder erster Schaltabschnitt arbeitet, und dem Automatikgetriebeabschnitt 72,
der als Schaltabschnitt (Stufenschaltabschnitt) oder zweiter Schaltabschnitt
arbeitet. Für das Abkoppeln bzw. Ausrücken der
Schaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 und für das
Koppeln bzw. Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse
B0 drehen die Drehelemente des Leistungsverteilungsmechanismus 16 mit
den gleichen Drehzahlen wie den vorstehend angegebenen.
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In 17 arbeitet der Automatikgetriebeabschnitt 72 an
vier vertikalen Linien Y4, Y5, Y6 und Y7, die jeweils dem vierten
bis siebten Drehelement RE4 bis RE7 in dieser Reihenfolge von links
entsprechen. Das vierte Drehelement (viertes Element) RE4 steht dafür,
dass das zweite und das dritte Sonnenrad S2 und S3 miteinander verbunden
sind. Das fünfte Drehelement (fünfte Element)
RE5 entspricht dem dritten Planetenträger CA3. Das sechste
Drehelement (sechste Element) RE6 steht dafür, dass der
zweite Planetenträger CA2 und das dritte Hohlrad R3 miteinander
verbunden sind.
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Das
siebte Drehelement (siebtes Element) RE7 entspricht dem zweiten
Hohlrad R2. Ferner wird im Automatikgetriebeabschnitt 72 das
vierte Drehelement RE4 über die zweite Kupplung C2 selektiv
mit dem Übertragungselement 18 verbunden und über die
erste Bremse B1 selektiv mit dem Gehäuse 12 verbunden.
Das fünfte Drehelement RE5 wird über die zweite
Bremse B2 selektiv mit dem Gehäuse 12 verbunden.
Das sechste Drehelement RE6 wird mit der Ausgangswelle 22 des
Automatikgetriebeabschnitts 72 verbunden. Das siebte Drehelement
RE7 wird über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Übertragungselement 18 verbunden.
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Der
Automatikgetriebeabschnitt 72 arbeitet auf die in 17 gezeigte Weise. D. h., während sowohl
die erste Kupplung C1 als auch die zweite Bremse B2 gekoppelt sind,
steht ein Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden und der
vertikalen Linie Y6 für die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der
ersten Gangposition. Die geneigte gerade Linie L1 verläuft
durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, welche
die Drehzahl des siebten Drehelementes (siebtes Element) RE7 (R2)
angibt, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y5,
welche die Drehzahl des fünften Drehelementes RE5 (CA3)
angibt, und einer horizontalen Linie X1. Die vertikale Linie Y6
steht für die Drehzahl des sechsten Drehelementes (sechstes
Element) RE6 (CA2, R3), das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist.
-
Desgleichen
steht ein Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L2, die
bei sowohl gekoppelter erster Kupplung C1 als auch gekoppelter erster Bremse
B1 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6, welche die Drehzahl
des sechsten Drehelementes RE6 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden
ist, für die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der
zweiten Gangposition. Ein Schnittpunkt zwischen einer horizontalen
Geraden L3, der mit sowohl gekoppelter erster Kupplung C1 als auch
gekoppelter zweiter Kupplung C2 bestimmt wird, und der vertikalen
Linie Y6, welche die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 angibt,
das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, steht für
die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der dritten Gangposition.
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Für
die erste bis dritte Gangposition gibt der Differentialabschnitt 11 als
Ergebnis der Kopplung der Schaltkupplung C0 eine Antriebsleistung
an das siebte Drehelement RE7 mit der gleichen Drehzahl wie der
Kraftmaschinendrehzahl NE ein. Wenn jedoch die
Umschaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 gekoppelt ist,
gibt der Differentialabschnitt 11 eine Antriebsleistung
an das siebte Drehelement RE7 mit einer höheren Drehzahl
als der Kraftmaschinendrehzahl NE ein. Somit
steht ein Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Geraden L4, der
bestimmt wird, wenn die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und
die Umschaltbremse B0 gekoppelt sind, und der vertikalen Linie Y6,
welche die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 angibt, das mit
der Ausgangswelle 22 verbunden ist, für die Drehzahl
der Ausgangswelle 22 in der vierten Gangposition.
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Auch
bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Gangschaltmechanismus 70 den
Differentialabschnitt 11, der als stufenloses Getriebe
oder als erster Schaltabschnitt dient, und das Automatikgetriebeabschnitt 72,
das als Schaltabschnitt (Stufengetriebeabschnitt) oder als zweiter
Schaltabschnitt dient. Dies ermöglicht es, dass der Gangschaltmechanismus 70 die
gleichen vorteilhaften Effekte aufweist wie diejenigen der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform.
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<Ausführungsform
3>
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18 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung
eines wesentlichen anderen Beispiels für eine Steuerfunktion,
die von der elektronischen Steuervorrichtung 40 ausgeführt
werden soll. Bei der veranschaulichten Ausführungsform,
die in 18 gezeigt ist, ist die Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* für eine Verlangsamungsfahrt des
Fahrzeugs eingestellt, und ein Bremsmoment wird so erzeugt, dass
die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* erzielt wird. Auch wenn dieses Bremsmoment beispielsweise mit
Regeneration, Kraftmaschinenbremsung und Radbremse oder dergleichen
erhalten wird, wird eine Bremsung unter Berücksichtigung
des Energiewirkungsgrads mit höchster Priorität
basierend auf einer Regeneration ausgeführt. Wie aus den
Schaltlinien von 6 ersichtlich ist, wird der
Differentialabschnitt 11 während einer Verlangsamungsfahrt
mit freigegebenem Fahrpedal in den stufenlosen Schaltzustand umgeschaltet. Beim
Herstellen der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* durch die Regeneration leitet die Hybridsteuereinrichtung 52 die
Kraftstoffabsperroperation zum Anhalten des Betriebs der Kraftmaschine 8 ein,
während sie einen Leerlauf des ersten Elektromotors M1
veranlasst.
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Dies
ermöglicht es, dass der Differentialabschnitt 11 den
Differentialbetrieb durchführt, indem er die Kraftmaschinendrehzahl
NE auf dem Niveau von Null oder nahezu Null
hält, ohne Bindung an die Fahrzeuggeschwindigkeit V, d.
h. unabhängig von der Übertragungselement-Drehgeschwindigkeit
N18, die einzig auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit NOUT der Ausgangswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 20 und
dem Übersetzungsverhältnis γ bestimmt
wird. Hierdurch wird das Auftreten eines Pumpverlustes aufgrund
des Schleppmomentes (Drehwiderstand) der Kraftmaschine 8 verhindert, was
zu einer Unterdrückung der Bremskraft (Größe der
Geschwindigkeitsverringerung) mit einer Zunahme des Regenerationsbetrags
führt.
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Es
besteht jedoch eine Wahrscheinlichkeit, dass in Abhängigkeit
von der eingestellten Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* der Regenerationsbetrag mit nur der Regeneration schwierig zu
erzielen ist, und der Regenerationsbetrag in Abhängigkeit
von dem Ladezustand SOC der Batterie 60 unterdrückt
wird.
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Falls
die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* bei der veranschaulichten Ausführungsform mit nur der
Regeneration schwer erzielbar ist, wird ein Bremsmoment mit der
Kraftmaschinenbremsung während einer Verlangsamungsfahrt
erhalten. Beispielsweise falls die Kraftmaschinendrehzahl NE auf dem Niveau von Null gehalten wird,
während der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen
Schaltzustand versetzt ist, wird keine Kraftmaschinenbremskraft
(Moment) erzeugt. Der Differentialabschnitt 11 ist in den
nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt, wobei die Kraftmaschinendrehzahl
NE an die Fahrzeuggeschwindigkeit V gebunden
ist. Dies führt zu einer Zwangsdrehung der Kraftmaschine 8,
so dass die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
infolge des Kraftmaschinenbremsmoments erhalten wird. Dies ermöglicht
es, dass das Fahrzeug zusätzlich zum Regenerationsmoment
ein Bremsmoment infolge des Kraftmaschinenbremsmoments aufweist,
wodurch ein Bereich der erzielbaren Größe der
Geschwindigkeitsverringerung G vergrößert wird,
mit einer verbesserten Kontrolle der Leistungsfähigkeit
für die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G*.
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Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, wird die Kraftmaschinendrehzahl NE als
Eins-zu-Eins für die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt,
und das resultierende Kraftmaschinenbremsmoment wird als Eins-zu-Eins
für die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt. Es ist verständlich,
dass die Kontrolle der Leistungsfähigkeit für
die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* weiter verbessert wird, wenn das Kraftmaschinenbremsmoment bei
einer Variation der Kraftmaschinendrehzahl NE relativ
zur Fahrzeuggeschwindigkeit V variiert werden kann.
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Während
einer Verlangsamungsfahrt ist die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse
B0 vollständig gekoppelt, um den Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand zu versetzen. Zusätzlich
zu diesem Betrieb ermöglicht es das Versetzen der Schaltkupplung
C0 oder der Umschaltbremse B0 in einen halbgekoppelten Zustand (Schlupf)
der Differentialabschnitt 11, in einem Schaltzustand zwischen
dem stufenlosen Schaltzustand und dem nicht-stufenlosen Schaltzustand
zu liegen, wodurch die Kraftmaschine 8 zwangsgedreht wird.
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Während
die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 in den halbgekoppelten
Zustand (Schlupf) versetzt ist, nehmen der erste Elektromotor M1
und die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 ein Reaktionsmoment
zu dem Kraftmaschinenmoment TE auf. Wenn
dies stattfindet, ermöglicht eine Variation des hydraulischen
Kopplungsdrucks der Schaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0
eine Variation der relevanten Momentenkapazität. Dies ermöglicht
es, dass die Kraftmaschinendrehzahl NE innerhalb
eines Bereichs der Drehgeschwindigkeit, der an die Fahrzeuggeschwindigkeit
V gebunden ist, im nicht-stufenlosen Schaltzustand von Null abweicht.
D. h., die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 ist in den
halbgekoppelten Zustand versetzt, wenn der Differentialbetrieb des
Differentialabschnitts 11 begrenzt wird, um den Begrenzungsbetrag
zum Begrenzen des Differentialbetriebs zu variieren.
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In 18 nimmt insbesondere eine Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung
(Verlangsamungsfahrt-Bestimmungsabschnitt) oder Verzögerungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 180 basierend auf
dem Fahrpedalöffnungsgrad ACC eine
Bestimmung vor, ob sich das Fahrzeug in einer Verlangsamungsfahrt
mit freigegebenem Fahrpedal, d. h. im Schiebebetrieb befindet. Wenn
die Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 180 bestimmt,
dass sich das Fahrzeug in einer Verlangsamungsfahrt befindet, veranlasst
die Hybridsteuereinrichtung 52 das Kraftstoffeinspritzventil 92,
die Kraftstoffzufuhr zur Kraftmaschine 8 zu unterbrechen,
um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Bei
der Bestimmung durch die Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 180,
dass sich das in einer Verlangsamungsfahrt befindet, bestimmt eine
Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung (Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungsabschnitt) 182,
ob die Hybridsteuereinrichtung 52 verfügbar ist,
um die Regeneration einzuleiten. Die Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung 182 bestimmt
in den nachfolgend beschriebenen Situationen, dass keine Regeneration
verfügbar ist. Beispielsweise entsteht eine solche Situation, wenn
der Ladezustand SOC der Batterie 60 einen vorgegebenen
oberen Grenzwert SOCMAX erfüllt,
beispielsweise einen Ladezustand SOC80% in
der Größenordnung von ca. 80% einer vollen Ladung,
bei der ein Laden der Batterie 60 nicht erforderlich ist.
Ausserdem gibt es eine andere Situation, in der eine Defekt oder
eine Fehlfunktion im ersten Elektromotor M1, dem zweiten Elektromotor
M2, dem Inverter 58, der Batterie 60 und dem diese
Bestandteile verbindenden Übertragungspfad vorliegt, so
dass ein Abfall der Leistungserzeugungskapazität auftritt.
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Die
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung-Bestimmungseinrichtung
(Sollgröße des Geschwindigkeitsverringerung-Bestimmungsabschnitts) 184 umfasst
eine Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung-Berechnungseinrichtung
(Sollgröße des Geschwindigkeitsverringerung-Berechnungsabschnitts) 186 für
die Berechnung der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* für die Verlangsamungsfahrt, wodurch ein solches Bremsmoment
für das Fahrzeug erzeugt wird, dass die Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* erzielt wird.
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Die
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung-Berechnungseinrichtung 186 berechnet
die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* für die Verlangsamungsfahrt in Abhängigkeit
von der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V basierend auf der Beziehung
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung GM, die vorausgehend und experimentell
erhalten wurde, wie beispielsweise durch eine durchgezogene Link
in 9 gezeigt ist. Ferner kann eine Geschwindigkeitsverringerungsgröße-Einstellvorrichtung 100 vom
Gleittyp gemäß der Darstellung in 20 vorgesehen sein, um dem Anwender einen solchen
Betrieb zu ermöglichen, dass die Sollgröße der
Geschwindigkeitsverringerung G* vergrößert oder
verkleinert wird. Die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößeberechnungseinrichtung 186 ändert die
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung G* innerhalb
eines Bereichs, der durch gepunktete Linien angegeben ist, unter
Bezugnahme auf eine durchgezogene Linie in 19 im Ansprechen
auf den Betrieb der Geschwindigkeitsverringerungsgröße-Einstellvorrichtung 100.
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Die
Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 berechnet
die Zuordnung zwischen dem angeforderten Bremsmoment TB*
zum Erzielen der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* und dem Regenerationsmoment und Kraftmaschinenbremsmoment zum
Erhalten des angeforderten Bremsmomentes TB*,
das von der Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößeberechnungseinrichtung 186 beispielsweise
basierend auf der Beziehung zwischen der Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* und dem angeforderten Bremsmoment
TB* berechnet wird, das vorausgehend und
experimentell erhalten wird, wie in 21 gezeigt
ist. Eine durchgezogene Linie in 21 steht für
das angeforderte Bremsmoment TB* zum Erzielen der
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung G* für
eine Fahrt auf einer ebenen Straße, und eine gestrichelten
Linie steht für die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* für eine Fahrt auf einem Gefälle.
