DE112008001043B4

DE112008001043B4 - Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112008001043B4
Application number: DE112008001043.9T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Imamura; Yuji Iwase; Atsushi Tabata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2028-04-22
Also published as: JP2008273245A; BRPI0810861B1; GB0918678D0; US8126622B2; GB2461455A; DE112008001043T5; GB2461455B; WO2008133334A1; JP4600421B2; US20080269996A1; BRPI0810861A2; CN101668671A; CN101668671B

Abstract

Eine Steuervorrichtung ist offenbart, die eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit in Anhängigkeit von einer Art eines Kraftstoffs in einem Fahrzeug erhalten kann, das eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor hat, wenn die Art des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird verändert wird. Eine Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit (VI) und ein Bestimmungausgangsdrehmoment (T1), die einen Grenzwert darstellen, mit dem eine gestuft variable Steuerregion und eine stufenlos variable Steuerregion eines Schaltmechanismus (10) begrenzt sind, werden so geändert, dass die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit (VI) und das Bestimmungsausgangsdrehmoment (T1) umso niedriger wird, je höher das Mischungsverhältnis des Ethanols ist. Daher wird die Bestimmung, ob der erste Elektromotor (M1) zu betreiben ist, in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols vorgenommen, wodurch es möglich wird, eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit in Übereinstimmung mit dem Mischungsverhältnis des Ethanols zu erhalten.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung. Genauer gesagt bezieht sich diese Erfindung auf eine Technologie zum Erhalten einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit bei einem Fahrzeug, das eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor hat, wenn die Art des Kraftstoffs, der zu der Brennkraftmaschine zugeführt wird, verändert wird.
STAND DER TECHNIK
Eine Bauart von Brennkraftmaschinen umfasst eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, bei der ein Verdichtungsverhältnis verändert werden kann. Bisher war eine Steuervorrichtung bekannt, die das Verdichtungsverhältnis in Abhängigkeit von der Art eines Kraftstoffs, wie z.B. Wasserstoff oder Benzin, der zu der Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung zugeführt wird, verändern kann. Beispielsweise offenbart die Patentveröffentlichung 1 JP 2006 - 200 508 A eine solche Steuervorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine. Außerdem ist die Technologie bekannt, die in der Patentveröffentlichung 2 ( JP 2005 - 264 762 A ) offenbart ist.
Bei der Steuervorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine, die in der Patentveröffentlichung 1 offenbart ist, kann die Brennkraftmaschine eine vorzügliche Kraftmaschinenleistungsfähigkeit in Abhängigkeit von der Art des Kraftstoffs zeigen. Jedoch gibt es noch Spielraum zur Optimierung einer Leistungsübertragungsvorrichtung, die einen Teil eines Leistungsübertragungspfads von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern ausbildet, in Abhängigkeit von der Art des Kraftstoffs. Ein gesamtes Fahrzeug einschließlich einer solchen Leistungsübertragungsvorrichtung mit einem verbesserten Kraftstoffverbrauch ist unbekannt.
