DE112006002847B4

DE112006002847B4 - Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe

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Publication number: DE112006002847B4
Application number: DE112006002847T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Shibata; Tooru Matsubara; Atsushi Tabata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: WO2007049685A1; JP2007118727A; CN101296831A; US8012060B2; JP4052329B2; US20090229393A1; DE112006002847T5; CN101296831B

Abstract

Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe, das ein elektrisch kontinuierlich veränderliches Getriebe (11), bei dem sein Drehzahlübersetzungsverhältnis elektrisch und veränderlich kontinuierlich gesteuert wird, und ein Zahnradgetriebe (20), bei welchem die Gangstufen hydraulisch und schrittweise geändert werden, besitzt, und in dem ein Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis davon geändert wird indem die Drehzahlübersetzungsverhältnisse des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) und des Zahnradgetriebes (20) in zueinander entgegengesetzten Richtungen verändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt: ein Mittel zur Beurteilung einer Beschränkung, welches ausgebildet ist zu beurteilen, ob eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) aufgrund einer Beschränkung einer Ausgabekapazität einer elektrischen Leistung oder einer Ladekapazität einer elektrischen Speichervorrichtung (33) beschränkt ist; ein Einstellmittel für die Drehzahländerungsgeschwindigkeit, welches ausgebildetist, die Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Zahnradgetriebes (20) in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten einer Drehzahländerungsaktion des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) einzustellen, wenn das Mittel zur Beurteilung einer Beschränkung beurteilt, dass eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe, das eine Mehrzahl von Drehzahländerungseinheiten aufweist, die geeignet sind, ein Übersetzungsverhältnis oder eine Gangstufe unabhängig einzustellen, insbesondere betrifft es ein Steuersystem für die Drehzahländerung, das gleichzeitig Drehzahländerungsaktionen jeder Drehzahländerungseinheit ausführt, und das Übersetzungsverhältnis und die Gangstufe jeder Drehzahländerungseinheit in entgegengesetzten Richtungen ändert, falls das Gesamtübersetzungsverhältnis verändert wird.
STAND DER TECHNIK
Ein Beispiel einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug in dem eine Mehrzahl von Drehzahländerungseinheiten als Tandem verbunden sind, ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-127681 offenbart. Gemäß dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-127681 offenbarten System ist ein Verbrennungsmotor mit einem Steg eines Planetengetriebemechanismus verbunden und ein erster Motor/Generator ist mit einem Sonnenrad des Planetengetriebemechanismus verbunden. Außerdem ist ein Hohlrad (Zahnkranz) mit einem Element einer Eingangsseite eines Getriebes verbunden. Das Getriebe ist ein Zahnradgetriebe, wie ein Automatikgetriebe. Ein Element einer Ausgangsseite des Getriebes ist mit einer Antriebswelle verbunden und ein zweiter Motor/Generator ist mit der Antriebswelle verbunden. Somit wirkt gemäß dieser Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug der Planetengetriebemechanismus als ein Verteilermechanismus, der die Leistung des Verbrennungsmotors auf den ersten Motor/Generator und das Getriebe verteilt. Das heißt, eine Drehzahl des Hohlrads, d. h. eine Eingangsdrehbewegung des mit dem Hohlrad verbundenen Getriebes wird kontinuierlich durch Änderung der Drehzahl des ersten Motor/Generators verändert. Deshalb wirken der Planetengetriebemechanismus und der erste Motor/Generator als kontinuierlich veränderliches Getriebe. Folglich wird das Gesamtübersetzungsverhältnis der Antriebseinheit für das Hybridfahrzeug durch das Übersetzungsverhältnis des als kontinuierlich veränderliches Getriebe wirkenden Planetengetriebemechanismus und die Gangstufe des an der Ausgangsseite des Planetengetriebemechanismus angeordneten Getriebes bestimmt.
Gemäß der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-127681 offenbarten Antriebseinheit wird die Umdrehung des Verbrennungsmotors auf eine Drehzahl gesteuert, bei der durch Anwendung dieser Funktion die Brennstoffökonomie ein Optimum ist, weil die Umdrehung des Verbrennungsmotors kontinuierlich durch die Änderung der Drehzahl des ersten Motor/Generators verändert werden kann. In diesem Falle werden die Umdrehung des Verbrennungsmotors und ein Antriebsdrehmoment kontinuierlich verändert. Andererseits wird, falls eine Schaltaktion des Automatikgetriebes ausgeführt wird, dessen Getriebestufe diskontinuierlich (d. h. schrittweise) verändert. Aus diesem Grunde sind Änderungen der Umdrehung des Verbrennungsmotors und des Antriebsdrehmoments zu abrupt, falls die Drehzahländerung nur durch das Automatikgetriebe ausgeführt wird, so daß die Fahrzeuginsassen einem unangenehmen Gefühl ausgesetzt werden können. Um ein solches Problem zu vermeiden oder zu minimieren, ist es vorstellbar, das Übersetzungsverhältnis des Verteilermechanismus (d. h. des Planetengetriebemechanismus) in einer zur Richtung der Schaltaktion des Automatikgetriebes entgegengesetzten Richtung zu verändern, wenn eine Schaltaktion des Automatikgetriebes ausgeführt wird.
Andererseits ist das hauptsächlich aus dem Verteilermechanismus oder dem Planetengetriebemechanismus zusammengesetzte kontinuierlich veränderliche Getriebe geeignet, eine Drehzahländerungsaktion durch Betreiben des ersten Motor/Generators als Generator oder Elektromotor auszuführen, um dessen Drehzahl zu verändern. Deshalb kann, wenn eine vom ersten Motor/Generator erzeugte elektrische Leistung nicht von einer elektrischen Speichervorrichtung oder dergleichen aufgenommen wird, oder wenn die elektrische Speichervorrichtung den ersten Motor/Generator bzw. Motorgenerator nicht in ausreichendem Maße mit elektrischer Leistung versorgen kann, eine Drehzahländerungsaktion des kontinuierlich veränderlichen Getriebes nicht wie gewünscht ausgeführt werden.
Somit kann eine Drehzahländerungsaktion einer der Drehzahländerungseinheiten, wie das kontinuierlich veränderliche Getriebe, aus diesem oder jenem Grunde beeinträchtigt sein. Als Ergebnis kann die Steuerung koordinierender Drehzahländerungsaktionen der Mehrzahl der Drehzahländerungseinheiten unterbrochen werden, was Schaltungsstöße verursachen kann.
US 2006/0166784 A1 offenbart ein Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe. Diese Steuersystem umfasst ein elektrisch kontinuierlich veränderliches Getriebe und ein Zahnradgetriebe. Die Drehzahlübersetzungsverhältnisse des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes und des Zahnradgetriebes werden in zueinander entgegengesetzten Richtungen verändert und zueinander synchronisiert, um die Motordrehzahl schnell ändern und die Schaltantwort erhöhen zu können.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde nach Wahrnehmung der bisher beschriebenen Probleme konzipiert und ihre Aufgabe ist es, ein Steuersystem zu schaffen, das in der Lage ist, eine Drehzahländerungsaktion eines gesamten Getriebes sanft durchzuführen, selbst wenn es bei einer Einheit aus einer Mehrzahl von Drehzahländerungseinheiten eine Beschränkung gibt, beispielsweise eine Beschränkung bei einem Drehzahlverhältnis und so weiter.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Steuersystem gemäß Anspruch 1. Die Ansprüche 2 bis 12 beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen des Steuersystems.
Um der oben genannten Aufgabe gerecht zu werden, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe vorgesehen, das ein elektrisch kontinuierlich veränderliches Getriebe, bei dem sein Drehzahlübersetzungsverhältnis elektrisch und veränderlich gesteuert wird, und ein Zahnradgetriebe, bei welchem die Gangstufen hydraulisch und schrittweise geändert werden, besitzt, und in dem ein Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis durch die Drehzahlübersetzungsverhältnisse des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes und des Zahnradgetriebes in zueinander entgegengesetzten Richtungen verändert werden, umfassend ein Einstellmittel für die Drehzahländerungsgeschwindigkeit, welches ausgebildet ist, die Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Zahnradgetriebes in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten einer Drehzahländerungsaktion des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes einzustellen, wenn das Mittel zur Beurteilung einer Beschränkung beurteilt, dass eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes beschränkt ist, und eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes und ein Schalten des Zahnradgetriebes synchronisiert zueinander auszuführen.
Ferner umfasst das Steuersystem ein Mittel zur Beurteilung einer Beschränkung, welches ausgebildet ist zu beurteilen, ob eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes aufgrund einer Beschränkung einer Ausgabekapazität einer elektrischen Leistung oder einer Ladekapazität einer elektrischen Speichervorrichtung beschränkt ist. Das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe und das Zahnradgetriebe können derart als Tandem verbunden, dass eine von einem der Getriebe ausgegebene Leistung dem anderen Getriebe eingegeben wird. Auch kann ein Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis durch beide, sowohl durch das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe als auch das Zahnradgetriebe eingestellt werden.
Das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe enthält einen Elektromotor, der eine Generatorfunktion aufweist und bei dem sein Drehzahlübersetzungsverhältnis in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Elektromotors eingestellt wird. Außerdem ist es mit einer elektrischen Speichervorrichtung versehen, die dem Elektromotor elektrische Leistung zuführt, und die vom Elektromotor erzeugte elektrische Leistung speichert. Das heißt, das erfindungsgemäße Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes durch einen Anteil elektrischer Leistung beschränkt wird, die zwischen dem Elektromotor und der elektrischen Speichervorrichtung ausgetauscht wird.
Zusätzlich zum Vorstehenden umfaßt das Zahnradgetriebe zur Einstellung einer Gangstufe durch Öldruck in Eingriff bringbare Eingriffselemente, und deren Schaltgeschwindigkeit wird in Übereinstimmung mit dem Eingriffsdruck der Eingriffsvorrichtungen gesteuert.
Das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe kann hauptsächlich aus zwei oder drei Sätzen von Planetengetriebemechanismen bestehen. Diese Planetengetriebemechanismen können auch ein Planetengetriebemechanismus der Einritzelbauart sein. Falls das Zahnradgetriebe drei Sätze von Planetengetriebemechanismen umfaßt, sind Sonnenräder eines ersten und eines zweiten Planetengetriebemechanismus miteinander verbunden; ein Hohlrad des ersten Planetengetriebemechanismus, ein Planetenradträger des zweiten Planetengetriebemechanismus und ein Planetenradträger des dritten Planetengetriebemechanismus sind verbunden und dieses Hohlrad und diese Planetenradträger sind mit einem Ausgangselement verbunden; und ein Hohlrad des zweiten Planetengetriebemechanismus und ein Sonnenrad des dritten Planetengetriebemechanismus sind miteinander verbunden. In diesem Falle ist das Zahnradgetriebe versehen mit einer ersten Kupplung, die das Hohlrad des zweiten Planetengetriebemechanismus und das Sonnenrad des dritten Planetengetriebemechanismus mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe wahlweise verbindet; einer zweiten Kupplung, die die Sonnenräder des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus wahlweise mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe verbindet; einer ersten Bremse, die Sonnenräder des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus wahlweise fixiert; einer zweiten Bremse, die wahlweise den Planetenradträger des ersten Planetengetriebemechanismus fixiert; und einer dritten Bremse, die wahlweise das Hohlrad des dritten Planetengetriebemechanismus fixiert.