-
D.
h., die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 bestimmt
das Kraftmaschinenbremsmoment so, dass die Sollgröße der
Geschwindigkeitsverringerung G* für die Verlangsamungsfahrt
in Abhängigkeit davon erhalten wird, ob die Regeneration
mit der Hybridsteuereinrichtung 52 verfügbar ist,
basierend auf der Bestimmung durch die Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung 182.
-
Beispielsweise
unter dem Gesichtspunkt, dass das Bremsmoment im Hinblick auf den
Energiewirkungsgrad mit dem Regenerationsmoment erhalten wird, bestimmt
die Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung 182,
dass die Hybridsteuereinrichtung 52 zum Einleiten der Regeneration verfügbar
ist. In diesem Fall gibt die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 einen
Befehl an die Hybridsteuereinrichtung 52 aus, zuzulassen,
dass das angeforderte Bremsmoment TB* mit
Regenerationsmoment erhalten wird. Die Hybridsteuereinrichtung 52 leitet
die Regeneration mit dem Regenerationsbetrag im Ansprechen auf den Befehl
zum Herstellen des vorgegebenen Regenerationsmomentes ein, um das
angeforderte Bremsmoment TB* zu erhalten.
Somit zwingt die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 bei
der Bestimmung der Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung 182,
dass die Regeneration eingeleitet werden kann, die Hybridsteuereinrichtung 52 zur
Durchführung einer Regenerations-Präzedenzoperation.
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Falls
mit nur der von der Hybridsteuereinrichtung 52 bewirkten
Regenerations-Präzedenzoperation das angeforderte Bremsmoment
TB* nicht verfügbar ist, oder falls
die Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung 182 bestimmt,
dass die Hybridsteuereinrichtung 52 nicht zum Einleiten
der Regeneration verfügbar ist, arbeitet die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 auf die
nachstehend beschriebene Weise. Um das angeforderte Bremsmoment
TB* zu erhalten, gibt die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 einen
Befehl an die Umschaltesteuereinrichtung 50 aus, die in
einem Mangelzustand befindliche Momentenkomponente nur mit Regenerationsmoment
oder ein angefordertes Bremsmoment TB* insgesamt
mit Kraftmaschinenbremsmoment zu erhalten.
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Die
Umschaltesteuereinrichtung 50 dient als Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung
zum Steuern des Differentialbetriebs des Differentialabschnitts 11,
um das benötigte Kraftmaschinenbremsmoment im Ansprechen
auf den von der Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 ausgegebenen
Befehl zu erhalten. Genauer gesagt berechnet die Umschaltesteuereinrichtung 50 die
Kopplung, d. h. den hydraulischen Einrückdruck PEB der Schaltkupplung C0, um das benötigte
Kraftmaschinenbremsmoment basierend auf der Beziehung zwischen dem
hydraulischen Kopplungsdruck der Schaltkupplung C0 und dem Kraftmaschinenbremsmoment
zu erhalten, das vorausgehend und experimentell erhalten wurde,
wie beispielsweise eine durchgezogene Linie in 22 gezeigt ist. Daraufhin gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Befehl
an die hydraulisch betätigte Steuerschaltung 42 aus,
um die Schaltkupplung C0 so betreibbar zu machen, dass sie mit einem
solchen Hydraulikdruckwert PEB in einen
halbgekoppelten Zustand oder vollständig gekoppelten Zustand
versetzt wird.
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Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, in dem der hydraulische Kopplungsdruck PEB der
Schaltkupplung C0 Null ist, wie durch die durchgezogene Linie in 22 angegeben ist, falls die Kraftmaschinendrehzahl
NE Null ist, wird kein Kraftmaschinenbremsmoment
(Kraftmaschinenbremskraft) erzeugt. Beim Anheben des hydraulischen
Kopplungsdrucks PEB der Schaltkupplung C0,
um die Kraftmaschinendrehzahl NE zwangsweise
zu erhöhen, tritt hierbei jedoch ein Schleppmoment auf,
wodurch ein Kraftmaschinenbremsmoment erzeugt wird. Eine Regulierung
des hydraulischen Kopplungsdrucks PEB der
Schaltkupplung C0 ermöglicht es, das benötigte
Kraftmaschinenbremsmoment zu erhalten.
-
Wenn
der Differentialabschnitt 11 zwischen den stufenlosen Schaltzustand
und den nicht-stufenlosen Schaltzustand geschaltet ist, d. h. wenn
die Schaltkupplung C0 zwischen Abkopplung und Kopplung geschaltet
ist, wird das Kraftmaschinenbremsmoment ausserdem schrittweise geschaltet.
Darüber hinaus ermöglicht es das Erzwingen eines
Umschaltens der Schaltkupplung C0 in den halbgekoppelten Zustand
(Schlupf), das Kraftmaschinenbremsmoment kontinuierlich zu schalten.
Obgleich hierbei das Kraftmaschinenbremsmoment unter Verwendung
der Schaltkupplung C0 eingestellt wird, wie bei der in 22 gezeigten Steuerung, kann die Umschaltbremse
B0 natürlich für eine Einstellung der Kraftmaschinenbremsung
halbgekoppelt oder vollständig gekoppelt sein.
-
23 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung
eines wesentlichen Steuervorgangs, der von der elektronischen Steuervorrichtung 40 ausgeführt
werden soll, d. h. des Steuervorgangs zum Steuern der Größe
der Geschwindigkeitsverringerung für die Verlangsamungsfahrt.
Diese Sequenz wird in einer extrem kurzen Zykluszeit in der Größenordnung
von mehreren Millisekunden oder mehreren Hundertstelsekunden wiederholt
ausgeführt.
-
Ferner
ist 24 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung
des in dem Ablaufdiagramm von 23 gezeigten
Steuervorgangs und steht für einen Fall, in dem zusätzlich
zu dem Regenerationsmoment ein Kraftmaschinenbremsmoment erzeugt wird,
um die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* zu erzielen.
-
Zuerst
wird in Schritt (im Nachfolgenden wird der Begriff "Schritt" weg
gelassen) SA1 – entsprechend der Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 180,
d. h. dem Verlangsamungsfahrt-Bestimmungsschritt – basierend
auf dem Fahrpedalöffnungsgrad ACC eine
Bestimmung durchgeführt, ob das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt
bleibt, d. h. ob der Schiebebetrieb mit dem Fahrpedal aufgehoben
wird. Ein Zeitpunkt t1 in 24 gibt an, dass die Verlangsamungsfahrt bei freigegebenem
Fahrpedal bestimmt wird.
-
Falls
die Bestimmung in SA1 bejahend ist, wird in SA2 – entsprechend
der Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung 182,
d. h. dem Regenerationsmöglichkeits-Bestimmungsschritt – eine Bestimmung
vorgenommen, ob die Regeneration verfügbar ist. In einer
nachstehend beschriebenen Situation wird eine Bestimmung durchgeführt,
dass die Regeneration nicht verfügbar ist. Eine solche
Situation ergibt sich beispielsweise, wenn der Ladezustand SOC der
Batterie 60 den vorgegebenen oberen Grenzwert SOCMAX erfüllt, d. h. beispielsweise
ein Ladezustand SOC80% in der Größenordnung
von ca. 80% der vollen Ladung ohne die Notwendigkeit, die Batterie 60 zu
laden. Ausserdem gibt es eine andere Situation, in der Defekte oder
Fehlfunktionen in dem ersten Elektromotor M1, dem zweiten Elektromotor M2,
dem Inverter 58, der Batterie 60 und dem diese Bestandteile
miteinander verbindenden Übertragungspfad auftreten, wobei
ein Abfall der Leistungserzeugungskapazität auftritt.
-
Falls
die Bestimmung in SA2 bejahend ist, wird in SA3 – entsprechend
der Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184,
d. h. dem Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuerungsschritt – die
Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung G*
für die Verlangsamungsfahrt basierend auf der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit
V unter Bezugnahme auf die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
GM berechnet. Ausserdem kann die Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* vom Anwender innerhalb des durch
die gestrichelten Linien angegebenen Bereichs unter Bezugnahme auf
die durchgezogene Linie in 19 in Abhängigkeit
von dem Betrieb der Geschwindigkeitsverringerungsgröße-Einstellvorrichtung 100 vom Gleittyp
geändert werden.
-
Unter
dem Gesichtspunkt der Erzielung eines Bremsmomentes mit höchster
Priorität mit Regenerationsmoment im Hinblick auf den Energiewirkungsgrad
mit dem angeforderten Bremsmoment zum Erzielen der Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* gibt die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 den
Befehl an die Hybridsteuereinrichtung 52 aus, zuzulassen, dass
das angeforderte Bremsmoment TB* mit Regenerationsmoment
hergestellt wird, um die Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* zu erzielen. Daraufhin gibt die Hybridsteuereinrichtung 52 den Differentialabschnitt 11 aus
dem nicht-stufenlosen (verriegelten) Zustand frei. Damit die Hybridsteuereinrichtung 52 ein
angefordertes Bremsmoment TB* gemäß einem
solchen Befehl erzielt, wird die Regeneration mit dem Regenerationsbetrag
zum Erzielen eines vorgegebenen Regenerationsmomentes ausgeführt.
D. h., die Hybridsteuereinrichtung 52 führt die
Regeneration mit Priorität durch.
-
Falls
die Bestimmung SA2 im Anschluss an SA3 verneinend ist, geht die
Operation zu SA4 – entsprechend der Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184,
d. h. dem Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuerungsschritt – weiter.
In SA4, wird der Befehl an die Umschaltesteuereinrichtung 50 ausgegeben,
die in einem Mangelzustand befindliche Momentenkomponente nur mit
Regenerationsmoment, oder ein angefordertes Bremsmoment TB* insgesamt mit Kraftmaschinenbremsmoment
zu erzielen.
-
In
SA5 – entsprechend der Umschaltesteuereinrichtung 50,
d. h. dem Umschaltesteuerschritt im Anschluss an SA4 – wird
der Differentialbetrieb des Differentialabschnitts 11 begrenzt,
um das benötigte Kraftmaschinenbremsmoment gemäß dem
Befehl in SA4 zu erhalten. Beispielsweise wird eine Operation ausgeführt,
um den hydraulischen Kopplungsdruck PEB der
Schaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 zu berechnen, damit
das benötigte Kraftmaschinenbremsmoment basierend auf der
Beziehung zwischen dem hydraulischen Kopplungsdruck der Schaltkupplung
C0 oder der Umschaltbremse B0 und dem vorausgehend und experimentell
erhaltenen Kraftmaschinenbremsmoment zu erhalten. Daraufhin wird
ein Befehl an die hydraulisch betätigte Steuerschaltung 42 ausgegeben,
die Schaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 so betreibbar zu
machen, dass sie bei einem solchen Hydraulikdruckwert PEB in
den halbgekoppelten Zustand oder den vollständig gekoppelt
Zustand versetzt werden.
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Ein
Zeitpunkt t1 in 24 gibt
an, dass der Differentialabschnitt 11 für die
Regeneration in den nicht-stufenlosen Schaltzustand (verriegelten
Zustand) versetzt ist, von der bestimmt wurde, dass sie verfügbar
ist, und die mit höchster Priorität ausgeführt
werden soll. Bei der veranschaulichten Ausführungsform
ist das angeforderte Bremsmoment TB* nur
unter Verwendung der Regeneration nicht verfügbar. Daher
wird der nicht-stufenlose Schaltzustand (verriegelter Zustand) des
Differentialabschnitts 11 aufgehoben, aber kein stufenloser
Schaltzustand wird vorgesehen. Um die in einem Mangelzustand befindliche
Momentenkomponente nur mit Regenerationsmoment zu kompensieren,
wird die Schaltkupplung C0 in den halbgekoppelten Zustand (Schlupf)
versetzt, um das benötigte Kraftmaschinenbremsmoment zu
erhalten.
-
Ein
Zeitraum von t1 bis t2 steht
dafür, dass ein Abfall der Kraftmaschinendrehzahl NE im Ansprechen darauf eintritt, dass der
nicht-stufenlose Schaltzustand (verriegelte Zustand) aufgehoben
wird. Darüber hinaus zeigt sich hier, dass bei Beginn der
Regeneration der hydraulische Kopplungsdruck (Momentenkapazität)
der Schaltkupplung C0 so verringert wird, dass die Schaltkupplung
C0 in den halbgekoppelten Zustand (mit Schlupf) versetzt wird, um das
benötigte Kraftmaschinenbremsmoment zu erhalten.
-
Ein
Zeitraum im Anschluss an den Zeitpunkt t2 steht
dafür, dass das Regenerationsmoment und das Kraftmaschinenbremsmoment
erzeugt werden, um das angeforderte Bremsmoment TB*
zu erhalten. Das Versetzen der Schaltkupplung C0 in den halbgekoppelten
Zustand veranlasst eine Zwangsdrehung der Kraftmaschine 8 mit
einem resultierenden Schleppmoment, wodurch ein Kraftmaschinenbremsmoment
erzeugt wird.
-
Falls
die Bestimmung in SA1 verneinend ist, führen die die verschiedenen
Steuereinrichtungen der Steuervorrichtung 40 den Steuervorgang
in SA6 bei nicht vorhandener Verlangsamungsfahrt aus, oder die gegenwärtige
Routine wird beendet.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform gemäß der
vorstehenden Beschreibung machen die Schaltkupplung C0 oder die
Umschaltbremse B0 beispielsweise den Differentialabschnitt 11 so
betreibbar, dass er in den stufenlosen Schaltzustand oder den nicht-stufenlosen
Schaltzustand umgeschaltet werden kann. Dies resultiert in einer
Antriebsvorrichtung mit den kombinierten Vorteilen einer Kraftstoffeinspareffekt
des Getriebes, in dem das Übersetzungsverhältnis
elektrisch geändert wird, und eines hohen Übertragungswirkungsgrads
der Übertragungsvorrichtung vom Zahngetriebetyp, in der
eine Antriebsleistung mechanisch übertragen wird.
-
Beispielsweise
in dem normalen Ausgangsbereich der Kraftmaschine, in dem das Fahrzeug
mit der niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und dem niedrigen/mittleren
Ausgang fährt, stellt das Versetzen des Differentialabschnitts 11 in
den stufenlosen Schaltzustand sicher, dass das Fahrzeug einen erhöhten
Kraftstoffeinspareffekt aufweist. Ferner wird während einer
Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit, wobei der Differentialabschnitt 11 in den
stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, der Ausgang der Kraftmaschine 8 hauptsächlich
durch den mechanischen Leistungsübertragungspfad auf die Antriebsräder übertragen.