DE 10 2005 021 582 A1 offenbart eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weitere Steuervorrichtungen für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung sind aus der US 6 965 824 B2 , der DE 103 93 594 T5 sowie der US 6 237 709 B1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf das vorstehend angegebene gemacht und hat eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor zur Verfügung zu stellen, um eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit in Abhängigkeit einer Art eines veränderten Kraftstoffs zu erhalten, wenn die Art des zu der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs verändert wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Im Folgenden werden verschiedenartige vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Mit der Veränderlichkeit der Art des zugeführten Kraftstoffs hat die Brennkraftmaschine eine optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die unter Bedingungen und Ausgangscharakteristiken verwirklicht werden, die sich verändern. Gemäß der vorliegenden Erfindung ändert die Steuervorrichtung die Differenzialmechanismusumschaltbedingung zum Bestimmen, ob der Differenzialmechanismus zu dem Nicht-Differenzialzustand oder dem Differenzialzustand umzuschalten ist, in Abhängigkeit von der Art des Kraftstoffs, der beim Betreiben der Brennkraftmaschinen verwendet wird. Das gestattet, dass die Bestimmung vorgenommen wird, ob der den Differenzialabschnitt steuernde Elektromotor zu betreiben ist, in Abhängigkeit von der Art des Kraftstoffs, um dadurch zu ermöglichen, eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit in Abhängigkeit von der Art des Kraftstoffs zu erhalten.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ändert die Steuervorrichtung die Fahrzustandsumschaltbedingung zum Bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrzeugs zu dem Motorantriebsmodus oder dem normalen Fahrmodus umzuschalten ist, in Abhängigkeit von der Kraftstoffart, die beim Betreiben der Brennkraftmaschine verwendet wird. Das gestattet, dass die Bestimmung, ob die Brennkraftmaschine zu betreiben ist, in Abhängigkeit von der Art des Kraftstoffs gemacht werden kann, wodurch es möglich wird, eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit in Abhängigkeit von der Art des Kraftstoffs zu erhalten.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet die Steuervorrichtung die Differenzialmechanismusumschaltbedingung oder die Fahrzustandsumschaltbedingung für jede Kraftstoffart, um zu verhindern, dass Bauteile des Fahrzeugs hohe Drehzahlen jenseits der vorgegebenen Drehzahlen ohne Gefahr einer Verschlechterung erreichen, die bei diesen Bauteilen auftreten.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung gestattet die Steuervorrichtung, dass das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment, das von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, auf der Grundlage des Reaktionsdrehmoments des die Differenzialfunktion steuernden Elektromotors, das gegen das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment wirkt, erfasst wird, um die Kraftstoffart auf der Grundlage des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments zu unterscheiden. Das gestattet, dass die Art des Kraftstoffs einfach mit der Erfassung des Reaktionsdrehmoments des die Differenzialfunktion steuernden Elektromotors unterschieden wird.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung unterscheidet die Steuervorrichtung die Kraftstoffart dann, wenn die Kraftstoffmenge in den an dem Fahrzeug montierten Kraftstofftank sich vergrößert. Somit wird die Unterscheidung nicht zu allen Zeiten vorgenommen, sondern in Abhängigkeit von dem Bedarf vorgenommen, wodurch eine Verringerung der Belastung der Steuervorrichtung ermöglicht wird.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung unterscheidet die Steuervorrichtung die Kraftstoffart beim Erfassen des Lösens des Deckels zum Schließen des Tankstützens des an dem Fahrzeug montierten Kraftstofftanks. Somit wird die Unterscheidung nicht zu allen Zeiten vorgenommen, sondern in Abhängigkeit von dem Bedarf vorgenommen, wodurch eine Verringerung der Belastung der Steuervorrichtung ermöglicht wird.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung den Schaltabschnitt auf, der einen Teil des Leistungsübertragungspfads ausbildet, der sich von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern erstreckt. Das ermöglicht, dass die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung das Drehzahlverhältnis in einem größeren variablen Bereich als demjenigen des Drehzahlverhältnisses erhält, der mit der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung erhalten wird, die ohne Schaltabschnitt versehen ist, wodurch es möglich wird, eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erhalten.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung funktioniert der Schaltabschnitt als das Automatikgetriebe, dass das Drehzahlverhältnis automatisch verändern kann. Das ermöglicht, dass die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung das Drehzahlverhältnis automatisch verändert, wodurch eine Verringerung der Belastung für einen Fahrer ermöglicht wird.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Schaltabschnitt das gestuft variable Getriebe auf. Das ermöglicht, dass der Schaltabschnitt das Drehzahlverhältnis in einem vergrößerten variablen Bereich aufweist, wodurch eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhalten wird.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt wenigstens zwei Elektromotoren und die Planetengetriebeeinheit auf. Daher kann der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt mit einem Aufbau konfiguriert werden, der die Drehmomentabgabe von dem elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt beim Einsetzen der Differenzialfunktion des Planetengetriebesatzes unendlich verändern kann.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung arbeitet der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt als stufenlos variables Getriebe beim Steuern des Betriebszustands des die Differenzialfunktion steuernden Elektromotors. Dadurch wird es möglich, das Antriebsdrehmoment, das von dem elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt abgegeben wird, gleichmäßig zu verändern. Zusätzlich hat der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt nicht nur eine Funktion zum stufenlosen Verändern des Drehzahlverhältnisses, so dass dieser als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe betriebsfähig ist, sondern eine Funktion zum Verändern des Drehzahlverhältnisses in Stufen, so dass er als gestuft variables Getriebe betriebsfähig ist.