Andererseits sind, falls das Zahnradgetriebe zwei Sätze von Planetengetriebemechanismen umfaßt, Sonnenräder des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus miteinander verbunden; und ein Planetenradträger des ersten Planetengetriebemechanismus und ein Hohlrad des zweiten Planetengetriebemechanismus sind verbunden und dieser Planetenradträger und das Hohlrad sind mit einem Ausgangselement verbunden. In diesem Falle ist das Zahnradgetriebe mit einer ersten Kupplung versehen, die das Hohlrad des ersten Planetengetriebemechanismus mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe wahlweise verbindet; einer zweiten Kupplung, die die Sonnenräder des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus wahlweise mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe verbindet; einer ersten Bremse, die die Sonnenräder des ersten und der zweiten Planetengetriebemechanismus wahlweise fixiert; und einer zweiten Bremse, die den Planetenradträger des zweite Planetengetriebemechanismus wahlweise fixiert.
Zusätzlich zu Vorstehendem umfaßt das erfindungsgemäße Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe ein Steuermittel für die Drehzahländerung zur Ausführung einer normalen Steuerung der Drehzahländerung zur Bestimmung des Übersetzungsverhältnisses auf der Basis des Fahrzustandes eines Fahrzeugs, das mit dem Automatikgetriebe versehen ist, und eines Drehzahländerungsdiagramms, in dem das Übersetzungsverhältnis dem Fahrzustand des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Drehzahländerungsaktion des gesamten Automatikgetriebes dadurch ausgeführt, daß das Drehzahlübersetzungsverhältnis der ersten Drehzahländerungseinheit geändert wird, während das Drehzahlübersetzungsverhältnis der zweiten Drehzahländerungseinheit in der Gegenrichtung zu dem der ersten Drehzahländerungseinheit geändert wird. In diesem Falle wird das Drehzahlübersetzungsverhältnis der zweiten Drehzahländerungseinheit entsprechend dem Fortschreiten der Drehzahländerungsaktion der ersten Drehzahländerungseinheit eingestellt. Deshalb schreiten die Drehzahländerungsaktionen der individuellen Drehzahländerungseinheiten kooperativ voran, selbst wenn die Drehzahländerungsaktion der ersten Drehzahländerungseinheit beschränkt ist, insbesondere wenn die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der ersten Drehzahländerungseinheit beschränkt ist. Als Ergebnis kann das Auftreten von Schaltstößen verhindert oder Stöße können minimiert werden.
Auch wird erfindungsgemäß die Drehzahländerungsaktion des gesamten Automatikgetriebes durch Änderung des Drehzahlübersetzungsverhältnisses der ersten Drehzahländerungseinheit ausgeführt, während das Drehzahlübersetzungsverhältnis der zweiten Drehzahländerungseinheit in der Gegenrichtung zu dem der ersten Drehzahländerungseinheit geändert wird, und das Drehzahlübersetzungsverhältnis der zweiten Drehzahländerungseinheit wird in Übereinstimmung mit der Drehzahländerung des drehbaren Elements der ersten Drehzahländerungseinheit geändert. Deshalb schreiten die Drehzahländerungsaktionen individueller Drehzahländerungseinheiten kooperativ voran, selbst wenn die Drehzahländerungsaktion der ersten Drehzahländerungseinheit beschränkt ist. Als Ergebnis kann das Auftreten von Schaltstößen verhindert oder Stöße können minimiert werden.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen kann, weil die erste Drehzahländerungseinheit ein elektrisch kontinuierlich veränderliches Getriebe ist, die vorliegende Erfindung auch beispielsweise bei einer Hybridantriebseinheit angewandt werden, bei der die Drehzahl eines Verbrennungsmotors stufenlos durch einen Elektromotor gesteuert wird, der eine Generatorfunktion aufweist und die zusätzlich ein Zahnradgetriebe umfaßt. Dabei kann ebenfalls in diesem Falle das Auftreten von Schaltstößen verhindert oder Stöße können minimiert werden.
Des weiteren wird erfindungsgemäß die Drehzahländerungsaktion des die erste Drehzahländerungseinheit bildenden, elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes ausgeführt durch Einspeisung elektrischer Leistung von der elektrischen Speichervorrichtung in den ersten Elektromotor. Deshalb wird die Drehzahländerungsaktion der zweiten Drehzahländerungseinheit konform mit der Drehzahländerungsaktion der ersten Drehzahländerungseinheit ausgeführt, selbst wenn der erste Elektromotor die elektrische Leistung nicht ausreichend einspeisen kann, oder selbst falls die elektrische Speichervorrichtung die vom ersten Elektromotor erzeugte elektrische Leistung nicht ausreichend aufnehmen kann.
Weiter können erfindungsgemäß Schaltstöße verhindert oder unterdrückt werden durch Steuerung des Eingriffsdrucks der zweiten Drehzahländerungseinheit, um die Drehzahländerungsaktion der zweiten Drehzahländerungseinheit an die Drehzahländerungsaktion der ersten Drehzahländerungseinheit anzupassen.
Zusätzlich wird erfindungsgemäß eine normale Steuerung der Drehzahländerung zur Durchführung einer Drehzahländerungsaktion durch Feststellung eines Drehzahlübersetzungsverhältnisses auf der Basis des Fahrzustands des Fahrzeugs und des Drehzahländerungsdiagramms zu normalen Betriebszeiten durchgeführt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der durch das erfindungsgemäße Steuerungssystem ausgeführten Drehzahländerungssteuerung erläutert.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein anderes Beispiel der durch das erfindungsgemäße Steuerungssystem ausgeführten Drehzahländerungssteuerung erläutert.
3 ist ein Konstruktionsschema, das ein Beispiel einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug zeigt, bei der die Erfindung angewandt ist.
4 ist eine Tabelle, die ein Verhältnis zwischen den Gangstufen zeigt, die von einem Zahnradgetriebe und Eingriffszuständen hydraulischer Reibungseingriffsvorrichtungen eingestellt sind.
5 ist ein nomografisches Diagramm, das die Betriebszustände individueller, in 3 gezeigter Getriebe erläutert.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinheit zeigt.
7 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel eines Drehzahländerungsdiagramms des Zahnradgetriebes zeigt.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Schaltpositionsanordnung einer Schaltvorrichtung zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Konzept der zusammenwirkenden Drehzahlsteuerung zwischen dem Zahnradgetriebe und dem kontinuierlich veränderlichen Getriebe erläutert.
10 ist ein Diagramm, das schematisch Temperaturcharakteristika der elektrischen Speichervorrichtung zeigt.
11 ist eine Zeittafel, die schematisch Änderungen des Drehzahlverhältnisses und der Drehzahlen unter der normalen Drehzahländerungssteuerung und unter der Drehzahländerungssteuerung mit Einschränkung.
12 ist ein Konstruktionsschema, das ein weiteres Beispiel einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug zeigt, bei der die Erfindung angewandt ist.
13 ist eine Tabelle, die ein Verhältnis zwischen den Gangstufen zeigt, die von einem in 12 gezeigten Zahnradgetriebe und Eingriffszuständen hydraulischer Reibungseingriffsvorrichtungen eingestellt sind.
14 ist ein nomografisches Diagramm, das die Betriebszustände individueller, in 12 gezeigter Getriebe erläutert.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die 3 ist ein Konstruktionsschema, das einen Teil einer Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug erläutert, bei dem ein Steuersystem als ein Teil der Erfindung angewandt ist. Wie in 3 gezeigt, umfaßt das Getriebe 10 eine Eingangswelle 14 als ein rotierendes Eingangselement, das koaxial in einem (nachfolgend als Gehäuse 12 bezeichneten) nicht rotierenden, an einem Fahrzeug befestigten Getriebegehäuse 12 angeordnet ist, eine kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11, die mit der Eingangswelle 14 direkt oder indirekt über einen nicht gezeigten Schwingungsdämpfer (d. h. eine Vibrationen dämpfende Vorrichtung) verbunden ist, eine als Zahnradgetriebe wirkende Zahnradgetriebeeinheit 20, die im Tandem durch ein Übertragungselement (z. B. eine Übertragungswelle) 18 auf einem Leistungsübertragungspfad zwischen der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und einem Antriebsrad 38 angeordnet ist, und eine Ausgangswelle 22 als ein rotierendes Ausgangselement, die mit der Zahnradgetriebeeinheit 20 verbunden ist. Die oben aufgelisteten Elemente sind in Getriebe 10 im Tandem angeordnet. Das Getriebe 10 eignet sich für Fahrzeuge mit Frontmotor und Heckantrieb, in denen die Elemente im Tandem angeordnet sind, und das Getriebe 10 befindet sich zwischen einem Verbrennungsmotor als Antriebsmaschine für die Fahrzeugbewegung und einem Paar von Antriebsrädern. Der Antriebsmotor ist ein Verbrennungsmotor 8, beispielsweise dargestellt durch einen Benzinmotor und einen Dieselmotor oder dergleichen, und der Verbrennungsmotor 8 ist direkt mit der Eingangswelle 14 verbunden oder indirekt über einen nicht gezeigten Schwingungsdämpfer. Dabei wird, weil die Anordnung des Getriebes axialsymmetrisch ist, sein unterer Teil im Konstruktionsschema der 3 weggelassen. Das gleiche wird bei den folgenden Ausführungsformen angewandt.
Die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit (oder die erste Drehzahländerungseinheit) 11 ist ein Mechanismus zur mechanischen Verteilung der in die Eingangswelle 14 eingeleiteten Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8. Die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 umfaßt einen als Differentialmechanismus wirkenden Leistungsverteilungsmechanismus 16 zur Verteilung der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18, sowie auf den zur gemeinsamen Rotation mit dem Überragungselement 18 angeordneten zweiten Elektromotor M2. Der zweite Elektromotor M2 kann an jeder Stelle des Leistungsübertragungspfades vom Übertragungselement 18 zum Antriebsrad angeordnet werden. Gemäß dieser Ausführungsform sind beide Elektromotoren M1 und M2 Motor Generatoren, die eine Funktion zur Erzeugung elektrischer Leistung haben. Insbesondere besitzt der erste Elektromotor M1 eigentlich eine Funktion als Generator zur Erzeugung einer Reaktionskraft, und der zweite Elektromotor M2 eigentlich eine Funktion als ein Motor zur Ausgabe einer Antriebskraft zur Bewegung des Fahrzeugs.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 umfaßt hauptsächlich einen Planetengetriebemechanismus 24 der Einritzelbauart, dessen Übersetzungsverhältnis beispielsweise „0,418” ist und durch „ρ1” dargestellt wird. Der erste Planetengetriebemechanismus 24 umfaßt folgende drehbaren Elemente, wie ein erstes Sonnenrad S1, einen das erste Planetenrad P1 in einer drehbaren und umlaufenden Weise haltenden ersten Planetenradträger CA1 und ein erstes, mit dem ersten Sonnenrad S1 über das erste Planetenrad P1 in Eingriff stehendes Hohlrad R1. Das vorerwähnte Übersetzungsverhältnis ρ1 wird als ZS1/ZR1 ausgedrückt. Dabei bezeichnet ZS1 die Zähnezahl des ersten Sonnenrads S1 und ZR1 die Zähnezahl des ersten Hohlrads R1.