Dies unterdrückt einen Umwandlungsverlust zwischen der
Antriebsleistung und Elektrizität, der auftritt, wenn der
Differentialabschnitt 11 als ein Getriebe betreibbar gemacht
wird, in dem das Übersetzungsverhältnis elektrisch
geändert wird, was zu einem verbesserten Kraftstoffeinspareffekt
führt.
-
Beispielsweise
während der Differentialabschnitt 11 im hohen
Ausgangsbereich der Kraftmaschine in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, wird der Differentialabschnitt 11 als das
Getriebe betreibbar gemacht, in dem das Übersetzungsverhältnis
für das Fahren mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und
ein Fahren des Fahrzeugs mit einem niedrigen/mittleren Ausgang elektrisch
geändert wird. Dies minimiert den maximalen Wert an elektrischer
Energie, der von dem ersten Elektromotor M1 erzeugt werden muss,
d. h. an elektrischer Energie, die übertragen werden muss,
wobei der zweite Elektromotor M2 und der solche Elektromotoren aufweisende
Gangschaltmechanismus 10 weiter verkleinert wird.
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In
ein Bremsmoment mit Kraftmaschinenbremsung zu erhalten, begrenzt
ferner die Umschaltesteuereinrichtung 50 während
einer Verlangsamungsfahrt den Betrieb des Differentialabschnitts 11 als
das elektrisch gesteuerte stufenlose Getriebe, d. h. den Differentialbetrieb,
wodurch die Verursachung eines Bremsmomentes verstärkt
wird. Dies resultiert in einer Zunahme in dem Bereich für
die Größe der zu steuernden Geschwindigkeitsverringerung
G, mit einer verbesserten Kontrolle der Leistungsfähigkeit für
die Größe der Geschwindigkeitsverringerung G bei
der Verlangsamungsfahrt. Beispielsweise ermöglicht es die
Verwendung von Kraftmaschinenbremsmoment zusätzlich zu
einem Regenerationsmoment des zweiten Elektromotors M2 dem Fahrzeug,
ein Bremsmoment zu erhalten. Dies resultiert in einer Zunahme in
den Bereich für die Größe der zu steuernden
Geschwindigkeitsverringerung G, mit einer verbesserten Kontrolle
der Leistungsfähigkeit für die Größe
der Geschwindigkeitsverringerung G bei der Verlangsamungsfahrt.
Bei einer anderen Betrachtungsweise ermöglichen das Regenerationsmoment und
das Kraftmaschinenbremsmoment eine Einstellung des Bremsmomentes,
mit einer verbesserten Kontrolle der Leistungsfähigkeit
für die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
G bei der Verlangsamungsfahrt.
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Bei
der veranschaulichten Ausführungsform ist die Umschaltesteuereinrichtung 50 ferner
während einer Verlangsamungsfahrt in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand versetzt. Dies ermöglicht es, dass ein Kraftmaschinenbremsmoment
schnell in einer schrittweisen Variation erhalten wird. Beispielsweise
ermöglicht die Verwendung des Kraftmaschinenbremsmomentes
in Kombination mit einem Regenerationsmoment den schnellen Erhalt
einer hohen Größe der Geschwindigkeitsverringerung
G.
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Bei
der veranschaulichten Ausführungsform macht die Umschaltesteuereinrichtung 50 ferner
die Schaltkupplung C0 während einer Verlangsamungsfahrt
in dem halbgekoppelten Zustand (Schlupf) betreibbar. Dies ermöglicht
eine Einstellung des Kraftmaschinenbremsmomentes, mit einer verbesserten Kontrolle
der Leistungsfähigkeit für die Größe
der Geschwindigkeitsverringerung G bei der Verlangsamungsfahrt.
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Bei
der veranschaulichten Ausführungsform bestimmt ausserdem
die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 während
einer Verlangsamungsfahrt das Kraftmaschinenbremsmoment in Abhängigkeit
davon, ob die Hybridsteuereinrichtung 52 zum Einleiten
der Regeneration verfügbar ist, um dadurch die Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* zu erhalten. Die Umschaltesteuereinrichtung 50 begrenzt
den Differentialbetrieb des Differentialabschnitts 11,
um ein bestimmtes Kraftmaschinenbremsmoment zu erhalten.
-
Entsprechend
gibt es eine höchste Priorität, das Bremsen im
Hinblick auf den Energiewirkungsgrad basierend auf der Regeneration
durchzuführen. Falls es ausserdem schwierig ist, die Sollgröße
der Geschwindigkeitsverringerung G* nur mit der Regeneration zu
erzielen, oder der Regenerationsbetrag durch eine Schwierigkeit
beim Erzielen der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* unterdrückt wird, wird das Kraftmaschinenbremsmoment
aktiviert. Dies resultiert in einer verbesserten Kontrolle der Leistungsfähigkeit
für die Größe der Geschwindigkeitsverringerung
bei einer Verlangsamungsfahrt.
-
<Ausführungsform
4>
-
Bei
der oben erwähnten Ausführungsform macht die Umschaltesteuereinrichtung 50,
die als Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung dient, die Schaltkupplung
C0 oder die Umschaltbremse B0 im halbgekoppelten Zustand oder vollständig
gekoppelten Zustand betreibbar, um das Kraftmaschinenbremsmoment
einzustellen. Zusätzlich hierzu erwägt die vorliegende
Ausführungsform, den Drehwiderstand der Kraftmaschine 8 zu
variieren, um eine Einstellung des Kraftmaschinenbremsmomentes zu
ermöglichen. Dies ermöglicht eine Einstellung
des Kraftmaschinenbremsmomentes selbst dann, wenn die Schaltkupplung
C0 oder die Umschaltbremse B0 einen gleichen hydraulischen Kopplungsdruck
aufweist, mit anderen Worten, selbst wenn die zwangsgedreht Kraftmaschine 8 bei
der gleichen Kraftmaschinendrehzahl NE liegt.
-
Im
Nachfolgenden wird eine Beschreibung eines Steuervorgangs zum Variieren
des Drehwiderstandes der Kraftmaschine 8 gegeben.
-
25 ist ein Funktionsblockdiagramm entsprechend
den 5 und 18,
welches eine wesentliche Steuerfunktion veranschaulicht, die von
der elektronischen Steuervorrichtung 40 ausgeführt
werden soll.
-
Wie
in 25 gezeigt ist, umfasst die Kraftmaschine 8 einen
variablen Ventilsteuermechanismus 90, der zum Ändern
eines Zeitpunktes betreibbar ist, an dem ein Einlassventil und ein
Auslassventil betätigt werden, sowie ein Kraftstoffeinspritzventil 92, das
betreibbar ist, um Kraftstoff zuzuführen oder die Kraftstoffzufuhr
zu unterbrechen. Ein Teil oder alle der Zylinder sind in einen Dekompressionszustand, d.
h. einen Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungszustand
versetzt, und die Kraftstoffzufuhr wird unterbrochen, um die betreffenden
Zylinder anzuhalten. Dies führt dazu, dass eine aerodynamische
Volumenverdrängung im Wesentlichen in Abhängigkeit von
einem Lastzustand der Kraftmaschine 8 varriert wird, um
die Kraftstoffzufuhr zu verringern. D. h., die Kraftmaschine 8 ist
eine Kraftmaschine mit einer variablen Anzahl von Zylindern mit
Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung Zylinder-number
variable.
-
Somit
ist die Kraftmaschine 8 dazu ausgelegt, die Durchführung
des Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetriebs
zu ermöglichen, um eine Anzahl von Zylindern mit Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung
in einer Sequenz oder auf einmal zu ändern. Gemäß der
vorliegenden Verwendung bezieht sich der Begriff "Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungszustand"
auf einen Zustand, in dem eine Druckvariation im Zylinder bei mindestens
einem Hub in jedem Takt einer Viertakt-Kraftmaschine unterdrückt
wird, um dadurch einen Drehwiderstand der Kraftmaschine, mit anderen Worten
einen Pumpverlust, zu unterdrücken.
-
Entsprechend
werden während des Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetriebs
(Zylinderabsperroperation oder Zylinderruheoperation), bei dem ein
Teil der Zylinder oder alle Zylinder der Kraftmaschine 8 in
den Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungszustand
versetzt werden, ein Teil der Zylinder oder alle Zylinder beispielsweise
in den Dekompressionszustand versetzt. Dies ermöglicht es,
dass der Pumpverlust, d. h. ein so genannter Pumpverlust, in Abhängigkeit
von einer Anzahl von Zylindern mit Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung
verringert wird, ohne dass es nur beabsichtigt wäre, die
Kraftstoffzufuhr zum Zylinder zu unterbrechen.
-
Beispielsweise
wird jeder Zylinder in den Kompressionszustand versetzt, wobei die
Kraftmaschine 8 in einen angehaltenen Betriebszustand,
d. h. in einen nicht betriebsbereiten Zustand versetzt ist, wobei
die so genannte Kraftstoffabsperroperation nur ausgeführt
wird, um die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern der Kraftmaschine 8 zu
unterbrechen. Während die Kraftmaschine 8 im drehenden
Zustand verbleibt, tritt ein Schleppmoment (Kraftmaschinendrehwiderstand)
mit dem resultierenden Auftreten eines Pumpverlustes auf.
-
Gemäß der
vorliegenden Verwendung bezieht sich der Begriff "Kompressionszustand"
auf einen Zustand, in dem während eines Verdichtungstaktes
der Viertakt-Kraftmaschine das Einlassventil und das Auslassventil
mit einem gleichen Zeittakt betätigt werden wie demjenigen,
an dem das Einlassventil und das Auslassventil betätigt
werden, wenn die Kraftmaschine betrieben wird, wodurch Ansaugluft verdichtet
wird. Ferner tritt der Dekompressionszustand, d. h. ein Dekompressionszustand
auf, wenn das Einlassventil oder das Auslassventil geöffnet werden,
oder wenn während des Verdichtungstaktes der Viertakt-Kraftmaschine
eine Abweichung von den Zeittakten des Einlassventils oder des Auslassventils vorliegt.
Ansaugluft wird in einem Zustand verdichtet, der nicht adäquat
ist, um die Druckvariation (unter Druck) im Zylinder zu unterdrücken,
wodurch sich der Drehwiderstand einer Kurbelwelle verringert. In
einem solchen Dekompressionszustand kann das Drosselklappenventil
oder das EGR-Ventil freigegeben werden, um eine weitere Verringerung
des Drehwiderstandes der Kurbelwelle zu erzielen.
-
Die
Umschaltesteuereinrichtung 50 führt die Funktion
der vorstehend beschriebenen, veranschaulichten Ausführungsform
durch und begrenzt zusätzlich den Differentialbetrieb des
Differentialabschnitts 11, während ein Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetrag,
d. h. ein Dekompressionsbetrag der Kraftmaschine 8, variiert
wird. Ein Grund hierfür ist beispielsweise, dass die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 es
ermöglicht, dass ein benötigtes Kraftmaschinenbremsmoment
im Ansprechen auf den Befehl zum Erhalten eines angeforderten Bremsmomentes
TB* mit einem Kraftmaschinenbremsmoment
erhalten werden kann. Beispielsweise wird veranlasst, dass der Dekompressionsbetrag
in Abhängigkeit von der Zylinderzahl der Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung
der Kraftmaschine 8 variiert, was den Dekompressionszustand
ermöglicht. Bei einer gleichen Kraftmaschinendrehzahl NE erhöht sich der Dekompressionsbetrag
mit einer Verringerung des Kraftmaschinenbremsmomentes umso mehr,
je größer die Zylinderzahl der Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung
ist.
-
Beispielsweise
steht eine durchgezogene Linie in 22 dafür,
dass alle Zylinder in den Dekompressionszustand versetzt sind, wobei
der Dekompressionsbetrag maximiert ist, und eine gestrichelte Linie
in 22 steht dafür, dass alle Zylinder nicht
in den Dekompressionszustand versetzt sind, mit einer Verringerung
des Dekompressionszustandes. Durch Variieren des Dekompressionszustandes
auf eine solche Weise kann das Kraftmaschinenbremsmoment innerhalb
eines Bereiches von der durchgezogenen Linie zu der gestrichelten
Linie selbst bei einem gleichen hydraulischen Kopplungsdruck der Schaltkupplung
C0 oder der Umschaltbremse B0 eingestellt werden kann.
-
Genauer
gesagt, die Umschaltesteuereinrichtung 50 berechnet den
hydraulischen Kopplungsdruck PEB der Schaltkupplung
C0 und den Dekompressionsbetrag, d. h. die Zylinderzahl C0 der Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung,
um ein Kraftmaschinenbremsmoment zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt
wird die Beziehung zwischen dem hydraulischen Kopplungsdruck der
Schaltkupplung C0 und dem Kraftmaschinenbremsmoment als vorausgehend
und experimentell erhaltener Parameter des Dekompressionsbetrags
verwendet, wie in 22 gezeigt ist. Die Umschaltesteuereinrichtung 50 gibt einen
Befehl an die hydraulisch betätigte Steuerschaltung 42 aus,
die Schaltkupplung C0 so betreibbar zu machen, dass sie bei einem
solchen hydraulischen Kopplungsdruck PEB,
der aus der Berechnung resultiert, halbgekoppelt oder vollständig
gekoppelt sein können.
-
Zur
gleichen Zeit gibt die Umschaltesteuereinrichtung 50 einen
Befehl an die Hybridsteuereinrichtung 52 aus, den Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetrieb
an Zylindern der Kraftmaschine 8 durch eine Zylinderzahl
CD der Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung durchzuführen.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 gibt einen Befehl an die Kraftmaschinenausgang-Steuervorrichtung 43 im Ansprechen
auf einen solchen Befehl aus. Der Grund dafür ist, dass
der variable Ventilsteuermechanismus 90 den Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungsbetrieb
in dem Dekompressionszustand mittels der Zylinderzahl CD der Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung
ausführt.
-
Wie
vorstehend angegeben wurde, weist die veranschaulichte Ausführungsform
zusätzlich zu den gleichen vorteilhaften Effekten wie den
oben erwähnten noch vorteilhafte Effekte auf, die im Nachfolgenden
erwähnt werden. Während der Verlangsamungsfahrt
variiert die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Dekompressionsbetrag
der Kraftmaschine 8. Dies führt dazu, dass ein
Drehwiderstand selbst bei einer gleichen Kraftmaschinendrehzahl
NE variiert wird, was das Variieren eines
Kraftmaschinenbremsmomentes ermöglicht. Dies resultiert
in einer weiteren Verbesserung der Kontrolle der Leistungsfähigkeit
für die Größe G der Verringerung bei
der Verlangsamungsfahrt.