Figurenliste

1 ist eine Prinzipansicht, die einen Aufbau einer Hybridfahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung erklart, auf die eine Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung angewandt ist.
2 ist eine Eingriffsbetriebstabelle, die die Beziehung zwischen einem Schaltbetrieb, in welchem die in 1 gezeigte Hybridfahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung in einen stufenlos variablen oder gestuft variablen Schaltzustand versetzt ist, und den Betrieb einer hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtung in einer Kombination darstellt.
3 ist ein Liniendiagramm, das die relative Drehzahl von Drehelementen in jeder von unterschiedlichen Schaltpositionen darstellt, wenn die in 1 gezeigte Hybridfahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung in den gestuft variablen Schaltzustand betrieben wird.
4 ist eine Ansicht, die Eingangs- und Ausgangssignale darstellt, die zu einer elektronischen Steuervorrichtung eingegeben und von dieser abgegeben werden, die in der in 1 gezeigten Hybridfahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung eingebaut ist.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Schaltbetätigungsvorrichtung zeigt, die mit einem Schalthebel zum Betätigen für eine Auswahl von einer von vielen Arten von Schaltpositionen versehen ist.
6 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Hauptsteuerfunktion darstellt, die durch die elektronische Steuervorrichtung bezüglich eines in 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird.
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines im Voraus gespeicherten Schaltdiagramms darstellt, das in einem zweidimensionalen Koordinatensystem bezüglich Parametern aufgetragen ist, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Ausgangsdrehmoment umfassen, auf dessen Grundlage der Betrieb ausgeführt wird, ob ein Schaltvorgang in einem automatischen Schaltabschnitt ausgeführt wird; ein Beispiel eines im Voraus gespeicherten Diagramms, auf dessen Grundlage ein Schaltzustand des Schaltmechanismus umgeschaltet wird; und ein Beispiel eines im Voraus gespeicherten Antriebskraftquellenumschaltdiagramms mit einer Grenzlinie zwischen einer Kraftmaschinenantriebsregion und einer Motorantriebsregion, auf dessen Grundlage ein Kraftmaschinenantriebsmodus und ein Motorantriebsmodus umgeschaltet wird.
8 ist eine Konzeptansicht, die die im Voraus gespeicherte Beziehung zeigt, die eine Grenzlinie zwischen einer stufenlos variablen Steuerregion und einer gestuft variablen Steuerregion aufweist, das zum Auftragen einer Grenze zwischen der stufenlos variablen Steuerregion und der gestuft variablen Steuerregion geeignet ist, die mit gestrichelten Linien in 7 gezeigt ist.
9 ist eine Grafik, die eine Schwankung einer Kraftmaschinendrehzahl mit einem Hochschaltvorgang zeigt, der in einem gestuft variablen Getriebe bewirkt wird.
10 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen einem Kraftmaschinendrehmoment T_E und einer Beschleunigeroffnung Acc zeigt, wenn Benzin als Kraftstoff verwendet wird, der zu der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine zugeführt wird.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Basisablauf von Hauptsteuerbetrieben, die mit der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung auszuführen sind, insbesondere einen Basisablauf von Steuerbetrieben zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs darstellt, wenn Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt wird.
12 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Hauptsteuerfunktion darstellt, die mit der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung auszuführen ist, das ein zweites Ausführungsbeispiel darstellt, das sich von dem in 6 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Basisablauf von Hauptsteuerbetrieben, die mit der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung auszufuhren sind, insbesondere einen Basisablauf von Steuerbetrieben zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs darstellt, wenn Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt wird, das das zweite Ausführungsbeispiel darstellt, das sich von dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel unterscheidet.