Beim Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Planetenradträger CA1 mit der Eingangswelle 14, d. h. mit dem Verbrennungsmotor 8, verbunden, das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 und das erste Hohlrad R1 mit dem Übertragungselement 18 verbunden. Eine Differentialwirkung des Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird dadurch erreicht, daß drei Elemente des ersten Planetengetriebemechanismus 24 eine Drehung relativ zueinander gestattet wird, d. h. dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Planetenradträger CA1 und dem ersten Hohlrad R1. Als Ergebnis wird die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 verteilt, und die von dem durch einen Teil der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 angetriebenen ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Energie wird gespeichert oder treibt den zweiten Elektromotor M2 an. Folglich funktioniert die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 (oder der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als ein elektrischer Differentialmechanismus, um einen „kontinuierlich veränderlichen Übertragungszustand (d. h. einen elektrischen CVT-(continously variable transmission)-Zustand)” herbeizuführen, so daß die Drehzahl des Verbrennungsmotors ohne Veränderung der Drehzahl des Übertragungselements 18 kontinuierlich verändert wird. Kurzum, wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 die Differentialwirkung ausübt, übt auch die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 eine Differentialwirkung aus. Insbesondere wirkt die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 als eine elektrische, kontinuierlich veränderliche Übertragungseinheit, bei welcher ihr Drehzahlübersetzungsverhältnis Y0 (d. h. Drehzahl der Eingangswelle 14/Drehzahl des Übertragungselements 18) kontinuierlich von einem Minimalwert Y0 min zu einem Maximalwert Y0 max geändert wird.
Die Zahnradgetriebeeinheit (oder eine zweite Getriebeeinheit) 20 umfaßt einen zweiten Planetengetriebemechanismus 26 der Einritzelbauart, einen dritten Planetengetriebemechanismus 28 der Einritzelbauart und einen vierten Planetengetriebemechanismus 30 der Einritzelbauart. Der zweite Planetengetriebemechanismus 26 umfaßt ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Planetenrad P2, einen das zweite Planetenrad P2 in einer drehbaren und umlaufenden Weise haltenden zweiten Planetenradträger CA2, und ein zweites, mit dem zweiten Sonnenrad S2 über das zweite Planetenrad P2 in Eingriff stehendes Hohlrad R2. Der zweite Planetengetriebemechanismus 26 hat ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ρ2, das annähernd „0,562” beträgt. Der dritte Planetengetriebemechanismus 28 umfaßt ein drittes Sonnenrad S3, ein drittes Planetenrad P3, einen das dritte Planetenrad P3 in einer drehbaren und umlaufenden Weise haltenden dritten Planetenradträger CA3, und ein drittes, mit dem dritten Sonnenrad S3 über das dritte Planetenrad P3 in Eingriff stehendes Hohlrad R3. Der dritte Planetengetriebemechanismus 28 hat ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ρ3, das annähernd „0,425” beträgt. Der vierte Planetengetriebemechanismus 30 umfaßt ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Planetenrad P4, einen das vierte Planetenrad P4 in einer drehbaren und umlaufenden Weise haltenden vierten Planetenradträger CA4, und ein viertes, mit dem vierten Sonnenrad S4 über das vierte Planetenrad P4 in Eingriff stehendes Hohlrad R4. Der vierte Planetengetriebemechanismus 30 hat ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis σ4, das annähernd „0,421” beträgt. Von den vorerwähnten Übersetzungsverhältnissen wird σ2 als ZS2/ZR2, ρ3 als ZS3/ZR3 und ρ4 durch ZS4/ZS4 ausgedruckt. Dabei bezeichnet ZS2 die Zähnezahl des zweiten Sonnenrads S2 und ZR2 die Zähnezahl des zweiten Hohlrads R2, ZS3 die Zähnezahl des dritten Sonnenrads S3 und ZR3 die Zähnezahl des dritten Hohlrads R3, sowie ZS4 die Zähnezahl des vierten Sonnenrads S4 und ZR4 die Zähnezahl des vierten Hohlrads R4.
Nun wird eine Verbindung in der Zahnradgetriebeeinheit 20 erläutert. Das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 sind zu einem Stuck miteinander verbunden. Diese Sonnenräder S2 und S3 werden wahlweise durch die Kupplung C2 mit dem Übertragungselement 18, und auch wahlweise mittels einer ersten Bremse B1 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Der zweite Planetenradträger CA2 wird wahlweise durch eine zweite Bremse B2 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das vierte Hohlrad R4 wird wahlweise durch eine dritte Bremse B3 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das zweite Hohlrad R2, der dritte Planetenradträger CA3 und der vierte Planetenradträger CA4 sind zu einem Stück verbunden und diese Elemente sind mit der Ausgangswelle 22 verbunden. Das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind zu einem Stück verbunden und diese Elemente werden wahlweise durch die Kupplung C1 mit dem Übertragungselement 18 verbunden.
Die jeweils vorstehend erwähne erste Kupplung C1, zweite Kupplung C2, erste Bremse B1, zweite Bremse B2 und dritte Bremse B3 sind hydraulische Reibungseingriffselemente, wie sie im allgemeinen in automatischen Fahrzeuggetrieben verwendet werden. Diese hydraulischen Reibungseingriffselemente sind im wesentlichen aus einer nassen Mehrscheibenkupplung gebildet, bei der eine Mehrzahl von einander zugewandten Reibscheiben durch eine hydraulische Betätigungsvorrichtung zusammengepreßt werden, aus einer Bandbremse, bei der eines der Enden eines Bandes oder zweier Bänder das bzw. die gegen die äußere Umfangsfläche einer drehbaren Trommel gelegt ist bzw. sind, durch ein hydraulisches Betätigungselement aufgewickelt wird. Es ist die Aufgabe der hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtung, die Elemente auf ihren beiden Seiten wahlweise miteinander zu verbinden.
Bei der soweit beschriebenen Kupplung 10 wird, wie in 4 dargestellt, jede von einer ersten Gangstufe (in der Tabelle durch 1te angezeigt) bis zur fünften Gangstufe (in der Tabelle durch 5te angezeigt), einem Rückwärtsgang (in der Tabelle durch R angezeigt) und einer neutralen Stufe (in der Tabelle durch N angezeigt) durch wahlweise Aktivierung der vorerwähnten Elemente erreicht, insbesondere durch selektiven Eingriff der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3. Als Ergebnis wird ein Drehzahlübersetzungsverhältnis Y (d. h. Eingangswellendrehzahl NIN/Ausgangswellendrehzahl NOUT) erhalten, das sich in im wesentlichen bei jeder Gangstufe im gleichen Verhältnis ändert. Es ist insbesondere zu beachten, daß der kontinuierlich veränderliche Getriebezustand, in welchem das Getriebe 10 als eine elektrische, kontinuierlich veränderliche Übertragungseinheit agiert, sowohl durch die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 als auch durch die Zahnradgetriebeeinheit 20 erreichbar ist.
Es werden nun Eingriffszustände für den Fall erläutert, daß das Getriebe 10 dadurch als Zahnradgetriebe agiert, daß das Drehzahlübersetzungsverhältnis der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 fixiert wird. Beispielsweise wird, wie in 4 gezeigt, die erste Gangstufe, bei der der Maximalwert des Drehzahlübersetzungsverhältnisses Y1 annähernd „3,357” ist, durch Eingriff der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse erreicht, die zweite Gangstufe, bei der das Drehzahlübersetzungsverhältnis Y2 kleiner ist als das Drehzahlübersetzungsverhältnis der ersten Gangstufe, d. h. annähernd „2,180” durch Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2, die dritte Gangstufe, bei der das Drehzahlübersetzungsverhältnis Y3 kleiner ist als das Drehzahlübersetzungsverhältnis der zweiten Gangstufe, d. h. annähernd „1,424” durch Eingriff der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1, die vierte Gangstufe, bei der das Drehzahlübersetzungsverhältnis Y4 kleiner ist als das Drehzahlübersetzungsverhältnis der dritten Gangstufe, d. h. annähernd „1,000” durch Eingriff der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung C2, und die fünfte Gangstufe, bei der das Drehzahlübersetzungsverhältnis Y5 kleiner ist als das Drehzahlübersetzungsverhältnis der vierten Gangstufe, d. h. annähernd „0,705”, durch Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2. Die Rückwärtsgangstufe, bei der das Drehzahlübersetzungsverhältnis YR zwischen den Drehzahlübersetzungsverhältnissen der ersten und der zweiten Gangstufe liegt, d. h. bei „3,209”, wird dadurch erreicht, daß die zweite Kupplung C2 und die dritte Bremse B3 in Eingriff gebracht werden. Zusätzlich werden alle Reibungseingriffsvorrichtungen gelöst, um in den Zustand NEUTRAL zu erreichen.
Falls das Getriebe 10 als ein kontinuierlich veränderliches Getriebe agiert, agiert die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 als eine elektrische, kontinuierlich veränderliche Übertragungseinheit, und die mit ihr im Tandem angeordnete Zahnradgetriebeeinheit 20 agiert als Zahnradgetriebe. Als Ergebnis wird die Eingangsumdrehung der Zahnradgetriebeeinheit 20, insbesondere die Drehzahl des Übertragungselements 18, die individuell in die erste bis vierte Stufe der Zahnradgetriebeeinheit 20 eingegeben werden soll, kontinuierlich verändert und die individuellen Gangstufen erhalten dadurch einen kontinuierlichen Bereich des Drehzahlübersetzungsverhältnisses. Aus diesem Grunde kann das Drehzahlübersetzungsverhältnis selbst zwischen den Gangstufen stufenlos und kontinuierlich verändert werden. Demzufolge können ein Drehzahlübersetzungsverhältnis YT, das durch die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 und durch die Zahnradgetriebeeinheit 20 erreicht wird, insbesondere ein Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis YT als ein Drehzahlübersetzungsverhältnis des gesamten Getriebes 10, das von sowohl dem Drehzahlübersetzungsverhältnis Y0 der kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 und dem Drehzahlübersetzungsverhältnis Y der Zahnradgetriebeeinheit 20 bestimmt wird, stufenlos geändert werden.
Die 5 ist ein nomografisches Diagramm, das beim die kontinuierlich veränderliche, als Differentialeinheit oder eine erste Getriebeeinheit agierende Getriebeeinheit 11 umfassenden Getriebe 10 linear eine Beziehung der Drehzahlen der in Abhängigkeit von der Getriebestufe zu verbindenden, drehbaren Elemente und der Zahnradgetriebeeinheit 20 anzeigt, die als eine (automatische) Getriebeeinheit oder eine zweite Getriebeeinheit agiert. Das nomografische Diagramm der 5 ist ein zweidimensionales Koordinatensystem, das aus die Beziehungen zwischen den Übersetzungsverhältnissen „σ” der einzelnen Planetengetriebemechanismen 24, 26, 28 und 30 anzeigenden Abszissenachsen und die relativen Drehzahlen anzeigenden Längsachsen gebildet ist. Im Diagramm zeigt die Basisabszissenachse X1 die „Null”-Drehzahl an und die mittlere Abszissenachse X2 zeigt die die Drehzahl „1”, d. h. eine Drehzahl Ne des mit der Eingangswelle 14 verbundenen Verbrennungsmotors 8 an, sowie de Abszissenachse XG die Drehzahl des Übertragungselements 18.