-
<Ausführungsform
5>
-
26 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung
einer wesentlichen weiteren Steuerfunktion der elektronischen Steuervorrichtung 40.
-
27 zeigt ein Beispiel für eine Umschaltvorrichtung 46 für
das Umschalten durch manuelle Bedienung auf eine von mehreren Arten
von Schaltpositionen. Diese Umschaltvorrichtung 46 umfasst einen
Schalthebel 48, der beispielsweise seitlich vom Fahrersitz
angeordnet ist und manuell betätigt wird, um eine von mehreren
Arten von Schaltpositionen zu wählen.
-
Diese
Umschaltvorrichtung 46 wird selektiv in eine von Parkposition
"P (Parking)", Rückwärtsfahrposition "R (Reverse)"
zum Rückwärtsfahren, Neutralposition "N (Neutral)",
automatisch geschaltete Vorwärtsfahrposition "D (Drive)",
und manuell geschaltete Vorwärtsfahrposition "M (Manual)"
verschoben, wie in 2 gezeigt ist. In "P (Parking)"
ist keine der Eingriffsvorrichtungen wie etwa die erste Kupplung
C1 und die zweite Kupplung C2 eingerückt, um den unterbrochenen
Zustand des Leistungsübertragungspfades in dem Gangschaltmechanismus 10,
d. h. dem Automatikgetriebeabschnitt 20 einzustellen, und
die Drehung der Ausgangswelle 22 zu verriegeln. In "N (Neutral)"
ist der Leistungsübertragungspfad in dem Gangschaltmechanismus 10 unterbrochen.
-
Beispielsweise
in Verbindung mit der manuellen Bedienung des Schalthebels 48 in
die jeweiligen Schaltpositionen werden manuelle Ventile in der hydraulisch
betätigten Steuerschaltung 42 geschaltet, die
mechanisch mit dieser verbunden sind. Die hydraulisch betätigte
Steuerschaltung 42 wird dadurch mechanisch geschaltet,
so dass die Rückwärtsgangposition "R", die Neutralposition
"N", oder die Vorwärtsgang-Position "D" usw., gemäß der
Darstellung in der Eingriffbetriebstabelle von 2 hergestellt
wird. Die jeweiligen Gangpositionen von der ersten bis fünften
Gangpositionen in Position "D" oder "M", die in der Eingriffbetriebstabelle
von 2 gezeigt sind, werden durch elektrisches Schalten
der solenoidbetätigten Ventile in der hydraulisch betätigten
Steuerschaltung 42 hergestellt.
-
Unter
den jeweiligen Schaltpositionen "P" bis "M" an jeder der Nichtfahrpositionen
wie z. B. "P" und "N" sind sowohl die erste Kupplung C1 als auch
die zweite Kupplung C2 ausgerückt, wie in der Eingriffbetriebstabelle
von 2 gezeigt ist. Dies sind Nichtfahrpositionen zum
Wählen eines Zustands, in dem der Leistungsübertragungspfad im
Automatikgetriebeabschnitt 20 unterbrochen ist, um den
Fahrzeugantrieb ausser Kraft zu setzen. D. h., dies ist ein Nichtfahrzustand,
in dem der Pfad der Leistungsübertragung durch die erste
Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 abgeschnitten oder unterbrochen
ist.
-
Ferner
ist an jeder der Fahrpositionen, z. B. "R", "D" und "M", mindestens
eine von der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerückt,
wie in der Eingriffbetriebstabelle von 2 gezeigt
ist. Dies sind Antriebspositionen zum Wählen eines Zustands,
in dem der Leistungsübertragungspfad im Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden
ist, um den Fahrzeugantrieb zu ermöglichen. D. h., diese sind
die Antriebspositionen zum Wählen eines Übertragungszustands
des Leistungsübertragungspfades durch beide oder eine von
der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2.
-
Genauer
gesagt wird die zweite Kupplung C2 durch manuelle Bedienung des
Schalthebels 48 aus der "P"-Position oder der "N"-Position
in die "R"-Position eingerückt, so dass der Leistungsübertragungspfad
im Automatikgetriebeabschnitt 20 von einem unterbrochenen
Leistungsübertragungszustand in einen Leistung übertragenden
Zustand umgeschaltet wird. Zumindest die erste Kupplung C1 wird
durch manuelle Bedienung des Schalthebels 48 aus der "N"-Position
in die "D"-Position eingerückt, so dass der Leistungsübertragungspfad
im Automatikgetriebeabschnitt 20 aus einem unterbrochenen
Leistungsübertragungszustand in einen Leistung übertragenden
Zustand umgeschaltet wird. Ferner ist die "D"-Position die Fahrposition
mit der maximalen Geschwindigkeit, und der "4"-Bereich bis "L"-Bereich
in der "M"-Position sind Kraftmaschinenbremsungsbereiche zum Erhalten
einer Kraftmaschinenbremswirkung.
-
Die
"M"-Position befindet sich in der gleichen Position wie die "D"-Position
in der Längsrichtung des Fahrzeugs und ist in der seitlichen
Richtung zu dieser benachbart. Der Schalthebel 48 wird
in die "M"-Position betätigt, um manuell eine der genannten Positionen
"D" bis "L" zu wählen. In detaillierter Beschreibung sind
an der "M"-Position eine Hochschaltposition "+" und eine Herunterschaltposition
"–" in der Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander
beabstandet angeordnet. Bei jeder Bewegung des Schalthebels 48 in
die Hochschaltposition "+" oder die Herunterschaltposition "–"
wird eine der Positionen "D" bis "L" gewählt.
-
Beispielsweise
sind die fünf Schaltbereiche mit dem "D"-Bereich bis "L"-Bereich,
die in der "M"-Position gewählt werden können,
mehrere Arten von Schaltbereichen, deren Gesamtübersetzungsverhältnis
auf der Seite der hohen Geschwindigkeit voneinander verschieden
sind, in dem änderbaren Bereich des Gesamtübersetzungsverhältnisses γT, das
die automatische Schaltsteuerung des Gangschaltmechanismus 10 ermöglicht.
Ausserdem begrenzen sie den änderbaren Bereich der Schaltpositionen
(Gangpositionen), so dass die maximalen Schaltpositionen, an denen
der automatische Gangschaltungsabschnitt 20 geschaltet
wird, verschieden sind.
-
Der
Schalthebel 48 ist durch Vorspanneinrichtungen wie etwa
eine Feder o. dgl. vorgespannt, so dass er automatisch aus seiner
Aufwärts-Schaltposition "+" und der Abwärts-Schaltposition
"–" in seine "M"-Position geschoben wird. Ferner ist die
Umschaltvorrichtung 46 mit einem Schaltpositionsensor 49 zum
Erfassen von jeder der Schaltpositionen des Schalthebels 48 versehen,
um ein Signal auszugeben, das eine Schaltposition P0 und
die Anzahl von Operationen an der "M"-Position an die elektronische Steuervorrichtung 40 angibt.
-
Beispielsweise
wenn die "D"-Position durch Betätigen des Schalthebels 48 gewählt
wird, führt die Umschaltsteuereinrichtung 50 eine
automatische Umschaltsteuerung für den Verschiebungszustand des
Gangschaltmechanismus 10 basierend auf der Schalt-Speicherdarstellung
oder der Schalt-Speicherdarstellung durch, wie in 6 gezeigt
ist, die vorausgehend gespeichert wurde. Zusätzlich hierzu führt
die Hybridsteuereinrichtung 52 die stufenlose Schaltsteuerung
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 und die abgestufte
Schaltsteuereinrichtung 54 die automatische Schaltsteuerung
des Automatikgetriebeabschnitts 20 durch. Beispielsweise
bei einer Fahrt mit abgestuftem Schalten, bei der der Gangschaltmechanismus 10 in
den Stufenschaltzustand geschaltet ist, unterliegt der Gangschaltmechanismus 10 einer
automatischen Schaltsteuerung in dem Bereich der ersten bis fünften
Gangschaltstufen, wie in 2 gezeigt
ist.
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Als
Alternative unterliegt der Gangschaltmechanismus 10 im
stufenlosen Schaltbetrieb, bei dem der Gangschaltmechanismus 10 in
den stufenlosen Schaltzustand geschaltet ist, einer automatischen Schaltsteuerung
in dem veränderlichen Bereich der Gesamtgangabstufung γT.
Die Gesamtgangabstufung γT kann durch die stufenlose Übersetzungsverhältnisbreite
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 geändert
und erhalten werden, und die Gangpositionen unter automatischer
Schaltsteuerung im Bereich der ersten bis vierten Gangschaltpositionen
des Automatikgetriebeabschnitts 20.
-
Diese
"D"-Position entspricht auch einer Schaltposition, welche einen
Fahrmodus mit automatischem Schalten (Automatikmodus) wählt,
bei dem es sind um einen Steuermodus zum Durchfüzhren der
automatischen Schaltsteuerung des Gangschaltmechanismus 10 handelt.
-
Wenn
die "M"-Position durch Betätigen des Schalthebels 48 gewählt
wird, wird die automatische Schaltsteuerung in dem Bereich der Gesamtgangabstufung γT
ausgeführt, der durch die Schaltbereiche des Gangschaltmechanismus 10 variiert
werden kann, damit das maximal hohe Geschwindigkeitsübersetzungsverhältnis
oder Übersetzungsverhältnis des Schaltbereichs
nicht durch die Umschaltsteuereinrichtung 50, die Hybridsteuereinrichtung 52,
und die abgestufte Schaltsteuereinrichtung 54. überschritten
wird. Beispielsweise wird im abgestufen Schaltbetrieb, bei dem der
Gangschaltmechanismus 10 in den Stufenschaltzustand geschaltet
wird, die automatische Schaltsteuerung des Gangschaltmechanismus 10 in
dem Bereich der Gesamtgangabstufung γT ausgeführt,
die durch die Schaltbereiche variert werden kann.
-
Bei
einer Fahrt mit stufenlosem Schalten, bei dem der Gangschaltmechanismus 10 in
den stufenlosen Schaltzustand geschaltet wird, unterliegt der Gangschaltmechanismus 10 der
automatischen Schaltsteuerung in dem Variationsbereich der Gesamtgangabstufung γT,
die in den Schaltbereichen variiert und durch die stufenlose Übersetzungsverhältnisbreite
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 erhalten werden
kann, und den Gangstufen unter automatischer Schaltsteuerung in
den Bereichen des Automatikgetriebeabschnitts 20, die in
Abhängigkeit von den Schaltbereichen variiert werden können. Diese
"M"-Position entspricht auch einer Schaltposition, die einen Fahrmodus
mit manueller Schaltung (maneller Modus) wählt, bei dem
es sich um einen Steuermodus handelt, in dem der Gangschaltmechanismus 10 der
manuellen Schaltsteuerung unterliegt.
-
Somit
ist der Gangschaltmechanismus 10 (Differentialabschnitt 11,
Leistungsverteilungsmechanismus 16) bei der veranschaulichten
Ausführungsform selektiv zwischen dem stufenlosen Schaltzustand
und dem nicht-stufenlosen Schaltzustand, beispielsweise dem Stufenschaltzustand
(verriegelten Zustand) wählbar. Wenn der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, kann die Kraftmaschinendrehzahl
NE unabhängig von der Drehgeschwindigkeit
N18 des Übertragungselementes frei
eingestellt werden, ohne von der Fahrzeuggeschwindigkeit V beschränkt
zu sein. D. h., die Drehgeschwindigkeit N18 des Übertragungselementes
wird einzig basierend auf der Drehgeschwindigkeit NOUT der
Ausgangswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 20 und
dem Übersetzungsverhältnis γ bestimmt.
Wenn der Differentialabschnitt 11 hingegen in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand versetzt ist, wird die Kraftmaschinendrehzahl NE zu einer Drehgeschwindigkeit, die an die
Fahrzeuggeschwindigkeit V gebunden ist.
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Somit
wird verständlich, dass während einer Verlangsamungsfahrt
mit freigegebenem Fahrpedal die Kraftmaschinendrehzahl NE in Abhängigkeit von dem stufenlosen
Schaltzustand und dem nicht-stufenlosen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 selbst
bei einer gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit V verschieden ist.
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Es
wird nun eine Beschreibung unter Bezugnahme auf 28 gegeben, in der beispielsweise ein Status des
Differentialabschnitts 11 für die Verlangsamungsfahrt
auf einem kollinearen Diagram auf die in 3 gezeigte
Weise abgetragen ist.
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28(a) ist eine Darstellung, in der die Schaltkupplung
C0 mit dem Differentialabschnitt 11 gekoppelt (verriegelt)
ist, der in den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, und 28(b) ist eine Darstellung, in der, wenn
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, die Kraftstoffabsperrung eingeleitet wird, um den
Betrieb der Kraftmaschine 8 anzuhalten, und der erste Elektromotor
M1 veranlasst wird, im Leerlauf zu drehen.
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Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, wird die Drehung der Kraftmaschine 8 während
einer Verlangsamungsfahrt nicht angehalten, wie in 28(a) gezeigt
ist. Entsprechend besteht im Vergleich mit einer Situation, in welcher
der Differentialabschnitt 11 während einer Verlangsamungsfahrt
in den stufenlosen Schaltzustand mit angehaltener Drehung der Kraftmaschine 8 versetzt
ist, eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Schleppmoment der Kraftmaschine 8 zunimmt,
wie in 28(b) gezeigt ist.
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Wenn
dies stattfindet, falls der Regenerationsbetrag einzig für
die Verlangsamungsfahrt eingestellt ist, um es dem Elektromotor
zu ermöglichen, die Regeneration so durchzuführen,
dass sie mit dem nicht-stufenlosen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 harmoniert,
wobei die Kraftmaschine 8 sich in einem Kraftmaschinenzustand
mit einer weiteren Zunahme des Schleppmomentes befindet, mit anderen
Worten, wobei der Regenerationsbetrag des Elektromotors abnimmt,
ergibt sich eine Problematik, die im Nachfolgenden beschrieben ist.
Selbst wenn der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen
Schaltzustand des verfügbaren Kraftmaschinenzustandes versetzt
ist, um einen erhöhten Regenerationsbetrag zu erhalten,
wird der Regenerationsbetrag bis zum Einstellwert mit einer resultierenden
Schwierigkeit bei der Erhöhung des Regenerationsbetrages
erhalten, was zu einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs
führt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform wird während
einer Verlangsamungsfahrt eine Erhöhung des Regenerationsbetrages
mit einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs verursacht, im Gegensatz zu
einem Fall, in dem der Regenerationsbetrag einzig oder gleichförmig
gemäß dem Nicht-Differentialzustand eingestellt
ist, wobei eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass das Schleppmoment
der Kraftmaschine 8 zunimmt. Entsprechend wird der Regenerationsbetrag
des Elektromotors in Abhängigkeit davon variiert, ob der
Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist (Differentialzustand), d. h. ob der Regenerationsbetrag
in Abhängigkeit von einem Schleppmoment der Kraftmaschine 8 eingestellt
ist.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 26 bestimmt
insbesondere die Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung (Verlangsamungsfahrt-Bestimmungsabschnitt)
oder die Verzögerungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 280 basierend
auf dem Fahrpedalöffnungsgrad ACC,
ob das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt, d. h. in einer frei
laufenden Fahrt (Schiebebetrieb) verbleibt. Bei der Bestimmung der Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 280, dass
das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt verbleibt, veranlasst beispielsweise
die Hybridsteuereinrichtung 52, dass das Kraftstoffeinspritzventil 92 nicht betreibbar
bleibt, um die Kraftstoffzufuhr zur Kraftmaschine 8 abzusperren
und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Genauer
gesagt bestimmt die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung
(Verriegelungszustand-Bestimmungsabschnitt) 282, ob der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Nicht-Differentialzustand
(verriegelten Zustand) versetzt ist, d. h. ob der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, wenn die Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 280 bestimmt, dass
das Fahrzeug sich in der Verlangsamungsfahrt befindet, oder dass
sich das Fahrzeug im Modus des Verlangsamungsfahrens befindet.
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Beispielsweise
führt die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 84 die
Bestimmung basierend auf dem Fahrzeugzustand durch, der durch die
beispielsweise in 6 gezeigten Schaltlinien dargestellt
ist, d. h. die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsmoment
TOUT. Die Umschaltesteuereinrichtung 50 führt
eine Bestimmung durch, ob der Gangschaltmechanismus 10 in
der abgestuften Steuerung für den Gangschaltmechanismus 10 verbleibt,
um gesteuert in den Stufenschaltzustand geschaltet zu werden, oder
ob der Gangschaltmechanismus 10 in dem stufenlosen Steuerbereich
verbleibt, um gesteuert in den stufenlosen Schaltzustand geschaltet
zu werden. Wenn der Gangschaltmechanismus 10 in dem abgestuften Steuerbereich
verbleibt, wird bestimmt, dass der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist.
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Wenn
die Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 280 bestimmt,
dass das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt verbleibt, ermöglicht
es die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung (Regenerationsbetrag-Einstellabschnitt) 284,
dass die Hybridsteuereinrichtung 52 den Regenerationsbetrag des
Elektromotors, d. h. des zweiten Elektromotors M2, für
die Regeneration einstellt. Diese Einstellung wird in Abhängigkeit
davon ausgeführt, ob die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 282 veranlasst,
dass der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand versetzt wird.
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29 stellt ein Beispiel dar, das die Beziehung
(Speicherdarstellung) zwischen einer voreingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit
V und dem Regenerationsbetrag R zeigt. Eine durchgezogene Linie
A gibt die Beziehung an, d. h. eine abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A zur Verwendung bei der Einstellung des Regenerationsbetrags R
für den Differentialabschnitt 11, der in den nicht-stufenlosen
(abgestuften) Schaltzustand versetzt ist. Ferner gibt eine durchgezogene
Linie B die Beziehung, d. h. eine stufenlose Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
B zur Verwendung bei der Einstellung des Regenerationsbetrags R
für den Differentialabschnitt 11 an, der in den
stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, wobei die Drehung der Kraftmaschine 8 angehalten
ist (d. h. bei stufenlos).
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Wie
aus 29 ersichtlich ist, wenn der
Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
(bei abgestuft) versetzt ist, wird die Drehung der Kraftmaschine 8 während
einer Verlangsamungsfahrt nicht angehalten, und ein Schleppmoment
tritt mit einem Abfall des Regenerationsbetrags auf im Gegensatz
dazu, wenn er in den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist (bei
stufenlos). In Anbetracht eines solchen Abfalls wird der Regenerationsbetrag
R auf einen niedrigeren Wert gesetzt als bei dem stufenlosen Schalten
bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit V. Dies führt
zu einer Erwägung, dass unter dem nicht-stufenlosen Schaltzustand
der Regenerationsbetrag in einem solchen Maße verringert
ist, dass eine Kraftmaschinenbremsung aufgrund des Schleppmomentes
der Kraftmaschine 8 auftritt. Mit anderen Worten ist die
Antriebsaggregat (Kraftmaschine 8, Elektromotor)-Bremsung in
der Gesamtheit der Kraftmaschinenbremsungskraft und der regenerativen
Bremskraft, nahezu gleichwertig, ob der Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 nun
in den stufenlosen Schaltzustand oder den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist.
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Ferner
ist die abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung A verschieden
in Abhängigkeit von dem Übersetzungsverhältnis γ des
Automatikgetriebeabschnitts 20. Je größer
das Übersetzungsverhältnis γ (d. h. je
niedriger die niedrige Gangschaltposition), desto höher
ist die Kraftmaschinendrehzahl NE bei der
gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit V. Somit wird die Einstellung so
vorgenommen, dass der Regenerationsbetrag bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit
V umso kleiner ist, je größer das Übersetzungsverhältnis γ ist.
Ausserdem ist die abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A in Abhängigkeit davon verschieden, ob der Stufenschaltzustand
vorliegt und die Schaltkupplung C0 gekoppelt (verriegelt) ist, oder
der Stufenschaltzustand vorliegt und die Umschaltbremse B0 gekoppelt
(verriegelt) ist. Da die Kraftmaschinendrehzahl NE bei
der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit V in einer Phase, in der die
Umschaltbremse B0 gekoppelt (verriegelt) ist, niedrig ist, wird
die Einstellung so vorgenommen, dass der Regenerationsbetrag R bei
der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit V groß ist, wenn die
Umschaltbremse B0 gekoppelt (verriegelt) ist.
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Ferner
stellen sowohl die abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A als auch die stufenlose Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
B beispielhafte Fälle dar, in denen die Kraftstoffabsperrung
für die Kraftmaschine 8 ausgeführt ist.
Es tritt kein Schleppzustand in der Kraftmaschine 8 auf, wenn
keine Kraftstoffabsperrung in der Kraftmaschine 8 ausgeführt
ist, d. h. wenn die Kraftmaschine 8 eine Leerlaufdrehgeschwindigkeit
NIDL bei einer autonomen Drehung beibehält.
Entsprechend wird die Einstellung so vorgenommen, dass bei einer
Kraftstoffabsperrung in der Kraftmaschine 8 der Regenerationsbetrag
größer ist, als wenn keine Kraftstoffabsperrung
vorgenommen wird.
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Wenn
der Differentialabschnitt 11 während einer Verlangsamungsfahrt
in den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, stellt die
Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den Regenerationsbetrag
R für die Regenerationssteuerung, die mit der Hybridsteuereinrichtung 52 ausgeführt
wird, basierend auf der Ist- Fahrzeuggeschwindigkeit V unter Bezugnahme
auf die in 29 gezeigte abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A ein. Wenn ausserdem der Differentialabschnitt 11 während
einer Verlangsamungsfahrt in den stufenlosen Schaltzustand versetzt
ist, stellt die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den
Regenerationsbetrag R für die Regenerationssteuerung, die
mit der Hybridsteuereinrichtung 52 ausgeführt
wird, basierend auf der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V unter Bezugnahme
auf die in 29 gezeigte stufenlose Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
B ein.
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Bei
einer Bestimmung der Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 280,
dass das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt verbleibt, lässt
die Hybridsteuereinrichtung 52 es zu, dass der Elektromotor
die Regenerationssteuerung ausführt, um den Regenerationsbetrag
des Elektromotors zu erhalten, der durch die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284,
d. h. den zweiten Elektromotor M2 eingestellt wird. Die Regenerationssteuerung
wird basierend auf einem Bestimmungsergebnis ausgeführt,
ob die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 282 veranlasst,
dass der Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand versetzt wird.
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Somit
dient die Hybridsteuereinrichtung 52 unter Verwendung des
Regenerationsbetrags R des zweiten Elektromotors M2, der durch die
Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 eingestellt
wird, als Regenerationssteuereinrichtung während einer Verlangsamungsfahrt
zum Ändern des Regenerationsbetrags des Elektromotors basierend
darauf, ob der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen
Schaltzustand versetzt ist.
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Beispielsweise
wenn der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, stellt die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den
Regenerationsbetrag R des Elektromotors so ein, dass er größer
ist, als wenn er in den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt
ist. Entsprechend macht die Hybridsteuereinrichtung 52 den
Regenerationsbetrag durch den Elektromotor größer, falls
der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
(Differentialzustand) versetzt ist, als wenn der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand (Nicht-Differentialzustand)
versetzt ist.
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Somit
wird während einer Verlangsamungsfahrt der Regenerationsbetrag
R in Abhängigkeit von dem stufenlosen Schaltzustand und
dem nicht-stufenlosen Schaltzustand des Differentialabschnitts 11 eingestellt.
Im Ergebnis erhöht sich der Regenerationsbetrag, wenn er
in den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, und verbessert den
Kraftstoffverbrauch im Vergleich mit einer Phase, in der der Regenerationsbetrag
R einzig so eingestellt ist, dass er mit dem nicht-stufenlosen Schaltzustand
harmoniert, wobei eine Wahrscheinlichekt einer Verringerung des
Regenerationsbetrags aufgrund einer Zunahme des Schleppmoments der
Kraftmaschine besteht.
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Ferner
kann die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den
Regenerationsbetrag R für die auszuführende Regenerationssteuerung
mit der Hybridsteuereinrichtung basierend auf der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit
V unter Bezugnahme auf die abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A oder die stufenlose Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung B
einstellen. Die Speicherdarstellungen A oder B sind in Abhängigkeit
davon eingestellt, ob während einer Verlangsamungsfahrt eine
Kraftstoffabsperrung in der Kraftmaschine 8 ausgeführt
wird.
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Bei
einer Bestimmung durch die Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 280,
dass das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt verbleibt, lässt die
Hybridsteuereinrichtung 52 es zu, dass der Elektromotor
die Regenerationssteuerung ausführt, um den Regenerationsbetrag
des Elektromotors zu erhalten.
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Somit
kann die Hybridsteuereinrichtung 52 während einer
Verlangsamungsfahrt die Operation zusätzlich zu der Operation
des Änderns des Regenerationsbetrags R des Elektromotors
basierend darauf durchführen, ob der Differentialabschnitt 11 in den
stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, um den Regenerationsbetrag
R des Elektromotors basierend darauf zu ändern, ob eine
Kraftstoffabsperrung in der Kraftmaschine 8 ausgeführt
wird.
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Beispielsweise
wenn der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, stellt die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den
Regenerationsbetrag R größer ein, als wenn der
Differentialabschnitt 11 in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist. Darüber hinaus, wenn keine Kraftstoffabsperrung
in der Kraftmaschine 8 ausgeführt wird, stellt
die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den Regenerationsbetrag
R größer ein, als wenn die Kraftstoffabsperrung
ausgeführt wird. Entsprechend, wenn keine Kraftstoffabsperrung in
der Kraftmaschine 8 ausgeführt wird, lässt
die Hybridsteuereinrichtung 52 zu, dass die Regeneration des
Elektromotors größer eingestellt wird als bei
Vorliegen des nicht-stufenlosen Schaltzustandes (Nicht-Differentialzustand).
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Somit
wird der Regenerationsbetrag R in Abhängigkeit davon eingestellt,
ob eine Kraftstoffabsperrung in der Kraftmaschine 8 ausgeführt
wird. Hierbei nimmt der Regenerationsbetrag zu, wenn keine Kraftstoffabsperrung
in der Kraftmaschine 8 ausgeführt wird, mit einer
resultierenden Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs im Vergleich
damit, wenn der Regenerationsbetrag R einzig eingestellt ist, um
mit einem Zustand zu harmonieren, in dem eine Kraftstoffabsperrung
in der Kraftmaschine 8 ausgeführt wird. Während
der Kraftstoffabsperroperation ist es wahrscheinlich, dass in der
Kraftmaschine ein Schleppmoment mit einer resultierenden Verringerung
des Regenerationsbetrags auftritt.
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30 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung
eines wesentlichen Steuervorgangs, der von der elektronischen Steuervorrichtung 40 ausgeführt
werden soll, d. h. eines Steuervorgangs zum Einstellen des Regenerationsbetrags
für die Verlangsamungsfahrt. Diese Sequenz wird in einer
extrem kurzen Zykluszeit in der Größenordnung
von mehreren Millisekunden oder mehreren Hundertstelsekunden wiederholt
ausgeführt.
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Zuerst
wird in Schritt (im Nachfolgenden wird das Wort "Schritt" weg gelassen)
SB1 – entsprechend der Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 280,
d. h. einem Verlangsamungsfahrt-Bestimmungsschritt – eine
Bestimmung vorgenommen, ob das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt
verbleibt, d. h. in einem Schiebebetrieb mit frei gegebenem Fahrpedal.
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Falls
die Bestimmung in SB1 bejahend ist, wird in SB2 – entsprechend
der Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 282, d.
h. einem Verriegelungszustand-Bestimmungsschritt – eine
Bestimmung vorgenommen, ob der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
den verriegelten Zustand versetzt ist, d. h., ob der Differentialabschnitt 11 in den
nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist. Die Bestimmung wird
basierend auf dem Fahrzeugzustand ausgeführt, beispielsweise
unter Bezugnahme auf die in 6 gezeigten
Schaltlinien in Abhängigkeit davon, ob der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, basierend darauf,
ob der Gangschaltmechanismus 10 für den nicht-stufenlosen
Schaltzustand in dem abgestuften Steuerbereich verbleibt.