Drei Längsachsen Y1, Y2 und Y3 zeigen jeweils relative Drehzahlen dreier Elemente des Leistungsverteilungsmechanismus 16 der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 an. Insbesondere zeigt Y1 die relative Drehzahl des einem zweiten drehbaren Element (oder einem zweiten Element) RE2 entsprechenden Sonnenrads S1 an, Y2 zeigt die relative Drehzahl des einem ersten drehbaren Element (oder einem ersten Element) RE1 entsprechenden Planetenradträgers CA1 an, und Y3 zeigt die relative Drehzahl des einem dritten drehbaren Element (oder einem dritten Element) RE3 entsprechenden ersten Hohlrads R1 an. Zwischenräume zwischen jenen Längsachsen Y1 bis Y3 sind jeweils in Übereinstimmung mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebemechanismus 24 bestimmt. Fünf Längsachsen Y4 bis Y8 stellen jeweils die drehbaren Elemente der Zahnradgetriebeeinheit 20 dar. Insbesondere stellt Y4 die beiden miteinander verbundenen zweiten und dritten Sonnenräder S2 und S3 dar, die einem vierten drehbaren Element (oder einem vierten Element) RE4 entsprechen, Y5 stellt den einem fünften drehbaren Element (oder einem fünften Element) RE5 entsprechenden zweiten Planetenradträger CA2 dar, Y6 stellt das einem sechsten drehbaren Element (oder sechsten Element) RE6 entsprechende vierte Hohlrad R4 dar. Y7 stellt das Zweite Hohlrad R2, den dritten Planetenradträger CA3 und den vierten Planetenradträger CA4 dar, die miteinander verbunden sind, und einem siebten drehbaren Element (oder siebten Element) RE7 entsprechen, und Y8 stellt das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4 dar, die miteinander verbunden sind, und einem achten drehbaren Element (oder achten Element) RE8 entsprechen. Abstände zwischen diesen Längsachsen Y4 bis Y8 sind jeweils in Übereinstimmung mit Übersetzungsverhältnissen ρ2, ρ3 und ρ4 des zweiten bis vierten Planetengetriebemechanismus 26, 28 bzw. 30 bestimmt. Vorausgesetzt, daß der Abstand zwischen den das Sonnenrad und den Planetenradträger darstellenden Längsachsen auf „1” gesetzt ist, zeigt der Abstand zwischen den den Planetenradträger und das Hohlrad darstellenden Längsachsen das Übersetzungsverhältnis ρ des Planetengetriebemechanismus an. Insbesondere ist bei der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 der Zwischenraum zwischen den Längsachsen Y1 und Y2 auf „1” gesetzt und der Abstand zwischen Y2 und Y3 auf das Übersetzungsverhältnis ρ1. Beim zweiten bis vierten Planetengetriebemechanismus 26, 28 und 30 der Zahnradgetriebeeinheit 20 ist ebenfalls jeder Zwischenraum zwischen dem Sonnerad und dem Hohlrad auf „1” eingestellt und jeder Zwischenraum zwischen dem Planetenradträger und dem Hohlrad auf „ρ”.
Wie aus dem nomografischen Diagramm der 5 ersichtlich ist, ist beim Leistungsverteilungsmechanismus 16 (oder bei der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11) des Getriebes 10 dieser Ausführungsform das erste drehbare Element RE1 (oder der erste Planetenradträger CA1) des ersten Planetengetriebemechanismus 24 mit der Eingangswelle 14, d. h. mit dem Verbrennungsmotor, verbunden, das zweite drehbare Element RE2 ist mit dem ersten Elektromotor M1 und das dritte drehbare Element RE3 (oder das erste Hohlrad R1) mit dem Übertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 verbunden. Deshalb wird die Drehung der Eingangswelle 14 mittels des Übertragungselements 18 auf die Zahnradgetriebeeinheit 20 übertragen (eingegeben). Das Verhältnis zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnerads S1 und dem ersten Hohlrad R1 wird durch eine schräge Linie L0 angezeigt, die durch einen Schnittpunkt von Y2 mit X2 verläuft.
Falls die am Schnittpunkt der Linie L0 mit der Längsachse Y1 angezeigte Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 durch Steuerung der sich durch Erzeugung beim Elektromotor M1 ergebenden Reaktionskraft schwankt, schwankt auch die am Schnittpunkt der Linie L0 mit der Längsachse Y3 angezeigte Drehzahl des ersten Hohlrads R1.
Andererseits ist in der Zahnradgetriebeeinheit 20 das vierte drehbare Element RE4 wahlweise durch die zweite Kupplung C2 mit dem Übertragungselement 18 und wahlweise durch die erste Bremse B1 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das fünfte drehbare Element RE5 ist wahlweise durch die zweite Bremse B2 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das sechste drehbare Element RE6 ist wahlweise mit durch die dritte Bremse B3 mit dem Gehäuse 12 verbunden, das siebte drehbare Element RE7 ist mit der Ausgangswelle 22 verbunden und durch die erste Kupplung C1 wahlweise mit dem Übertragungselement 18.
Wie in 5 gezeigt, wird bei der Zahnradgetriebeeinheit 20 eine Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der ersten Gangstufe am Schnittpunkt der schrägen Linie L1 mit der die Drehzahl des siebten drehbaren Elements RE7 anzeigenden Längsachse Y7 angezeigt. Dabei wird die schräge Linie L1 bestimmt als das Ergebnis eines Eingriffs der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 und erstreckt sich von dem Schnittpunkt der die Drehzahl des sechsten drehbaren Elements RE6 anzeigenden Längsachse Y6 mit der Abszissenachse X1 bis zum Schnittpunkt der die Drehzahl des achten drehbaren Elements RE8 anzeigenden Längsachse YS mit der Abszissenachse X2. Wie im Falle der ersten Gangstufe wird eine Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der zweiten Gangstufe als der Schnittpunk der Längsachse Y7 mit einer durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 bestimmten schrägen Linie L2 angezeigt; eine Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der dritten Gangstufe wird angezeigt durch den Schnittpunkt der Längsachse Y7 mit einer als Ergebnis des Eingriffs der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 bestimmten schrägen Linie L3; und die Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der vierten Gangstufe wird angezeigt am Schnittpunkt der Längsachse Y7 mit einer als Ergebnis des Eingriffs der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 bestimmten horizontalen Linie L4. Bei den vorerwähnten ersten bis vierten Gangstufen wird die Leistung von der kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 oder dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 in das achte drehbare Element RE8 bei der Drehzahl eingegeben, die mit der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 bei der Steuerung der Drehzahl des ersten Elektromotors M1 identisch ist. Andererseits wird die Leistung von der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 bei der Drehzahl eingegeben, die höher ist als die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors. Deshalb ist eine Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der fünften Gangstufe am Schnittpunkt der Längsachse Y7 mit einer als Ergebnis des Eingriffs der ersten Kupplung C1 du der zweiten Kupplung C2 bestimmten horizontalen Linie L5.
Um den ersten Elektromotor M1 zu steuern, ist eine erste Steuerung 31 vorgesehen. Auch ist zur Steuerung des zweiten Elektromotors M2 eine zweite Steuerung 32 vorgesehen. Diese Steuerungen 31 und 32 werden hautsächlich zum Bespiel von einem Wechselrichter gebildet. Die Aufgaben dieser Seerungen 31 und 32 sind es, die jeweiligen Motoren M1 und M2 als Elektromotoren oder als Generatoren zu betreiben und deren Drehzahlen und Drehmomente situationsgemäß zu steuern. Die Elektromotoren M1 und M2 sind jeweils über die Steuerungen 31 und 32 mit einer elektrischen Speichervorrichtung 33 verbunden. Die elektrische Speichervorrichtung 33 versorgt die Elektromotoren M1 und M2 mit elektrischer Leistung und speichert, falls die Elektromotoren M1 und M2 als Generatoren agieren, die elektrische Leistung. Die elektrische Speichervorrichtung 33 wird hauptsächlich von einer Sammelbatterie und einem Kondenstor gebildet.
Außerdem ist zur Steuerung des Eingriffs- und Lösedrucks der vorstehend erwähnten Kupplungen und Bremsen eine hydraulische Steuereinheit 34 vorgesehen. Die Funktionen der hydraulischen Steuereinheit 34 bestehen darin, den durch eine (nicht gezeigte) Ölpumpe erzeugten Öldruck auf einen Leitungsdruck zu regeln, um den Eingriffsdruck der einzelnen Reibungseingriffsvorrichtungen auf der Basis des Leitungsdrucks als Anfangsdruck zu steuern und den Lösedruck zum Lösen der Reibungseingriffsvorrichtungen zu steuern. Insbesondere werden bekannte, in Automatikgetrieben benutzte hydraulische Steuereinheiten als hydraulische Steuereinheit 34 benutzt.
Des weiteren ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40 vorgesehen, um das Getriebe 10 vollständig durch die Steuerung der vorerwähnten Steuerungen 32 und 32, und die hydraulische Steuereinheit 34 durch elektronische Signale zu steuern. Die in die elektronische Steuereinheit eingegebenen Signale und die aus der elektronischen Steuereinheit 40 ausgegebenen Signale sind in 6 dargestellt. Die elektronische Steuereinheit 40 umfaßt einen Mikrocomputer, der hauptsächlich aus CPU, ROM, RAM und einer Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle usw. besteht. Die elektronische Steuereinheit 40 führt Antriebssteuerungen durch, z. B. eine Hybridantriebs-Steuerung des Verbrennungsmotors 8 und des ersten und des zweiten Elektromotors M1 und M2 und eine Schaltungssteuerung der Zahnradgetriebeeinheit 20 durch die Ausführung einer Signalverarbeitung gemäß einem vorab im ROM gespeicherten Programm, während eine Funktion des RAM zur zeitweiligen Speicherung genutzt wird.
Wie in 6 gezeigt, werden in die elektronische Steuereinheit 40 ein die Wassertemperatur des Verbrennungsmotors anzeigendes Signal, ein die Schaltposition anzeigendes Signal, ein die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 anzeigendes Signal, ein den Einstellwert für das Getriebeübersetzungsverhältnis (gear ratio train) anzeigendes Signal, ein die M-Betriebsweise (d. h. Motorbetriebsweise) anzeigendes Signal, ein eine Aktion der Klimaanlage anzeigendes Signal, ein der Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22 entsprechendes, die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigendes Signal, ein die Öltemperatur eines aktiven Öls (d. h. eine Temperatur des Automatikgetriebeöls) der Zahnradgetriebeeinheit 20 anzeigendes Signal, ein eine Aktion der Parkbremse anzeigendes Signal, ein eine Aktion der Fußbremse anzeigendes Signal, ein eine Katalysatortemperatur anzeigendes Signal, ein Fahrpedalöffnungssignal, das die einer dem Fahrerwunsch entsprechenden Leistungsabgabe gemäß abgestufte Stellung des Fahrpedals anzeigt, ein Nockenwinkelsignal, ein Signal, das die einer Schneesituation entsprechende Einstellung einer Fahrweise anzeigt, ein Beschleunigungssignal, das eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs anzeigt, ein Signal, das das Fahren mit automatischer Geschwindigkeitssteuerung anzeigt, ein das Fahrzeuggewicht anzeigendes Signal, ein die Geschwindigkeit einzelner Räder anzeigendes Signal, ein die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 (nachfolgend als „Drehzahl des ersten Elektromotors” bezeichnet) anzeigendes Signal, ein die Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 (nachfolgend als „Drehzahl des zweiten Elektromotors” bezeichnet) anzeigendes Signal, und so weiter, eingegeben.