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Falls
die Bestimmung in SB2 bejahend ist, wird in SB3 – entsprechend
der Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 und der
Hybridsteuereinrichtung 52, d. h. einem Hybridsteuerungsschritt – der
Regenerationsbetrag R des Elektromotors eingestellt, d. h. der zweite
Elektromotor M2 wird für die Regenerationssteuerung während
einer Verlangsamungsfahrt eingestellt. Die Einstellung wird basierend
auf der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V beispielsweise unter Bezugnahme
auf die abgestufte Schaltungsregeneration ausgeführt, die
in 12 gezeigt ist. Daraufhin führt der Elektromotor
die Regenerationssteuerung durch, um den eingestellten Regenerationsbetrag
R des Elektromotors zu erhalten. Falls hierbei keine Kraftstoffabsperrung
in der Kraftmaschine 8 ausgeführt wird, kann der
Regenerationsbetrag R erhöht werden.
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Falls
die Bestimmung in SB2 verneinend ist, wird in SB4 – entsprechend
der Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 und der
Hybridsteuereinrichtung 52, d. h. einem Hybridsteuerungsschritt – der Regenerationsbetrag
R des Elektromotors eingestellt, d. h. der zweite Elektromotor M2
wird für die Regenerationssteuerung während einer
Verlangsamungsfahrt eingestellt. Die Einstellung wird basierend
auf der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V beispielsweise unter Bezugnahme
auf die in 29 gezeigte stufenlose Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
B ausgeführt. Daraufhin führt der Elektromotor
die Regenerationssteuerung durch, um den eingestellten Regenerationsbetrag
R des Elektromotors zu erhalten. Falls hierbei keine Kraftstoffabsperrung in
der Kraftmaschine 8 ausgeführt wird, kann der
Regenerationsbetrag R erhöht werden.
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Wie
bereits erwähnt wurde, schalten gemäß der
veranschaulichten Ausführungsform die Schaltkupplung C0
und die Umschaltbremse B0 den Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand und den nicht-stufenlosen Schaltzustand.
Daher kann eine Antriebsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden,
die sowohl die Vorteile einer Verbesserung des Kraftstoffwirkungsgrades
aufweist, die von einem Getriebe bewirkt werden, das eine Gangabstufung elektrisch ändert,
als auch einen Übertragungswirkungsgrad, der von einem
Gangschaltgetriebe bewirkt wird, das Leistung mechanisch überträgt.
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Wenn
beispielsweise ein Fahrzeug in einem normalen Ausgangsbereich der
Kraftmaschine mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und
einem niedrigen/mittleren Ausgang fahrt, stellt das Versetzen des
Differentialabschnitts 11 in den stufenlosen Schaltzustand
ein kraftstoffsparendes Verhalten des Fahrzeugs sicher. Wenn ausserdem
der Differentialabschnitt 11 während einer Fahrt
des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt ist, wird der Ausgang der Kraftmaschine hauptsächlich über
einen mechanischen Leistungsübertragungspfad auf die Antriebsräder übertragen.
Dies minimiert einen Umwandlungsverlust zwischen der Fahrzeugantriebskraft,
der auftritt, wenn der stufenlose Schaltabschnitt veranlasst wird,
als Getriebe für das elektrisch zu ändernde Übersetzungsverhältnis
zu dienen, und elektrischer Energie, was zu einer Verbesserung des
Kraftstoffverbrauchs führt.
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Wenn
darüber hinaus der Differentialabschnitt 11 während
einer Fahrt des Fahrzeugs mit einem hohen Ausgang in den nicht-stufenlosen
Schaltzustand versetzt ist, wird der Differentialabschnitt 11 als
Getriebe betätigt, um das Übersetzungsverhältnis in
einem Bereich, in dem das Fahrzeug mit der niedrigen/mittleren Geschwindigkeit
und einem niedrigen/mittleren Ausgang fährt, elektrisch
zu ändern. Dies ermöglicht eine Verringerung eines
maximalen Wertes an elektrischer Energie, die der erste Elektromotor
M1 erzeugen muss, d. h. elektrischer Energie, die der erste Elektromotor
M1 übertragen muss, was in einer weiteren Verkleinerung
des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2, auf den
elektrische Energie von dem ersten Elektromotor M1 übertragen
wird, oder des Differentialabschnitts 11, der einen solchen
ersten und zweiten Elektromotoren M1 und M2 aufweist, resultiert.
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Während
der Verlangsamungsfahrt ändert die Hybridsteuereinrichtung 52 ferner
den Regenerationsbetrag basierend darauf, ob der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist. Somit wird die
Regeneration mit dem Regenerationsbetrag in Abhängigkeit
von einem Schleppmoment der Kraftmaschine 8 durchgeführt.
D. h., die Regeneration wird mit dem Regenerationsbetrag R in Abhängigkeit
von dem stufenlosen Schaltzustand durchgeführt, in dem
die Kraftmaschinendrehzahl NE aufgrund des
Differentialbetriebs unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit
V nahezu Null ist, und dem nicht-stufenlosen Schaltzustand, in dem
eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Kraftmaschinendrehzahl
NE an die Fahrzeuggeschwindigkeit V gebunden ist
und ein Schleppmoment der Kraftmaschine 8 verursacht, das
größer ist, als wenn der stufenlose Schaltzustand
vorliegt. Im Ergebnis nimmt der Regenerationsbetrag zu, mit einer
resultierenden Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, als wenn die
Regeneration mit einem Regenerationsbetrag R durchgeführt
wird, der einzig oder gleichförmig in Verbindung mit dem
nicht-stufenlosen Schaltzustand eingestellt ist, wobei die Wahrscheinlichkeit
einer Zunahme des Schleppmoments der Kraftmaschine 8 besteht.
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Wenn
beispielsweise die Hybridsteuereinrichtung 52 betätigt
wird, um zu veranlassen, dass der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt wird, wird der Regenerationsbetrag größer
eingestellt, als wenn er in den nicht-stufenlosen Schaltzustand
versetzt wird, was zu einem Abfall der Kraftmaschinendrehzahl NE führt. Bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit
V während einer Verlangsamungsfahrt wird die Regeneration
mit einem weiter erhöhten Regenerationsbetrag durchgeführt, wodurch
der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
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Bei
der veranschaulichten Ausführungsform ändert die
Hybridsteuereinrichtung 52 ferner den Regenerationsbetrag
in Abhängigkeit davon, ob in der Kraftmaschine 8 eine
Kraftstoffabsperrung ausgeführt wird. D. h., die Regeneration
wird mit einem Regenerationsbetrag R in Abhängigkeit von:
einem Zustand durchgeführt, in dem keine Kraftstoffabsperrung
ausgeführt wird, wobei die Kraftmaschine 8 autonom
dreht und kein Schleppmoment auftritt; und einem anderen Zustand,
in dem eine Kraftstoffabsperrung ausgeführt wird und das
Auftreten eines Schleppmomentes in der Kraftmaschine 8 verursacht wird.
Dies resultiert in einer Erhöhung des Regenerationsbetrags
mit einer resultierenden Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs im
Vergleich mit einer Phase, in der die Regeneration mit einem Regenerationsbetrag
R durchgeführt wird, der einzig so eingestellt ist, dass
er mit dem Zustand harmoniert, in dem eine Kraftstoffabsperrung
ausgeführt wird.
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<Fünfte
Ausführungsform>
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Bei
der oben erwähnten veranschaulichten Ausführungsform
stellt die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den
Regenerationsbetrag R für die Hybridsteuereinrichtung 52 ein,
um eine Regenerationssteuerung unter Verwendung der abgestuften Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A oder der stufenlosen Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung B
durchzuführen. Die abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A oder die stufenlose Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung B
stellen die Beziehungen dar, die basierend darauf vorgegeben sind,
ob der Differentialabschnitt 11 während einer
Verlangsamungsfahrt in den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist,
was in Abhängigkeit von dem Übersetzungsverhältnis γ des
Automatikgetriebeabschnitts 20 verschieden ist. Ferner
unterscheiden sich die Speicherdarstellungen A oder B voneinander in
Abhängigkeit von: welche von der Schaltkupplung C0 oder
der Umschaltbremse B0 gekoppelt (verriegelt) sind, um den Stufenschaltzustand
zur Verfügung zu stellen; oder ob eine Kraftstoffabsperrung
in der Kraftmaschine 8 eingeleitet wird.
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Wenn
weiters bei der veranschaulichten Ausführungsform der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, wobei die Drehung
der Kraftmaschine 8 nicht angehalten wird, ermöglicht
es ein variierender Drehwiderstand der Kraftmaschine 8,
den Regenerationsbetrag selbst bei einer gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit
V zu erhöhen oder zu verringern. Gemäß der
vorliegenden Verwendung bezieht sich der Begriff "eine gleiche Fahrzeuggeschwindigkeit"
auf eine Phase, in der mit anderen Worten die Drehgeschwindigkeit
NE der Kraftmaschine 8, die mit
den Antriebsrädern 38 zwangsgedreht wird, bei
einer gleichen Geschwindigkeit liegt. Im Nachfolgenden wird eine
Beschreibung für den Steuervorgang zum Variieren des Drehwiderstands
der Kraftmaschine 8 gegeben.
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31 ist ein Funktionsblockdiagramm entsprechend
den 5 und 18,
das eine wesentliche Steuerfunktion veranschaulicht, die von der
elektronischen Steuervorrichtung 40 durchgeführt
werden soll.
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Wie
in 31 gezeigt ist, umfasst die Kraftmaschine 8 einen
variablen Ventilsteuermechanismus 90, der betreibbar ist,
um einen Zeitpunkt zu ändern, an dem ein Einlass- und Auslassventil
betätigt werden, und eine Kraftstoffeinspritzventil 92 betreibbar
ist, um Kraftstoff zuzuführen oder die Kraftstoffzufuhr
zu unterbrechen. Ein Teil oder alle Zylinder sind in einen Dekompressionszustand,
d. h. einen Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungszustand versetzt,
und die Kraftstoffzufuhr ist unterbrochen, um die betreffenden Zylinder
anzuhalten. Dies verursacht eine aerodynamische Volumenverdrängung, die
im Wesentlichen in Abhängigkeit von einem Lastzustand der
Kraftmaschine 8 variiert, um die Kraftstoffzufuhr zu verringern.
D. h., die Kraftmaschine 8 ist eine Kraftmaschine für
Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückung mit variabler
Zylinderzahl.
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Beispielsweise
gibt die Hybridsteuereinrichtung 52 während einer
Verlangsamungsfahrt den Befehl an die Kraftmaschinenausgang-Steuervorrichtung 43 aus,
ein Kraftmaschinenbremsmoment zu erhalten, das für ein
angefordertes Bremsmoment TB* benötigt
wird. Der Grund dafür ist, dass der variable Ventilsteuermechanismus 90 es
erforderlich macht, den Dekompressionszustand mittels einer benötigten Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung-Zylinderzahl
CD zu erhalten, um dadurch eine Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung
durchzuführen. Dies verursacht eine Variation eines Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerungsbetrags,
d. h. eines Dekompressionsbetrags der Kraftmaschine 8.
Beispielsweise wird veranlasst, dass der Dekompressionsbetrag in
Abhängigkeit von der Zylinderinnendruck- Reduzierungssteuerung-Zylinderzahl
CD der Kraftmaschine 8 variiert,
die in den Dekompressionszustand versetzt ist. Bei einer gleichen
Kraftmaschinendrehzahl NE wird der Dekompressionsbetrag umso
größer, je größer die Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung-Zylinderzahl
CD ist, mit einer resultierenden Abnahme
des Kraftmaschinenbremsmoments.
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Beispielsweise
steht bei der in 29 gezeigten abgestuften Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
A eine gestrichelten Linie AMAX für
einen Fall, in dem alle Zylinder in den Dekompressionszustand versetzt
sind, wobei der Dekompressionsbetrag maximiert ist, und eine gestrichelten
Linie AMIN steht für einen anderen
Fall, in dem keiner der Zylinder in den Dekompressionszustand versetzt
ist, wobei der Dekompressionsbetrag minimiert ist. Wie aus der abgestuften
Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung A (einschließlich
der gestrichelten Linie AMAX und der gestrichelten
Linie AMIN) hervorgeht, ist das Schleppmoment
der Kraftmaschine 8 umso größer, je größer
der Dekompressionsbetrag ist, mit einer resultierenden Zunahme des
Regenerationsbetrags. Daher wird eine Einstellung so vorgenommen,
dass sich der Regenerationsbetrag R bei einer gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit
V erhöht. Wenn der Dekompressionsbetrag auf diese Weise
variiert wird, ist der Regenerationsbetrag in einen Bereich von
der gestricheltenn Linie AMAX und der gestrichelten
Linie AMIN eingestellt.
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Bei
der in 29 gezeigten stufenlosen Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung
B bleibt die Kraftmaschine 8 in dem angehaltenen Drehzustand. Dies
verursacht keine Variation des Regenerationsbetrags basierend auf
dem Dekompressionsbetrag während der Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung.
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Die
Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 stellt den
Regenerationsbetrag R für die Hybridsteuereinrichtung 52 ein,
um die Regenerationssteuerung durchzuführen. Diese Einstellung
wird basierend auf der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V unter Bezugnahme
auf die abgestufte Regenerationsbetrag-Speicherdarstellung A vorgenommen,
die basierend auf dem Dekompressionsbetrag für die Kraftmaschine 8 vorgenommen
wird, um die Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung während
einer Verlangsamungsfahrt durchzuführen.
-
Bei
der Bestimmung der Verlangsamungsfahrt-Bestimmungseinrichtung 38,
dass das Fahrzeug in der Verlangsamungsfahrt verbleibt, lässt
die Hybridsteuereinrichtung 52 zu, dass der Elektromotor
die Regenerationssteuerung durchführt, um den Regenerationsbetrag
R des Elektromotors zu erhalten, der von der Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 basierend
auf dem Dekompressionsbetrag eingestellt wird.
-
Somit ändert
die Hybridsteuereinrichtung 52 den Regenerationsbetrag
R des Elektromotors basierend darauf, ob der Differentialabschnitt 11 während
einer Verlangsamungsfahrt in den Differentialzustand versetzt ist.
Wenn ausserdem die Kraftmaschine 8 die Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung
durchführt, wird der Regenerationsbetrag R des Elektromotors
basierend auf dem Dekompressionsbetrag geändert.
-
Wenn
beispielsweise der Differentialabschnitt 11 in den stufenlosen
Schaltzustand versetzt ist, stellt die Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 den
Regenerationsbetrag R größer ein, als wenn er
in den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist. Ausserdem wird der
Regenerationsbetrag R so eingestellt, dass der Regenerationsbetrag
R umso größer ist, je größer
der Dekompressionsbetrag ist, wenn die Kraftmaschine 8 die
Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung durchführt. Entsprechend
erhöht die Hybridsteuereinrichtung 52 mit einem
zunehmenden Dekompressionsbetrag die Zunahme des Regenerationsbetrags
des Elektromotors.
-
Somit
wird der Regenerationsbetrag in Abhängigkeit von dem Dekompressionsbetrag
eingestellt, wenn die Kraftmaschine 8 während
einer Verlangsamungsfahrt die Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung
durchführt. Entsprechend nimmt der Regenerationsbetrag
im Vergleich mit einem Fall, in dem die Kraftmaschine 8 keine
Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung durchführt, mit
einer Zunahme des Dekompressionsbetrags zu, so dass der Kraftstoffverbrauch
verbessert wird, wenn die Kraftmaschine 8 die Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung
durchführt. Wenn keine Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung
von der Kraftmaschine 8 durchgeführt wird, wird
der Regenerationsbetrag R einzig eingestellt, da die Wahrscheinlichkeit besteht,
dass das Schleppmoment der Kraftmaschine 8 zunimmt, mit
einer resultierenden Abnahme des Regenerationsbetrags.
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Beispielsweise
entspricht SB3 in dem Ablaufdiagramm, das in 30 gezeigt
ist, der Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 und
der Hybridsteuereinrichtung 52, d. h. einem Hybridsteuerungsschritt.
In SB3 ist beispielsweise der Regenerationsbetrag R des Elektromotors,
d. h. des zweiten Elektromotors M2, für eine Regenerationssteuerung
während einer Verlangsamungsfahrt basierend auf der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit
V unter Bezugnahme auf die in 29 gezeigte
abgestufte Regenerationsbetrag- Speicherdarstellung A eingestellt.
Der Elektromotor führt die Regenerationssteuerung durch,
um den Regenerationsbetrag R des Elektromotors mit einem voreingestellten
Wert zu erhalten. Wenn hierbei die Kraftmaschine 8 die
Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung durchführt, führt
dies dazu, dass der Regenerationsbetrag R mit der Zunahme des Dekompressionsbetrags
zunimmt.
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Ferner
entspricht SB4 in dem in 30 gezeigten
Ablaufdiagramm der Regenerationsbetrag-Einstelleinrichtung 284 und
der Hybridsteuereinrichtung 52, d. h. dem Hybridsteuerungsschritt.
Da in SB4 die Kraftmaschine 8 in dem angehaltenen Drehzustand
verbleibt, wird kein Dekompressionsbetrag für die Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung in
Betracht gezogen.
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Wie
vorstehend erwähnt wurde, besitzt die veranschaulichte
Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die bereits erwähnten.
Zusätzlich zu solchen Effekten ändert die Hybridsteuereinrichtung 52 den Regenerationsbetrag
basierend auf dem Dekompressionsbetrag, wenn die Kraftmaschine 8 die
Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung durchführt. Entsprechend
wird die Regeneration selbst dann, wenn die Kraftmaschinendrehzahl
NE auf dem gleichen Niveau bleibt, mit dem
Regenerationsbetrag R in Abhängigkeit von der Dekompressionsbetrag
für den Zylinderinnendruck-Reduzierungssteuerung durchgeführt,
was eine Variation des Schleppmomentes der Kraftmaschine 8 verursacht.
Im Ergebnis nimmt der Regenerationsbetrag mit einer resultierenden
Verbesserung im Kraftstoffverbrauch zu, verglichen mit einem Fall,
in dem die Regeneration mit einem Regenerationsbetrag R durchgeführt
wird, der einzig dazu eingestellt ist, um mit dem Zustand mit einer
Reduzierung des Dekompressionsbetrags zu harmonieren, wobei die
Wahrscheinlichkeit einer Zunahme des Schleppmomentes der Kraftmaschine 8 besteht.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform wird manchmal der
Schalter 44 manuell betätigt, anstatt einen automatischen
Schaltungssteuervorgang durchzuführen, was dazu führt,
dass eine manuelle Umschaltsteuerung an dem Schaltzustand des Automatikgetriebeabschnitts 20 durchgeführt
wird. In diesem Fall wird in Schritt S2 des in 13 gezeigten Ablaufdiagramms für die
vorstehend beschriebene veranschaulichte Ausführungsform
eine Bestimmung vorgenommen, ob der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
den verriegelten Zustand versetzt ist, d. h., ob der Differentialabschnitt 11 in
den nicht-stufenlosen Schaltzustand versetzt ist. Eine solche wird
in einer Situation vorgenommen, in der der Schalter 44 manuell
betätigt wird, um zu veranlassen, dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 im
verriegelten Zustand gewählt wird, d. h. um zu veranlassen, dass
der Differentialabschnitt 11 im nicht-stufenlosen Schaltzustand
gewählt wird.
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Während
die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die veranschaulichten Ausführungsformen,
die in der Zeichnung gezeigt sind, ausführlich beschrieben
wurde, kann die vorliegende Erfindung in anderen Modifikationen
angewendet werden.
-
Beispielsweise
verwendet die veranschaulichte Ausführungsform während
der Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden oder abfallenden
Straße das in 10 gezeigte
Schaltdiagramm, wobei die jeweiligen Schaltlinien zu einer Gangposition
auf der Seite einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit geändert
sind als derjenigen, die für den in 6 gezeigten
gegebenen Fahrzustand verwendet werden. Es kann jedoch ebenso während
der Fahrt des Fahrzeugs auf einer ansteigenden oder abfallenden
Straße das in 10 gezeigte
Schaltdiagramm verwendet werden, wobei die Schaltlinien für
den zu schaltenden Stufenschaltzustand und stufenlosen Schaltzustand
auf die Gangpositionen zur Seite eines niedrigeren Ausgangsmoments
(d. h. auf die Seite eines geringeren Öffnungsgrads einer
Fahrpedalbetätigung) hin geändert sind als diejenigen,
die für den gegebenen Fahrzustand verwendet werden, der
beispielsweise in 6 gezeigt ist. Somit werden
die Schaltlinien auf die Gangpositionen für den Stufenschaltzustand
bei einem geringeren Drosselklappenöffnungsgrad hin geschaltet
als diejenigen, bei denen die Schaltlinien für den gegebenen
Fahrzustand angeordnet sind, wodurch eine Last des ersten Elektromotors
M1 unterdrückt wird. Darüber hinaus kann das in 10 gezeigte Schaltdiagramm für die ansteigende
oder abfallende Straße ein Schaltdiagramm umfassen, das
ein Hochschalten in die maximale Gangposition verhindert. Beispielsweise
kann die in 10 gezeigte Hochschaltlinie
4 → 5 weg gelassen werden.
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Bei
der vorstehend beschriebenen veranschaulichten Ausführungsform
bestimmt die Verriegelungszustand-Bestimmungseinrichtung 84 (Schritt S4
in 14), ob der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
Abhängigkeit davon in den Differentialzustand versetzt
wird, ob der stufenlose Steuerbereich vorliegt, basierend auf dem
Fahrzeugzustand beispielsweise unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte
Schaltdiagramm. Es kann jedoch eine Bestimmung, ob der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
den Differentialzustand versetzt ist, basierend auf der Bestimmung
vorgenommen werden, ob die Umschaltesteuereinrichtung 50 den Gangschaltmechanismus 10 in
den abgestuften Steuerbereich oder den stufenlosen Steuerbereich
versetzt.
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Beispielsweise
ist der Gangschaltmechanismus 10, 70 bei der veranschaulichten
Ausführungsform so aufgebaut, dass er ein Umschalten des
Differentialabschnitts 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
in den Differentialzustand und den Nicht-Differentialzustand ermöglicht,
damit der stufenlose Schaltzustand als elektrisches stufenloses
Getriebe dient, und der Stufenschaltzustand als abgestuftes Schaltgetriebe
dient. Das Umschalten zwischen dem stufenlosen Schaltzustand und
dem Stufenschaltzustand wird jedoch als eine Betriebsweise des Versetzens
des Differentialabschnitts 11 in den Differentialzustand
und den Nicht-Differentialzustand durchgeführt. Selbst
wenn der Differentialabschnitt 11 beispielsweise in den
Differentialzustand versetzt ist, kann er so angeordnet werden,
dass er als Stufengetriebe arbeitet, wobei sein Schaltübersetzungsverhältnis
variabel gemacht ist, und zwar nicht in einem stufenlosen Modus,
sondern in einem schrittweisen Modus.
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Mit
anderen Worten entsprechen sich der Differentialzustand/Nicht-Differentialzustand
und der stufenlose Schaltzustand/Stufenschaltzustand des Gangschaltmechanismus 10, 70 (Differentialabschnitt 11,
Leistungsverteilungsmechanismus 16) nicht unbedingt immer
Eins-zu-Eins, und der Gangschaltmechanismus 10, 70 braucht
nicht unbedingt die Form eines Aufbaus zu haben, der ein Umschalten
zwischen dem Stufenschaltzustand und dem stufenlosen Schaltzustand
ermöglicht. Der Stufenschaltzustand bezieht sich auf eine
Leistungsübertragung über den mechanischen Übertragungspfad
ohne einen elektrischen Pfad.
-
Bei
der vorstehenden Ausführungsform werden als die Kopplungsvorrichtung
zum selektiven Umschalten des Leistungsübertragungspfades
in den Zustand mit übertragener Leistung und den Zustand
mit unterbrochener Leistung die erste Kupplung C1 und die zweite
Kupplung C2 verwendet, die einen Teil des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 darstellen
und zwischen dem Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 und
dem Differentialabschnitt 11 angeordnet sind. Die Kopplungsvorrichtung
ist aber nicht unbedingt die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung
C2, und es kann ausreichend sein, wenigstens eine Kopplungsvorrichtung
zu verwenden, welche ein Umschalten des Leistungsübertragungspfades
in den Zustand mit übertragener Leistung und den Zustand
mit unterbrochener Leistung ermöglicht. Solche Kopplungsvorrichtung
können beispielsweise mit der Ausgangswelle 22 verbunden
sein oder mit dem Drehorgan im Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 verbunden
sein. Die Kopplungsvorrichtung stellt nicht unbedingt einen Teil
des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 dar und
kann unabhängig von diesem vorgesehen sein.
-
In
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 der veranschaulichten
Ausführungsformen ist der erste Planetenträger
CA1 an der Kraftmaschine 8 befestigt, und das erste Sonnenrad
S1 ist an dem ersten Elektromotor M1 befestigt, und das erste Hohlrad R1
ist an dem Übertragungselement 18 befestigt. Eine
solche Verbindungsanordnung ist jedoch nicht wesentlich, und die
Kraftmaschine 8, der erste Elektromotor M1 und der Übertragungselement 18 sind jeweils
an einem von den drei Elementen CA1, S1 und R1 des ersten Planetenradsatzes 24 befestigt.
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Obgleich
bei den veranschaulichten Ausführungsformen die Kraftmaschine 8 unmittelbar
mit der Eingangswelle 14 verbunden ist, kann sie betriebsmäßig über
Zahnräder, Riemen oder dergleichen verbunden sein. Die
Kraftmaschine 8 und die Eingangswelle 14 sind
nicht unbedingt koaxial angeordnet.
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Bei
den veranschaulichten Ausführungsformen sind der erste
Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 koaxial mit der Antriebsvorrichtung-Eingangswelle 14 angeordnet,
der erste Elektromotor M1 ist an dem ersten Sonnenrad S1 befestigt,
und der zweite Elektromotor M2 ist an dem Übertragungselement 18 befestigt.
Eine solche Anordnung ist jedoch nicht wesentlich. Beispielsweise
kann der erste Elektromotor M1 an dem ersten Sonnenrad S1 durch
Zahnräder, einen Riemen oder dergleichen befestigt sein,
und der zweite Elektromotor M2 kann an dem Übertragungselement 18 befestigt
sei.
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Eine
Ausführungsweise, bei der der zweite Elektromotor M2 mit
dem Übertragungselement 18 oder dem Ausgabeorgan 22 über
ein Zahnrad, einen Riemen und eine Untersetzung verbunden ist, ist eine
Ausführungsweise zum Übertragen des Leistungsübertragungspfades
von dem Übertragungselement auf die Antriebsräder.
-
Obgleich
der Leistungsverteilungsmechanismus 16 sowohl mit der Schaltkupplung
C0 als auch der Umschaltbremse B0 versehen ist, braucht er nicht
mit beiden versehen zu sein und kann mit nur einer von der Schaltkupplung
C0 und der Bremse B0 versehen sein. Obgleich die Schaltkupplung
C0 das Sonnenrad S1 und den Planetenträger CA1 selektiv miteinander
verbindet, kann sie das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 oder den
Planetenträger CA1 und das Hohlrad R1 selektiv miteinander
verbinden. Im Wesentlichen verbindet die Schaltkupplung C0 auf ausreichende
Weise jeweils zwei der drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24.
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Die
Schaltkupplung C0 in der Ausführungsform steht so in Eingriff,
dass sie die Neutralposition "N" im Gangschaltmechanismus 10, 70 herstellt,
aber die Neutralposition braucht nicht durch ihr Einrücken hergestellt
zu werden.
-
Die
Reibschlussvorrichtungen vom hydraulischen Typ wie etwa die Schaltkupplung
C0 und die Umschaltbremse B0 können eine Eingriffsvorrichtung
von einem Magnetpulvertyp, eine, elektromagnetischen Typ oder einem
mechanischen Typ sein, wie etwa eine Pulver (Magnetpulver)-Kupplung,
eine elektromagnetische Kupplung und eine Klauenkupplung vom Eingriffstyp
sein.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform ist der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 ferner
in dem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement 18,
das als Ausgabeorgan des Differentialabschnitts 11 dient,
d. h. dem Leistungsverteilungsmechanismus 16, und den Antriebsrädern 38 angeordnet.