Andererseits werden von der elektronischen Steuereinheit 40 ein Antriebssignal an eine Drosselbetätigungsvorrichtung zur Steuerung der Öffnung eines elektronischen Drosselventils, ein Brennstofffördersignal zur Steuerung einer Fördermenge des Brennstoffs aus einer Einspritzvorrichtung in den Verbrennungsmotor 8, ein Regelsignal für eine Zusatzverdichtung zur Regulierung eines Ladedrucks, ein Signal zur Aktivierung der elektrischen Klimaanlage, ein Zündsignal zur Steuerung des Zündzeitpunkts zur Zündung des Verbrennungsmotors 8 durch eine Zündvorrichtung, ein Steuersignal zur Steuerung einer Aktion der Elektromotoren M1 und M2, ein der Schaltposition (oder Betriebsposition) zugeordnetes Signal zur Aktivierung einer Schaltungsanzeige, ein das Übersetzungsverhältnis anzeigendes Signal, ein Signal zur Anzeige der Schneebetriebsweise, ein Signal zur Aktivierung eines ABS-Betätigungselements zur Verhinderung eines Durchrutschens des Rades zu einem Bremszeitpunkt, ein Anzeigesignal für die M-Betriebsweise, das anzeigt, daß die M-Betriebsweise ausgewählt ist, ein Ventilsteuerungssignal zur Aktivierung eines Magnetventils der hydraulischen Steuereinheit 34 derart, daß sie die hydraulische Betätigungsvorrichtung der hydraulischen Reibungseingriffselemente Zahnradgetriebeeinheit 20 steuert. Ein Antriebssteuersignal zur Aktivierung einer elektrischen Hydraulikpumpe als Hydraulikquelle der hydraulischen Steuereinheit 34, ein Signal zur Aktivierung einer elektrischen Heizung, ein Signal an einen Computer zur Durchführung einer Temposteuerung, und so weiter, ausgegeben.
Die 7 zeigt ein Schaltdiagramm, das für die Schaltungssteuerung des Zahnradgetriebes 20 benutzt wird. In 7 stellt die Abszissenachse die Fahrzeuggeschwindigkeit dar und eine Längsachse stellt die Anforderung eines Ausgangsdrehmoments dar; Schaltstufenbereiche werden unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anforderung der Ausgangsleistung als Parameter definiert. Auch zeigen in 7 ausgezogene Linien die Grenzen der Aufwärtsschaltung der einzelnen Gangstufenbereiche für den Fall einer Aufwärtsschaltung an und unterbrochene Linien die Grenzen der Abwärtsschaltung der einzelnen Gangstufenbereiche für den Fall einer Abwärtsschaltung.
Alle diese Gangstufen können eingerichtet werden, falls ein Drive-(Fahrt)-Bereich (d. h. in der Drive-Position) gewählt wurde, jedoch sind die Gangstufen auf der Hochgeschwindigkeitsseite unter der Betriebsweise mit Handschaltung (der manuellen Betriebsweise) eingeschränkt. Die 8 zeigt eine Anordnung der Schaltpositionen bei einer Schaltvorrichtung 42 zur Ausgabe eines Schaltpositionssignals an die vorerwähnte elektronische Steuereinheit 40. Bei der Schaltvorrichtung Bei der Schaltvorrichtung 42 sind Positionen Parken (P) zum Halten des Fahrzeugs in einem gestoppten Zustand, Rückwärts (R), Neutral (N) und Fahrt (D) (Drive) linear aufeinanderfolgend in der von vom nach hinten verlaufenden Richtung des Fahrzeugs angeordnet. Eine Manuell-Position (M) ist der Drive-Position (D) benachbart in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet und eine Position (+) für das Aufwärtsschalten und eine Position (–) für das Abwärtsschalten sind oberhalb und unterhalb der Manuell-Position angeordnet. Diese Schaltpositionen sind durch eine Führungsschlitz (eine Kulisse) 44 zur Führung eines Schalthebels 43 verbunden. Deshalb wird die Schaltposition beliebig durch Bewegung des Schalthebels 43 längs der Kulisse 44 ausgewählt und das Schaltpositionssignal der gewählten Position wird in die elektronische Steuereinheit 40 eingegeben.
Falls die Drive-Position gewählt ist, können alle Vorwärtsstufen der Zahnradgetriebeeinheit 20 von der ersten bis zur fünften Stufe eingerichtet werden, abhängig von dem Fahrzustand. Andererseits, falls der Schalthebel 43 von der Drive-Position in die Manuell-Position bewegt wird, wird die Drive-Position beibehalten und eine Schaltung kann bis zur fünften Stufe durchgeführt werden. Jedoch wird in diesem Falle jedesmal ein Signal zum Abwärtsschalten (d. h. ein Abwärtsbereich-Signal)) ausgegeben, wenn der Schalthebel 43 in die Position zum Abwärtsschalten bewegt wird. Als Ergebnis wird die Gangstufe aufeinanderfolgend auf den vierten Gang geschaltet, wenn der fünfte Gang gesperrt ist, auf den dritten Gang, wenn der vierte oder höhere Gänge gesperrt sind, auf den zweiten Gang, wenn der dritte oder höhere Gänge gesperrt sind und auf einen L-Bereich, in dem die Gangstufe auf den ersten Gang fixier ist. Im Gegensatz dazu wird jedesmal dann, wenn der Schalthebel 43 in die Position zum Aufwärtsschalten bewegt wird, ein Aufwärtsschaltsignal ausgegeben, so daß die Gangstufe aufeinanderfolgende in den höheren Bereich geschaltet wird.
Dem Getriebe 10 entsprechend wird ein Gesamtbereich der Übersetzungsverhältnisse beherrscht durch das Produkt des in der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 eingestellten Drehzahlübersetzungsverhältnisses und der bei der Zahnradgetriebeeinheit 20 eingestellten Gangstufe. Das Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes 10 kann durch Änderung des Drehzahlübersetzungsverhältnisses der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 verändert werden. Das heißt, das Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis des Getriebes 10 kann kontinuierlich verändert werden. Andererseits ändert sich die Gangstufe der Zahnradgetriebeeinheit 20 stufenweise. Deshalb ändert sich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 und das Antriebsdrehmoment abrupt, falls das Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis nur durch eine Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit geändert wird. Als Ergebnis können Stöße verstärkt werden. Um einen solchen Nachteil zu vermeiden, wird eine Drehzahländerungsaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 zusammenwirkend mit einer Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 ausgeführt, um das Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis kontinuierlich und sanft zu ändern. Die vorstehend erwähnte kooperative Drehzahländerung ist in 9 dargestellt.
Eine in 9 gezeigte Steuereinheit 50 für ein kontinuierlich veränderliches Getriebe entspricht den Steuereinheiten 31 und 32 oder funktionellen Mitteln der elektronischen Steuereinheit 40 zur Steuerung der Steuerungen 31 und 32. Die Steuereinheit 50 für das kontinuierlich veränderliche Getriebe gibt an die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 einen Drehzahländerungsbefehl aus, um eine Drehzahländerung vorzunehmen, und stellt einen Zustand der Drehzahländerungsaktion fest. Dann erfolgt eine Rückmeldesteuerung, um den festgestellten Drehzahländerungszustand rückzumelden. Andererseits entspricht eine Steuereinheit 51 für das Zahnradgetriebe der hydraulischen Steuereinheit 34 oder einem funktionellen Mittel der elektronischen Steuereinheit 40 zur Steuerung der hydraulischen Steuereinheit 34. Die Steuereinheit 51 für das Zahnradgetriebe gibt einen Steuerbefehl an die Zahnradgetriebeeinheit 20 aus, eine Schaltaktion durchzuführen, und stellt einen Status der Schaltaktion fest: Dann wird eine Rückmeldesteuerung zur Rückmeldung des festgestellten Zustands durchgeführt.
Eine wechselseitige Datenkommunikation zwischen der Steuereinheit 50 für das kontinuierlich veränderliche Getriebe und der Steuereinheit 51 für das Zahnradgetriebe ist zugelassen. Falls eine Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 stattfindet, wird grundsätzlich eine Schaltaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 in der Gegenrichtung zur Schaltrichtung der Zahnradgetriebeeinheit 20 ausgeführt, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors 8 nicht zu verändern. Falls beispielsweise eine Abwärtsschaltung der Zahnradgetriebeeinheit 20 erfolgt, um deren Übersetzungsverhältnis zu erhöhen, wird eine Aufwärtsschaltung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 durchgeführt, um deren Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Fortschritt der Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 zu reduzieren. Dagegen wird im Falle einer Aktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 zum Aufwärtsschalten, um dadurch deren Übersetzungsverhältnis zu verringern, eine Abwärtsschaltung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 durchgeführt, um deren Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Fortschritt der Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 zu erhöhen. Die Art der kooperativen Drehzahlsteuerung zwischen der kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 und der Zahnradgetriebeeinheit 20 wird durch die Steuerung eines Eingriffsdrucks bei der Zahnradgetriebeeinheit 20 durchgeführt, um die Schaltaktion innerhalb einer Zielschaltzeit zu vollenden, und durch Steuerung der Drehzahl des ersten Elektromotors M1, um die Drehzahländerungsaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 synchron mit der Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 durchzuführen.
Wie unter Bezugnahme auf 5 erläutert, wird die Drehzahländerungsaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 durch Änderung der Drehzahl des ersten Motors M1 durchgeführt. Insbesondere wird die Drehzahländerungsaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 durch Zufuhr elektrischer Leistung von der elektrische Speichervorrichtung 33 zum erste Elektromotor M1 durchgeführt, oder durch Speicherung der vorn ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Leistung in der elektrischen Speichervorrichtung 33. Deshalb kann die Steuerung der Drehzahl des ersten Elektromotors M1 nicht wie gewünscht ausgeführt werden, falls der Ladungszustand (SOC = state of charge) der elektrischen Speichervorrichtung 33 zu niedrig ist oder deren Temperatur einen zulässigen Temperaturbereich überschreitet, so daß die elektrische Speichervorrichtung 33 dem ersten Elektromotor 1 elektrische Leistung nicht ausreichend zuführen kann, oder falls die elektrische Speichervorrichtung 33 vollständig geladen ist oder deren Temperatur einen zulässigen Temperaturbereich überschreitet, so daß die elektrische Speichervorrichtung 33 die vom ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Leistung nicht aufnehmen kann. Ein Beispiel eines solchen Falles wird unter Bezugnahme auf die Temperaturcharakteristik der elektrischen Speichervorrichtung 33 erläutert, Wie in 10 angezeigt, nehmen eine Ausgabekapazität (capacity output) einer elektrischen Leistung der elektrischen Speichervorrichtung 33, wie sie durch WOUT dargestellt ist und eine Ladekapazität der elektrischen Speichervorrichtung 33, wie sie durch WIN dargestellt ist, allmählich ab, wenn die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung 33 einen vorbestimmten, zulässigen Temperaturbereich der elektrischen Speichervorrichtung 33 überschreitet. Andererseits kann die Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 nicht wie gewünscht ausgeführt werden, wenn eine Einspeisung oder Ableitung des Öldrucks wegen einer Reduzierung der Öltemperatur verzögert wird, oder falls eine Einspeisung oder Ableitung des Öldrucks wegen einer Störung der hydraulischen Steuereinheit 34 gestört ist, weil die Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 durch den Eingriff oder das Lösen der Reibungseingriffsvorrichtungen durch Öldruck erfolgt.
Solche Störungen des Ladungszustands der elektrischen Speichervorrichtung 33 oder Störungen der Eingriffs- und Lösedrücke können ein einschränkender Faktor der Drehzahländerung der Getriebe 11 und 20 sein. Ein Beispiel einer solchen Beschränkung im Falle einer Durchführung einer Abwärtsschaltung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 wird nachfolgend erläutert. Die 11 ist eine Zeittafel, die Änderungen der Drehzahlen und der Drehzahlübersetzungsverhältnisse in dem Falle, in dem eine Abwärtsschaltung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 in Verbindung mit einer Aufwärtsschaltung der Zahnradgetriebeeinheit 20 erfolgt. In 11 zeigen ausgezogene Linien die Drehzahlen und Drehzahlübersetzungsverhältnisse zur normalen Zeit oder Zielbedingungen dafür an. Insbesondere wird zum Zeitpunkt t1 ein Drehzahländerungsbefehl ausgegeben. Dann wird zum Zeitpunkt t2, nachdem seit dem Zeitpunkt t2 eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 durch eine vorgegebene Drehzahl verändert, ansprechend auf eine Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20. Als Ergebnis wird das Drehzahlübersetzungsverhältnis der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 erhöht. Wie im nomografischen Diagramm der 5 dargestellt, ist dies eine Steuerung zur Erhöhung der Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 des ersten Planetengetriebemechanismus 24. deshalb nehmen infolge des Anstiegs der Drehzahl des ersten Elektromotors M1 die Drehzahlen des ersten Hohlrads R1 und des mit dem ersten Hohlrad R1 verbundenen Übertragungselements 18 ab. Und zwar wird die Eingangsumdrehung der Zahnradgetriebeeinheit 20 gesenkt. Diese Reduzierung der Eingangsumdrehung wird mit der Drehzahländerung der Zahnradgetriebeeinheit 20 synchronisiert, die sich aus der Schaltaktion ergibt. Aus diesem Grunde wird die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 konstant gehalten, wie dies durch die ausgezogene Linie in 11 dargestellt ist.
Andererseits ändert sich die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 wie durch die unterbrochene Linie in 11 angezeigt, falls die Drehzahländerung des ersten Elektromotors M1 verzögert wird, weil die elektrische Speichervorrichtung 33 die vom ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Leistung nicht aufnehmen kann. oder dergleichen, kurzgefaßt, weil die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 gestört ist. Als Ergebnis wird ein Ansteigen des Drehzahlübersetzungsverhältnisses der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 verzögert und die Eingangsumdrehung der Zahnradgetriebeeinheit 20 wird nach einer Verzögerung verändert. In diesem Falle sinkt die Eingangsumdrehung der Zahnradgetriebeeinheit 20 zwangsweise durch das Hochschalten der Zahnradgetriebeeinheit 20. Deshalb wird die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 zwangsweise gesenkt, wenn die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11, wie oben erläutert, verzögert wird. Ein solcher Zustand wird in 11 durch eine doppelt strichpunktierte Linie angezeigt. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 wird nach Beendigung der Drehzahländerung (zum Zeitpunkt t3) allmählich wieder auf die Originaldrehzahl zurückgeführt. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 bei der normalen Drehzahländerung nicht verändert, bei der es keine Behinderung der Drehzahländerung gibt. Jedoch wird in diesem Falle, weil die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 auf diese Weise geändert wird, auch das Antriebsdrehmoment verändert. Als Ergebnis können Stöße auftreten so daß ein Fahrzeuginsasse durch ein unbehagliches Gefühl belästigt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird zur Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile eine in 1 gezeigte Steuerung durchgeführt.
Die 1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der durch das Steuersystem der vorliegenden Erfindung ausgeführten Steuerung erläutert. Zunächst wird (beim Schritt S1) beurteilt, ob eine Drehzahländerungsaktion ausgeführt werden soll der nicht. Wie oben erklärt, wird die Notwendigkeit der Drehzahländerungsaktion durch die Tatsache bestätigt, daß der durch eine Anforderung an das Ausgangsdrehmoment (oder einen Betätigungsgrad des Fahrpedals) bestimmte Fahrzustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit sich in einem Ausmaß geändert haben, daß die Grenzen der Schaltstufenbereiche im Schaltdiagramm überschritten werden. Deshalb wird der Schritt S1 auf der Basis ausgeführt, daß eine solche Änderung der Schaltbedingung existiert. Alternativ kann die beim Schritt S1 geforderte Beurteilung auch durch Nutzung eines Steuerflag erfolgen, das das Eintreten einer Bedingung für die Aktion zur Drehzahländerung anzeigt.
Falls die Antwort beim Schritt S1 NEIN ist, wird die Routine ohne Ausführung irgendeiner speziellen Steuerung zurückgeführt. Andernfalls, wenn die Antwort beim Schritt S1 JA ist, wird beurteilt, ob die Drehzahländerung bei der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 beschränkt ist oder nicht (beim Schritt S2). Beispielsweise besteht die Beschränkung der Drehzahländerung in einer Beschränkung des Ausgabekapazität WOUT einer elektrischen Leistung der elektrischen Speichervorrichtung 33, oder einer Beschränkung der Ladekapazität WIN der elektrischen Speichervorrichtung 33. Auch kann die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung 33 zusätzlich zum Ladungszustand (SOC) ein Hinderungsfaktor sein. Zusätzlich kann eine Überhitzung oder Verschlechterung der Elektromotoren M1 und M2 auch ein Hinderungsfaktor für die Drehzahländerung der hydraulischen Steuereinheit 11 sein.
Somit wird beim Schritt S2 die Behinderung beurteilt. Falls die Antwort beim Schritt S2 JA ist, wird eine Drehzahländerungsgeschwindigkeit (speed changing rate) für die hydraulische Steuereinheit 11 berechnet (beim Schritt S3). Das Getriebe 10, bei dem die Erfindung angewandt wird, ist geeignet, eine gesamte Drehzahländerungsaktion kontinuierlich durchzuführen. Das Getriebe 10, bei dem die Erfindung angewandt wird, ist geeignet, seine gesamte Drehzahländerungsaktion kontinuierlich durchzuführen, weshalb die Drehzahlen der Elektromotoren M1 und M2 gesteuert werden, um die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 konstant zu halten, wenn de Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 gestartet wird. Wie oben erläutert, ist, falls die Antwort beim Schritt S2 JA ist, die Steuerung der Drehzahlen der Elektromotoren M1 und M2 beschränkt, so daß die Änderungsgeschwindigkeiten der Drehzahlen zumindest gegenüber jenen unter normalen Bedingungen unterschiedlich sind. Deshalb werden die Änderungsgeschwindigkeiten der Drehzahlen der Elektromotoren M1 und M2 auf der Basis der Steuerinhalte (control contents) oder der Inhalte (contents) der auszuführenden Drehzahländerungsaktion berechnet. Mit anderen Worten: unter der oben erläuterten Beschränkung wird eine Vorwärtssteuerung (feed-forward control) der Elektromotoren ausgeführt.
Dann wird eine Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 berechnet (beim Schritt S4) und die Routine zurückgeführt. Die Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 wird gesteuert, um innerhalb einer vorgegebenen Zielschaltzeit unter einer normalen Bedingung vollendet zu werden, bei welcher die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 nicht beschränkt ist. Falls jedoch die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 (insbesondere deren Drehzahländerungsgeschwindigkeit) beschränkt ist, wird eine Schaltgeschwindigkeit für die auszuführende Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 neu berechnet. Insbesondere die Schaltgeschwindigkeit gemäß dem Fortschritt der Drehzahländerungsaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 wird auf der Basis der beim Schritt S3 berechneten Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 berechnet. Deshalb wird beim Schritt S4 die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 berechnet, um die Änderungsgeschwindigkeiten der Drehzahlen des ersten Hohlrads R1 und des mit ihm integrierten Übertragungselements 18, die infolge der Änderung der Drehzahl des ersten Elektromotors M1 geändert sind, mit der infolge der Schaltung der Zahnradgetriebeeinheit 20 geänderten Änderungsgeschwindigkeit des Übertragungselements 18 zu synchronisieren. Dann wird ein Änderungsprozentanteil bei einem Eingriffsdruck der Zahnradgetriebeeinheit 20, insbesondere ein ansteigender Gradient des Öldrucks der Reibungseingriffsvorrichtungen, wie der Kupplungen und der Bremsen, erhalten, um die berechnete Schaltgeschwindigkeit zu erreichen. Danach werden die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 und die Zahnradgetriebeeinheit 20 durch die berechnete Drehzahländerungsgeschwindigkeit und die Schaltgeschwindigkeit gesteuert um die Drehzahländerungsaktion des Getriebes 10 auszuführen.
Deshalb wird, selbst wenn die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 durch einige Beschränkungen verzögert wird, die gesamte Drehzahländerungsaktion durch Einstellung der Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 zur Synchronisierung der Schaltung der Zahnradgetriebeeinheit 20 mit der Schaltungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 ausgeführt. Insbesondere der Eingriffsdruck der Reibungseingriffsvorrichtungen der Zahnradgetriebeeinheit 20 wird verändert, um die Drehzahlen des dritten Hohlrads R3 als Eingabeelement der Zahnradgetriebeeinheit 20 und des mit ihm verbundenen vierten Sonnenrads S4 mit der Geschwindigkeit zu ändern, die durch eine strichpunktierte Linie n 11 angezeigt ist. Folglich kann die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 davor bewahrt werden, zwangsläufig abzusinken. Deshalb können Schädigungen durch Schaltstöße abgewehrt oder vermieden werden.
Falls die Antwort beim Schritt S2 JA ist, wird (beim Schritt S5) eine normale Drehzahländerungssteuerung ausgeführt. Insbesondere werden die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 und die Zahnradgetriebeeinheit 20 gesteuert, um eine Drehzahländerungsaktion und eine Schaltaktion mit den Geschwindigkeiten auszuführen, die die Drehzahländerungsaktion und die Schaltaktion synchronisieren. Diese Steuerung entspricht der Steuerung zur Änderung der Drehzahlen und der Drehzahlübersetzungsverhältnisse, wie sie durch ausgezogene Linien in 11 gezeigt sind.
Gemäß dem oben erläuterten, in 1 gezeigten Beispiel wird die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 berechnet und zugleich die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 berechnet, um mit der Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 synchronisiert zu werden. Dann werden die Drehzahländerungsaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und die Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20 auf der Basis der jeweiligen Berechnungsresultate gesteuert. Alternativ ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Drehzahländerung und die Schaltaktionen der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und der Zahnradgetriebeeinheit 20 zu synchronisieren durch Feststellung der aktuellen Drehzahländerungsgeschwindigkeit und der Schaltgeschwindigkeit der Getriebeeinheiten 11 und 20 und durch Korrektur der festgestellten Drehzahländerungsgeschwindigkeit und Schaltgeschwindigkeit. Und zwar kann eine Steuerung ähnlich einer Rückmeldesteuerung (Feedbacksteuerung) ausgeführt werden.
Ein Beispiel einer solchen Steuerung ist in 2 gezeigt. Zunächst wird (beim Schritt S11) beurteilt, ob eine Drehzahländerungsaktion ausgeführt wird oder nicht. Die beim Schritt S11 durchgeführte Beurteilung ist mit der identisch, die beim Schritt S1 in 1 erfolgt, und die Routine wird zurückgeführt, wenn die Antwort beim Schritt S11 NEIN ist. Dagegen wird (beim Schritt S12) beurteilt, ob die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 beschränkt ist oder nicht, falls die Antwort beim Schritt S11 JA ist. Die beim Schritt S12 durchgeführte Beurteilung ist mit der identisch, die beim Schritt S2 in 1 erfolgt.