Es kann jedoch eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines
anderen Typs wie etwa ein manuelles Getriebe eines allgemein bekannten
Dauereingrifftyps mit zwei parallelen Wellen verwendet werden, dessen
Gangpositionen automatisch durch den Wählring und den Schaltzylinder
geschaltet werden.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform ist zwar der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 mit dem
Differentialabschnitt 11 in Serie über das Übertragungselement 18 verbunden,
jedoch kann eine Nebenwelle parallel zur Eingangswelle 14 vorgesehen
sein, um eine koaxiale Anordnung des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 auf
einer Achse der Nebenwelle zu ermöglichen. In diesem Fall
sind der Differentialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 zur
Leistungsübertragung befähigt über eine
Gruppe von Übertragungselementen miteinander verbunden,
die beispielsweise aus einem als Übertragungselement dienenden
Nebenwellenpaar, einem Kettenrad und einer Kette besteht.
-
Der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 bei der veranschaulichten
Ausführungsform kann beispielsweise aus einem Ritzel bestehen,
das von der Kraftmaschine angetrieben und gedreht wird, und einem
Differentialgetriebe mit einem Paar von Kegelrädern, das
mit dem Ritzel in Eingriff steht, das betriebsmäßig
mit dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 verbunden
ist.
-
Der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in der veranschaulichten
Ausführungsform, der aus einem Paar von Planetengetriebeeinheiten
besteht, kann aus zwei oder mehr Paaren von Planetengetriebeeinheiten
bestehen, so dass er im Nicht-Differentialzustand (mit festgelegter
Drehzahl) als Getriebe mit drei oder mehr Gangpositionen arbeitet.
Die Planetengetriebeeinheit ist nicht auf den Typ mit einem Ritzel
beschränkt, sondern kann von dem Typ mit Doppelritzel sein.
-
Der
Schalter 44 bei der veranschaulichten Ausführungsform
ist vom Typ eines Kippschalters. Es können jedoch Schalter
verwendet werden, die selektiv auf entweder Fahren mit stufenlosem
Schalten (Differentialzustand) oder Fahren mit abgestuftem Schalten
(Nicht-Differentialzustand) geschaltet werden können. D.
h., ein Schalter vom Drucktyp; zwei Schalter vom Drucktyp, die den
selektiv gedrückten Zustand beibehalten können;
ein Schalter vom Hebeltyp; und ein Schalter vom Schiebetyp können
vorgesehen sein. Zusätzlich zu dem Schalter 44 mit
einer einzigen Neutralposition kann ein Schalter mit zwei Schaltpositionen
zum Aktivieren und Aufheben seines gewählten Zustandes
verwendet werden, der unabhängig von dem Schalter 44 vorgesehen
sein kann. Anstelle des oder zusätzlich zu dem Schalter 44 können
die folgenden Einrichtungen verwendet werden. D. h., es können
Einrichtungen verwendet werden, die selektiv auf entweder Fahren
mit stufenlosem Schalten (Differentialzustand) oder Fahren mit abgestuftem
Schalten (Nicht-Differentialzustand) nicht im Ansprechen auf die
manuelle Betätigung, sondern die Stimme des Fahrers geschaltet
werden können, und eine durch Fußbetätigung
geschaltete Vorrichtung.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform erzielt beispielsweise
die Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung 184 die
Momentenkomponente, die nicht mit Regenerationsmoment erhalten werden
kann, mit hoher Priorität durch Kraftmaschinenbremsmoment,
um das angeforderte Bremsmoment TB* zum
Erzielen der Sollgröße der Geschwindigkeitsverringerung
G* zu erhalten. Ein Bremsmoment kann jedoch erhalten werden, indem zusätzlich
zum Kraftmaschinenbremsmoment andere Bremseinrichtungen wie etwa
in den Antriebsrädern vorgesehene Radbremsen oder dergleichen verwendet
werden. Die Reihenfolge der Radbremsen oder dergleichen ist jedoch
von geringer Priorität.
-
Bei
der Kraftmaschine 8 in der veranschaulichten Ausführungsform
kann ferner während eines Verdichtungstaktes der Viertaktkraftmaschine
der Zylinder in einem Dekompressionszustand beim Öffnen des
Einlassventils oder des Auslassventils oder an anderen Zeitpunkten
in Betrieb genommen werden, an denen das Einlassventil oder das
Auslassventil betätigt werden, um dadurch den Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungszustand
zu erzielen.
-
Anstelle
des oder zusätzlich zu dem Dekompressionszustand kann jedoch
der Drosselklappenöffnungsgrad während einer Zeitspanne,
in der sich das Fassungsvermögen eines Zylinder erhöht,
d. h. beispielsweise während eines Ansaugtaktes zusätzlich
zu dem Zylinder, der im Verdichtungstakt der Viertaktkraftmaschine
arbeitet, zwangsweise geöffnet werden. Dies unterdrückt
das Auftreten eines Unterdrucks und minimiert dadurch eine Variation
des Drucks im Zylinder, wodurch der Drehwiderstand der Kurbelwelle
minimert wird. Dies ermöglicht eine Verringerung des Pumpverlustes
der Kraftmaschine 8. Ausserdem kann die Kraftmaschine 8 die
Form eines Aufbaus haben, bei dem eine Aufhebung der mechanischen
Kopplung zwischen der Kurbelwelle und dem Kolben verfügbar
ist, um eine Hin- und Herbewegung des Kolbens anzuhalten, um den
Zylinderinnendruck-Variationsunterdrückungszustand zu erzielen.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform verwendet die Hybridsteuereinrichtung 52 ausserdem
den zweiten Elektromotor während des Betriebs im Regenerationsmodus
als Elektromotor. Wenn der Differentialabschnitt 11 in
den stufenlosen Schaltzustand versetzt ist, ist der Leistungsübertragungspfad mechanisch
zwischen die Kraftmaschine 8 und die Antriebsräder 38 gekoppelt,
um zu veranlassen, dass die Antriebsräder 38 den
ersten Elektromotor M1 drehen.
-
Wenn
der Differentialabschnitt 11 in den Nicht-Differentialzustand
(in den abgestuften Zustand) versetzt ist, kann daher der erste
Elektromotor M1 und/oder der zweite Elektromotor M2 für
Regenerationszwecke verwendet werden. Ferner kann die Antriebsvorrichtung
ausserdem einen Elektromotor aufweisen, der mit den Antriebsrädern
gedreht werden kann, d. h. beispielsweise einen dritten Elektromotor
M3 zusätzlich zu dem ersten Elektromotor M1 und/oder dem
zweiten Elektromotor M2. Mit einem solchen Aufbau kann die Hybridsteuereinrichtung 52 während
des Regenerationsmodus den Regenerationsmodus unter Verwendung des
dritten Elektromotors M3 als Elektromotor anstelle des oder zusätzlich zu
dem ersten Elektromotor M1 und/oder dem zweiten Elektromotor M2
ausführen. Beispiele für einen solchen dritten
Elektromotor M3 können einen Startermotor umfassen, der
betriebsmäßig mit der Kraftmaschine 8 gekoppelt
ist, einen Elektromotor, der betriebsmäßig auf
der Ausgangswelle 22 angeordnet ist, und Elektromotoren
usw. zum Antreiben von anderen Antriebsrädern (zweite Antriebsräder)
als den Antriebsrädern 38.
-
Bei
der vorstehend genannten veranschaulichten Ausführungsform
ist ferner jeder der Automatikgetriebeabschnitte 20, 70 in
einer Zwischenposition in dem Leistungsübertragungspfad
zwischen dem Übertragungselement 18, welches als
das Ausgabeorgan des Differentialabschnitts 11 dient, oder
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16, und den Antriebsrädern 38 angeordnet.
Die Antriebsvorrichtung kann jedoch eine Leistungsübertragungsvorrichtung (Getriebe)
eines anderen Typs wie etwa beispielsweise ein stufenloses Getriebe
(CVT) aufweisen, welches eine Art eines Automatikgetriebes darstellt, ein
Automatikgetriebe, das als ein als eine manuelles Getriebe allgemein
bekannter Typ mit zwei im Normalfall in Eingriff befindlichen parallelen
Wellen ausgebildet ist, bei dem ein Wählzylinder oder ein
Schaltzylinder betätig wird, um die Gangpositionen automatisch
zu schalten, und ein manuelles Getriebe eines synchronisierenden
Eingriffstyps, bei dem eine Gangposition manuell geschaltet werden
kann. Bei Verwendung des stufenlosen Getriebes (CVT) kann durch
Aktivieren der Leistungsübertragungsmechanismus 16 in
einem festgelegten Schaltzustand ein Stufenschaltzustand insgesamt
eingestellt werden. Gemäß der vorliegenden Verwendung
bezieht sich der Ausdruck "Stufenschaltzustand" auf einen Zustand,
in dem Antriebsleistung hauptsächlich durch einen mechanischen Übertragungspfad
ohne Verwendung eines elektrischen Pfades übertragen wird. Ausserdem
kann das stufenlose Getriebe die Form eines Aufbaus haben, bei dem
eine Mehrzahl von vorausgehend festgelegten Übersetzungsverhältnissen in Übereingstimmung
mit Gangpositionen des Stufengetriebes gespeichert ist, so dass
der Automatikgetriebeabschnitt 20, 70 das Schalten
unter Verwendung einer solchen Mehrzahl von festgelegten Übersetzungsverhältnissen
durchführt.
-
Als
Alternative kann die vorliegende Erfindung implementiert sein, ohne
unbedingt den Automatikgetriebeabschnitt 20, 70 vorzusehen.
-
Die
Umschaltvorrichtung 46 bei der veranschaulichten Ausführungsform
weist den Schalthebel 48 auf, der betätigt wird,
um eine von einer Mehrzahl von Schaltpositionen zu wählen.
Anstelle eines solchen Schalthebels 48 kann jedoch der
folgende Schalter bzw. die folgende Vorrichtung verwendet werden.
D. h., ein Schalter, der aus einem Schalter vom Drucktyp und einem
Schalter vom Schiebetyp besteht und für eine Mehrzahl von
Schaltpositionen selektiert wird; eine Vorrichtung, die auf eine
Mehrzahl von Schaltpositionen im Ansprechen nicht auf die Betätigung
von Hand, sondern durch die Stimme des Fahrers selektiert wird;
und eine Vorrichtung, die auf eine Mehrzahl von Schaltpositionen
im Ansprechen auf eine Fußbetätigung selektiert
wird, kann verwendet werden.
-
Bei
der veranschaulichten Ausführungsform wird der Schaltbereich
durch Betätigen des Schalthebels 48 auf die "M"-Position
hergestellt, aber die Schaltposition, d. h. die Gangposition durch
Einstellen der Schaltstufe, d. h. der maximalen Geschwindigkeitsstufe
für jeden Schaltbereich hergestellt werden. In diesem Fall
wird in dem Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 die
Schaltposition zum Durchführen der Schalttätigkeit
eingestellt. Beispielsweise wenn die manuelle Betätigung
des Schalthebels 48 in eine Hochschaltposition "+" und
eine Herunterschaltposition "–" an der "M"-Position ausgeführt
wird, wird eine von der 1.-Gang-Position bis zur 4.-Gang-Position durch
die Betätigung des Schalthebels 48 in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 eingestellt.
-
Das
Vorstehende ist natürlich nur eine Veranschaulichung der
Ausführungsformen, und dem entsprechend kann die vorliegende
Erfindung auf der Grundlage des Wissens des Fachmanns auf diesem technischen
Gebiet auf verschiedene abgeänderte oder verbesserte Weisen
ausgeführt werden.
-
Zusammenfassung
-
STEUERVORRICHTUNG FÜR
FAHRZEUGANTRIEBSVORRICHTUNGEN
-
Es
wird eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung
zur Verfügung gestellt, die einen Differentialmechanismus
und eine Getriebe aufweist, um den Differentialmechanismus zu verkleinern
und/oder eine verbesserte Kraftstoffeinsparung zur Verfügung
zu stellen, während ein häufiges Schalten vermieden
wird. Mit dem Vorsehen einer Schaltkupplung C0 oder einer Umschaltbremse
B0 kann ein Übertragungsmechanismus 10 in einen
stufenlosen Schaltzustand und einen Stufenschaltzustand versetzt
werden, wodurch die Fahrzeugantriebsvorrichtung die kombinierten
Vorteile besitzt, welche einen Kraftstoffeinspareffekt des Getriebes, das
in der Lage ist, ein Übersetzungsverhältnis elektrisch
zu ändern, und einen hohen Übertragungswirkungsgrad
einer Übertragungsvorrichtung vom Zahngetriebetyp, die
in der Lage ist, eine Antriebsleistung mechanisch zu übertragen,
umfassen. Wenn eine benötigte Antriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung
nicht verfügbar ist ein oder wenn ein Lastmoment eines
Elektromotors von einem zulässigen Bereich abweicht, während
ein Gesamtübersetzungsverhältnis γT auf
ein niedrigeres Fahrzeuggeschwindigkeit-Übersetzungsverhältnis
als dasjenige für einen gegebenen Fahrzustand eingestellt
ist, schaltet die Umschaltesteuereinrichtung 50 einen Differentialabschnitt
in den Stufenschaltzustand um, um dadurch eine größere
Antriebskraft oder Antriebsaggregatbremsung als diejenige für
den gegebenen Fahrzustand zu erhalten, ohne dazu zu führen,
dass das Lastmoment des Elektromotors von dem zulässigen Bereich
abweicht, wobei ein häufiges Schalten verhindert wird.
-
- 8
- Kraftmaschine
- 10,
70
- Gangschaltmechanismus
(Antriebsvorrichtung)
- 11
- Differentialabschnitt
(stufenloser Getriebeabschnitt)
- 16
- Leistungsverteilungsmechanismus
(Differentialmechanismus)
- 18
- Übertragungselement
- 20,
72
- automatischer
Gangschaltungsabschnitt (Schaltabschnitt)
- 38
- Antriebsrad
- 40
- elektronische
Steuervorrichtung (Steuervorrichtung)
- 50
- Umschaltesteuereinrichtung
(Kraftmaschinenbremsungs-Steuereinrichtung)
- 52
- Hybridsteuereinrichtung
(Regenerationssteuereinrichtung)
- 82
- Schaltsteuereinrichtung
- 184
- Geschwindigkeitsverringerungs-Sollgrößesteuereinrichtung
- M1
- erster
Elektromotor
- M2
- zweiter
Elektromotor
- C0
- Schaltkupplung
(Differentialzustand-Umschaltvorrichtung)
- B0
- Umschaltbremse
(Differentialzustand-Umschaltvorrichtung)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2003-127679
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