Falls die Antwort beim Schritt S12 JA ist, wird (beim Schritt S13) die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 festgesellt. Falls die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 deshalb beschränkt ist, weil die einem der Elektromotoren M1 und M2 zugeführte elektrische Leistung beschränkt ist oder die Kapazität elektrischen Speichervorrichtung 33 zur Aufnahme der von den Elektromotoren M1 und M2 erzeugten elektrischen Leistung beschränkt ist, wird im Vergleich mit der unter normalen Bedingungen herrschenden, die Drehzahländerungsgeschwindigkeit verzögert. Deshalb wird beim Schritt S13 die aktuelle Drehzahländerungsgeschwindigkeit festgestellt. Insbesondere kann die aktuelle Drehzahländerungsgeschwindigkeit aus den Prozentanteilen der Änderungen bei den Drehzahlen der Elektromotoren M1 und M2 erhalten werden. Die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 wird (beim Schritt S14) ebenfalls festgestellt. Das kann anhand der Anstiegsgeschwindigkeit des Öldrucks der in die Schaltaktion einbezogenen Reibungseingriffsvorrichtung oder eines Prozentanteils der Änderung der Drehzahl eines vorher bestimmten drehbaren Teils (z. B. der Kupplung oder der Bremse) festgestellt werden.
Die Drehzahländerungsgeschwindigkeit und die Schaltgeschwindigkeit der Getriebeeinheiten 11 und 20 werden grundsätzlich gesteuert, um eine vorgegebene Geschwindigkeit zu erreichen. Falls jedoch, wie oben erläutert, die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 beschränkt ist, wird die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 im Vergleich mit der Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 verzögert. In diesem Falle kann aufgrund der Beschränkung der Lademenge der elektrischen Speichervorrichtung oder dergleichen die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 nicht auf das Niveau der Drehzahländerungsgeschwindigkeit unter der normalen Bedingung beschleunigt werden. Deshalb wird (beim Schritt S15) die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 korrigiert, um mit der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 synchronisiert zu werden, die aufgrund der Beschränkung verzögert ist.
Die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 werden somit beim Vorliegen der oben erläuterten Beschränkung miteinander synchronisiert durch eine Feedbacksteuerung der Drehzahländerungsgeschwindigkeit und der Schaltgeschwindigkeit der Getriebe 11 und 20, insbesondere der Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahl der Elektromotoren M1 oder M2 und des Anstiegsgradienten des Eingriffsdrucks bei der Zahnradgetriebeeinheit 20, durch Rückmeldung der festgestellten Drehzahländerungsgeschwindigkeit und Schaltgeschwindigkeit. Als Ergebnis können ein zeitweiliges Absinken der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 und sich daraus ergebende Stöße verhindert oder minimiert werden, selbst wenn die Drehzahländerungsaktion insgesamt verzögert ist.
Dagegen wird, falls die Antwort auf Schritt S12 NEIN ist, insbesondere falls die Drehzahländerung der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 nicht beschränkt ist, die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 (beim Schritt S16) festgestellt und die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 wird (beim Schritt S17) festgestellt. Dann wird die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 auf der Basis des Unterschieds zur vorab eingestellten Zieldrehzahländerungsgeschwindigkeit korrigiert, um (beim Schritt S18) dessen Drehzahländerung mit der Schaltung der Zahnradgetriebeeinheit 20 zu synchronisieren. Anschließend wird (beim Schritt S19) die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 in der gleichen Weise korrigiert. Insbesondere wird eine Feedbacksteuerung zur Rückmeldung der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und der Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 durchgeführt. In diesem Falle kann entweder die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 oder die Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 auf der Basis der festgestellten Drehzahländerungsgeschwindigkeit bzw. Schaltgeschwindigkeit korrigiert werden. Das bedeutet, daß es auch möglich ist, individuell eine bidirektionale Feedbacksteuerung der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 und der Schaltgeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 auszuführen durch Feststellung beider Progressionsgeschwindigkeiten der Drehzahländerungsaktion der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und der Schaltaktion der Zahnradgetriebeeinheit 20. Änderungen der Drehzahlen des ersten Elektromotors M1 und der Eingangsumdrehung der Zahnradgetriebeeinheit 20 unter der bidirektionalen Feedbacksteuerung sind im unteren Teil der 11 dargestellt. Die Drehzahländerungsgeschwindigkeit der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und die Ganggeschwindigkeit der Zahnradgetriebeeinheit 20 können genauer synchronisiert werden, indem auf diese Weise die bidirektionale Feedbacksteuerung ausgeführt wird. Deshalb können eine Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 während einer Drehzahländerungsaktion und die durch die Drehzahländerungsaktion verursachten Stöße wirksamer verhindert oder minimiert werden.
Dabei sollte der Getriebemechanismus, auf den die Erfindung angewandt wird, nicht auf die in 3 dargestellte Gestaltung beschränkt sein. Das heißt, die vorliegende Erfindung kann auch auf ein Getriebe angewandt werden, die eine Zahnradgetriebeeinheit besitzt, die vier Vorwärtsstufen aufweist. Beispiele sind in den 12 bis 14 gezeigt.
Als vorerwähntes Beispiel umfaßt das in 12 gezeigte Getriebe 70 eine kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 mit einem ersten Elektromotor M1, einem Leistungsverteilungsmechanismus 16 und einem zweiten Elektromotor M2; und eine Zahnradgetriebeeinheit 72, die geeignet ist, drei Vorwärtsstufen einzustellen und die im Tandem über ein Übertragungselement 18 zwischen der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 und einer Ausgangswelle 22 verbunden ist. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 umfaßt einen ersten Planetengetriebemechanismus 24 der Einritzelbauart, dessen Übersetzungsverhältnis z. B. annähernd „0,418” ist und durch „ρ1” repräsentiert wird. Die Zahnradgetriebeeinheit 72 umfaßt einen zweiten Planetengetriebemechanismus 26 der Einritzelbauart, dessen Übersetzungsverhältnis z. B. annähernd „0,532” ist und durch „ρ2” repräsentiert wird; und einen dritten Planetengetriebemechanismus 28 der Einritzelbauart, dessen Übersetzungsverhältnis z. B. annähernd „0,418” ist und durch „ρ3” repräsentiert wird. Ein zweites Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebemechanismus 26 und ein drittes Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebemechanismus 28 sind integrierend mit einander verbunden. Diese Sonnenräder S2 und S3 sind wahlweise mit dem Übertragungselement 18 durch eine zweite Kupplung C2 und außerdem wahlweise mit einem Gehäuse 12 durch eine erste Bremse B1 verbunden. Ein zweiter Planetenradträger CA2 des zweiten Planetengetriebemechanismus 26 und ein drittes Hohlrad R3 des dritten Planetengetriebemechanismus 28 sind integrierend miteinander verbunden. Dieser Planetenradträger CA2 und das Hohlrad R3 sind mit der Ausgangswelle 22 verbunden. Ein zweites Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebemechanismus 26 ist wahlweise mit dem Übertragungselement 18 über eine erste Kupplung C1 verbunden und ein dritter planetenradträger CA3 des dritten Planetengetriebemechanismus 28 ist wahlweise über eine zweite Bremse B2 mit dem Gehäuse 12 verbunden.
Gemäß dem soweit erläuterten Getriebe 70 werden, wie in der Tabelle der 13 gezeigt, alle von der ersten Gangstufe (in der Tabelle als 1te bezeichnet) bis zur vierten (in der Tabelle als 4te bezeichnet), einer Rückwärtsgangstufe (in der Tabelle als R bezeichnet) und einer neutralen Stufe (in der Tabelle als N bezeichnet) durch wahlweise Aktivierung der vorstehend genannten Elemente aktiviert, insbesondere durch wahlweisen Eingriff der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2. Als Ergebnis wird ein Drehzahlübersetzungsverhältnis Y (d. h. Eingangswellendrehzahl NIN/Ausgangswellendrehzahl NOUT) erhalten, die bei jeder Gangstufe die Drehzahl in im wesentlichen gleichen Verhältnis ändert.
Wenn beispielsweise daß Drehzahlübersetzungsverhältnis der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit 11 konstant gehalten wird, wirkt das Getriebe 70 als ein Zahnradgetriebe. Wie i 13 gezeigt, wird die erste Gangstufe, deren Maximalwert eines Drehzahlübersetzungsverhältnisses annähernd „2,804” beträgt, durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 erreicht, die zweite Gangstufe, deren Drehzahlübersetzungsverhältnis Y2 kleiner ist als das Drehzahlübersetzungsverhältnis der ersten Gangstufe, beispielsweise annähernd „1,531”, wird durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 erreicht, die dritte Gangstufe deren Drehzahlübersetzungsverhältnis Y3 kleiner ist als das Drehzahlübersetzungsverhältnis der zweiten Gangstufe, beispielsweise annähernd „1,000”, wird durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 erreicht und die vierte Gangstufe, deren Drehzahlübersetzungsverhältnis Y4 kleiner ist als das Drehzahlübersetzungsverhältnis der dritten Gangstufe, beispielsweise annähernd „0,705”, wird durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 erreicht. Der Rückwärtsgang, dessen Drehzahlübersetzungsverhältnis YR zwischen den Drehzahlübersetzungsverhältnissen der ersten und der zweiten Gangstufe liegt, d. h. bei „2,393”, wird durch den Eingriff der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 erreicht. Zusätzlich werden alle Eingriffe gelöst, um die neutrale Gangposition zu erhalten.
Falls das Getriebe 70 als kontinuierlich veränderliches Getriebe wirkt, agiert die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 als ein kontinuierlich veränderliches Getriebe und die mit ihr im Tandem angeordnete Zahnradgetriebeeinheit 72 agiert als Zahnradgetriebe. Als Ergebnis wird die Eingangsumdrehung der Zahnradgetriebeeinheit 72, spezieller die Drehzahl des Übertragungselements 18, die jeweils in die erste bis dritte Gangstufe der (in der Tabelle als 1te bezeichnet) Zahnradgetriebeeinheit 72 eingeleitet wird, kontinuierlich verändert und die einzelnen Gangstufen empfangen dadurch einen kontinuierlichen Bereich des Drehzahlübersetzungsverhältnisses. Aus diesem Grunde kann das Drehzahlübersetzungsverhältnis des Getriebes 70 selbst zwischen den Gangstufen stufenlos und kontinuierlich verändert werden. Demzufolge kann ein Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis YT als totales Drehzahlübersetzungsverhältnis des Getriebes 70 stufenlos verändert werden.
Die 14 ist ein nomografisches Diagramm, das linear eine Beziehung von Drehzahlen der drehbaren Elemente zeigt, die abhängig von den Gangstufen im Getriebe 70 verbunden werden sollen, das die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 umfaßt, die als eine Differentialeinheit oder eine erste Getriebeeinheit agiert, und die Zahnradgetriebeeinheit 72, die als eine (automatische) Getriebeeinheit oder eine zweite Getriebeeinheit agiert.
In 14 stellen vier Längsachsen Y4, Y5, Y6 und Y73 jeweils die drehbaren Elemente des Automatikgetriebes 72 dar. Insbesondere stellt Y4 das zweite Sonnenrad S2 und das mit ihm verbundene dritte Sonnenrad S3 da, die einem vierten drehbaren Element (oder vierten Element) RE4 entsprechen. Y5 repräsentiert den dritten Planetenträger CA3, der einem fünften drehbaren Element (oder fünften Element) RE5 entspricht, Y6 repräsentiert den zweiten Planetenradträger CA2 und das mit ihm verbundene dritte Hohlrad R3, die einem sechsten drehbaren Element (oder einem sechsten Element) RE6 entsprechen, und Y7 repräsentiert das zweite Hohlrad R2, das dem siebten drehbaren Element (oder siebtem Element) RE7 entspricht. In der Zahnradgetriebeeinheit 72 ist das vierte drehbare Element RE4 wahlweise durch die zweite Kupplung C2 mit dem Übertragungselement 18 und wahlweise durch die erste Bremse B1 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das fünfte drehbare Element RE5 ist durch die zweite Bremse B2 wahlweise mit dem Gehäuse 12 verbunden. Das sechste drehbare Element RE6 ist wahlweise mit der Ausgangswelle 22 des automatischen Getriebes 72 verbunden und das siebte drehbare Element RE7 ist wahlweise durch die erste Kupplung C1 mit dem Übertragungselement 18 verbunden.
Wie in 14 gezeigt, wird bei der Zahnradgetriebeeinheit 72 eine Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der ersten Gangstufe durch den Schnittpunkt der schrägen Linie L1 mit der Längsachse Y6 dargestellt, die die Drehzahl des sechsten drehbaren Elements RE6 (CA2, R3) darstellt, die mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist. Dabei wird die Linie L1 als Ergebnis eines Eingriffs der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 bestimmt und erstreckt sich vom Schnittpunkt der die Drehzahl des siebten drehbaren Elements RE7 (R2) anzeigenden Längsachse Y7 mit der Abszissenachse X2 zum Schnittpunkt der die Drehzahl des fünften drehbaren Elements RE5 (CA3) anzeigenden Längsachse Y5 mit der Abszissenachse X1. Wie im Falle der ersten Gangstufe wird eine Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der zweiten Gangstufe durch den Schnittpunkt der Längsachse Y6 mit der schrägen Linie L2 angezeigt, die als Ergebnis des Eingriffs der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 bestimmt ist; und eine Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der dritten Gangstufe wird durch den Schnittpunkt der Längsachse Y6 mit einer horizontalen Linie L3 angezeigt, die als Ergebnis der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 definiert ist. Bei den vorerwähnten ersten bis dritten Gangstufen wird die Leistung von der kontinuierlich veränderlichen Getriebeeinheit auf das siebte drehbare Element RE7 mit einer mit der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8 identischen Drehzahl übertragen. Falls der erste Planetengetriebemechanismus 24 durch Anhalten der Drehung des ersten Sonnenrads S1 durch den ersten Elektromotor M1 als drehzahlerhöhender Mechanismus benutzt wird, wird die Leistung von der kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11 mit einer Drehzahl eingegeben, die größer ist als Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 8. Deshalb wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 bei der vierten Gangstufe durch den Schnittpunkt der Längsachse Y6 mit einer horizontalen Linie L4 angezeigt, die als Ergebnis des Eingriffs der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 bestimmt ist.
Das Getriebe 70 umfaßt auch die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit 11, die als Differentialmechanismus oder als eine erste Drehzahländerungseinheit wirkt, und die Zahnradgetriebeeinheit 72 wirt als automatische Drehzahländerungseinheit oder eine zweite Drehzahländerungseinheit. Demgemäß werden auch bei diesem Beispiel die Vorteile erzielt, die beim vorerwähnten Beispiel erläutert wurden.
Nun wird die Beziehung zwischen den Beispielen und der Erfindung erläutert. Die in 1 gezeigten funktionalen Mittel des Schritts S4 und die funktionalen Mittel der Schritte S15, S18 und S19 entsprechenden den Mitteln zur Einstellung der Drehzahländerungsgeschwindigkeit und den Mitteln hur Änderung der Drehzahländerungsgeschwindigkeit der Erfindung.
Erfindungsgemäß kann der Planetengetriebemechanismus, der die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit bildet, auch ein von einer von der Einritzelbauart abweichenden Doppelritzelbauart sein, Des weiteren ist es möglich, eine Kupplung zur Integrierung des Planetengetriebemechanismus vorzusehen und eine Bremse für den Betrieb des Planetengetriebemechanismus als drehzahlerhöhender Mechanismus. Zusätzlich können erfindungsgemäß entweder die kontinuierlich veränderliche Getriebeeinheit oder die Zahnradgetriebeeinheit auf der Motorseite angeordnet werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann auf dem Gebiet der Herstellung und Reparatur von Kraftfahrzeugen, wie PKWs, und auf dem Gebiet der Herstellung und Verarbeitung von Kraftfahrzeugteilen angewandt werden.

Claims

Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe, das ein elektrisch kontinuierlich veränderliches Getriebe (11), bei dem sein Drehzahlübersetzungsverhältnis elektrisch und veränderlich kontinuierlich gesteuert wird, und ein Zahnradgetriebe (20), bei welchem die Gangstufen hydraulisch und schrittweise geändert werden, besitzt, und in dem ein Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis davon geändert wird indem die Drehzahlübersetzungsverhältnisse des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) und des Zahnradgetriebes (20) in zueinander entgegengesetzten Richtungen verändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt: ein Mittel zur Beurteilung einer Beschränkung, welches ausgebildet ist zu beurteilen, ob eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) aufgrund einer Beschränkung einer Ausgabekapazität einer elektrischen Leistung oder einer Ladekapazität einer elektrischen Speichervorrichtung (33) beschränkt ist; ein Einstellmittel für die Drehzahländerungsgeschwindigkeit, welches ausgebildetist, die Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Zahnradgetriebes (20) in Übereinstimmung mit dem Fortschreiten einer Drehzahländerungsaktion des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) einzustellen, wenn das Mittel zur Beurteilung einer Beschränkung beurteilt, dass eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) beschränkt ist, und eine Drehzahländerung des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) und ein Schalten des Zahnradgetriebes (20) synchronisiert zueinander auszuführen.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe (11) und das Zahnradgetriebe (20) derart als Tandem verbunden sind, daß eine von einem der Getriebe ausgegebenden Leistung dem anderen Getriebe eingegeben wird.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamtdrehzahlübersetzungsverhältnis sowohl durch das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe (11) als auch das Zahnradgetriebe (20) eingestellt wird.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe (11) einen Elektromotor (M1) enthält, der eine Generatorfunktion aufweist, und bei dem sein Drehzahlübersetzungsverhältnis in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Elektromotors (M1) eingestellt wird; durch das Vorsehen einer elektrischen Speichervorrichtung (33) die dem Elektromotor (M1) elektrische Leistung zuführt und vom Elektromotor (M1) erzeugte elektrische Leistung speichert; und daß die Drehzahländerungsgeschwindigkeit des elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebes (11) durch einen Anteil elektrischer Leistung beschränkt wird, die zwischen dem Elektromotor (M1) und der elektrischen Speichervorrichtung (33) ausgetauscht wird.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe (20) zur Einstellung einer Gangstufe durch Öldruck in Eingriff bringbare Eingriffselemente (B1, B2, B3, C1, C2) umfaßt, und deren Schaltgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Eingriffsdruck der Eingriffsvorrichtungen gesteuert wird.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch kontinuierlich veränderliche Getriebe (11) hauptsächlich aus einem Differentialgetriebemechanismus besteht, der ein mit einem Verbrennungsmotor (8) verbundenes, drehbares Eingangselement aufweist; ein mit einem Motorgenerator (M1) verbundenes drehbares Reaktionselement, dessen Drehmoment und Drehzahl elektrisch gesteuert sind; und ein mit dem Zahnradgetriebe verbundenes drehbares Ausgangselement.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialgetriebemechanismus einem Planetengetriebemechanismaus (24) der Einritzelbauart mit einer Trägerfunktion (Planetenradträger) als das drehbare Eingangselement (CA1) aufweist, ein Sonnenrad (S1) als das drehbare Reaktionselement, und ein Hohlrad (R1) als drehbares Ausgangselement.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe (20) aus drei Sätzen von Planetengetriebemechanismen (26, 28, 30) und einer Mehrzahl von Eingriffsvorrichtungen besteht.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Differential-Planetengetriebemechanismus einen Planetengetriebemechanismus der Einritzelbauart umfaßt, Sonnenräder (S2, S3) eines ersten und eines zweiten Planetengetriebemechanismus (26, 28) sind miteinander verbunden; ein Hohlrad (R2) des ersten Planetengetriebemechanismus (26), ein Planetenradträger (CA3) des zweiten Planetengetriebemechanismus (28) und ein Planetenradträger (CA4) des dritten Planetengetriebemechanismus (30) sind verbunden, und dieses Hohlrad (R2) und diese Planetenradträger (CA3, CA4) sind mit einem Ausgangselement (22) verbunden; und ein Hohlrad (R3) des zweiten Planetengetriebemechanismus (28) und ein Sonnenrad (S4) des dritten Planetengetriebemechanismus (30) sind miteinander verbunden, und die Eingriffsvorrichtung enthält: eine erste Kupplung (C1), die das Hohlrad (R3) des zweiten Planetengetriebemechanismus (28) und das Sonnenrad (S4) des dritten Planetengetriebemechanismus (30) mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe (11) wahlweise verbindet; eine zweite Kupplung (C2), die die Sonnenräder (S2, S3) des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus (26, 28) wahlweise mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe (11) verbindet; eine erste Bremse (B1), die Sonnenräder (S2, S3) des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus (26, 28) wahlweise fixiert; eine zweite Bremse (B2), die wahlweise den Planetenradträger (CA2) des ersten Planetengetriebemechanismus (26) fixiert; und eine dritte Bremse (B3), die wahlweise das Hohlrad (R4) des dritten Planetengetriebemechanismus (30) fixiert.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe (72) aus zwei Sätzen von Planetengetriebemechanismen (26, 28) und einer Mehrzahl von Eingriffsvorrichtungen besteht.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Differential-Planetengetriebemechanismus einen Planetengetriebemechanismus der Einritzelbauart einschließt; Sonnenräder (S2, S3) des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus (26, 28) miteinander verbunden sind; und ein Planetenradträger (CR2) des ersten Planetengetriebemechanismus (26) und ein Hohlrad (R3) des zweiten Planetengetriebemechanismus (28) verbunden sind, und dieser Planetenradträger (CR2) und das Hohlrad (R3) mit einem Ausgangselement (22) verbunden sind; und die Eingriffsvorrichtung einschließt: eine erste Kupplung (C1), die das Hohlrad (R2) des ersten Planetengetriebemechanismus (26) mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe (11) wahlweise verbindet; eine zweite Kupplung (C2), die die Sonnenräder (S2, S3) des ersten und des zweiten Planetengetriebemechanismus (26, 28) wahlweise mit dem elektrisch kontinuierlich veränderlichen Getriebe (11) verbindet; eine erste Bremse (B1), die die Sonnenräder (S2, S3) des ersten und der zweiten Planetengetriebemechanismus (26, 28) wahlweise fixiert; und eine zweite Bremse (B2), die den Planetenradträger (CR3) des zweite Planetengetriebemechanismus (28) wahlweise fixiert.
Steuersystem für die Drehzahländerung bei einem Automatikgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt: ein Steuermittel für die Drehzahländerung zur Ausführung einer normalen Steuerung der Drehzahländerung zur Bestimmung des Übersetzungsverhältnisses auf der Basis des Fahrzustandes eines Fahrzeugs, das mit dem Automatikgetriebe versehen ist, und eines Drehzahländerungsdiagramms, in dem das Übersetzungsverhältnis dem Fahrzustand des Fahrzeugs zugeordnet ist.