14 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Hauptsteuerfunktion darstellt, die mit der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung auszufuhren ist, das ein drittes Ausfuhrungsbeispiel darstellt, das sich von dem in 6 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet.
15A und 15B sind Grafiken, die beispielhaft Kurven mit optimalem Kraftstoffverbrauch zeigen, die in einem orthogonalen Koordinatensystem aufgetragen sind, wobei jeweils eine Kraftmaschinendrehzahl und ein Kraftmaschinendrehmoment auf die entsprechenden Koordinatenachsen aufgetragen ist, wobei 15A einen Fall zeigt, bei dem nur Benzin als Kraftstoff verwendet wird, und 15B einen weiteren Fall zeigt, bei dem eine vorgegebene Menge Ethanol zu dem Benzin gemischt ist.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Basisablauf von Hauptsteuerbetrieben, die mit der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung auszuführen sind, insbesondere einen Basisablauf von Steuerbetrieben zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs darstellt, wenn Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt wird, das ein drittes Ausführungsbeispiel darstellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel von 11 unterscheidet.

BESTER WEG ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Verschiedenartige Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun nachstehend und im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
1 ist eine Prinzipansicht, die einen Schaltmechanismus 10 darstellt, der einen Teil einer Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug ausbildet, auf den eine Steuervorrichtung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt ist. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Schaltmechanismus 10 eine Eingangswelle 14, die als Eingangsdrehelement dient, und einen Differenzialabschnitt 11 auf, der direkt mit der Eingangswelle 14 oder indirekt damit durch einen pulsationsabsorbierenden Dampfer (Schwingungsdampfungsvorrichtung) verbunden ist, der nicht gezeigt ist. Er weist ebenso einen automatischen Schaltabschnitt 20 auf, der über ein Leistungsübertragungselement (Übertragungswelle) 18 in Reihe durch einen Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differenzialmechanismus 11 und Antriebsradern 38 (siehe 6) verbunden ist, um als gestuft variables Getriebe zu dienen, und eine Ausgangswelle 22, die mit dem automatischen Schaltabschnitt 20 verbunden ist, als Ausgangsdrehelement. Alle diese Elemente sind in einem Getriebegehäuse 12 angeordnet (im Folgenden kurz als „Gehäuse 12“ bezeichnet), das als nicht drehbares Element dient, das fest an einer Fahrzeugkarosserie montiert ist.
Der Schaltmechanismus 10, der vorzugsweise auf ein Fahrzeug der FR-Bauart (Fahrzeug mit vorn eingebauter Kraftmaschine und Hinterradantrieb) anwendbar ist, ist zwischen einer längs eingebauten Kraftmaschine 8, insbesondere einer Brennkraftmaschine, wie z.B. einer Benzinkraftmaschine oder einer Dieselkraftmaschine angeordnet, die als Antriebskraft dient, die direkt mit der Eingangswelle 14 oder indirekt damit über einen pulsationsabsorbierenden Dämpfer verbunden ist, und ein Paar Antriebsräder 38 (6). Das gestattet, dass eine Fahrzeugantriebskraft auf das Paar Antriebsrader 38 an der linken und rechten Seite in der Abfolge durch eine Differenzialgetriebevorrichtung 36 (Enddrehzahlreduktionsgetriebe) und ein Paar Antriebsachsen übertragen wird.
Bei dem Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Kraftmaschine 8 und der Differenzialabschnitt 11 miteinander in einer direkten Verbindung verbunden. Der hier verwendete Ausdruck „direkte Verbindung“ kann sich auf eine Verbindung beziehen, die ohne Einwirkung einer Fluidubertragungsvorrichtung, wie z.B. eines Drehmomentwandlers oder einer Fluidkupplung gebildet wird, die eine Verbindung herstellt, die unter Verwendung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gebildet wird. Eine obere und eine untere Hälfte des Schaltmechanismus 10 sind symmetrisch relativ zu einer Achse des Schaltmechanismus 10 aufgebaut und daher ist die untere Hälfte in der Prinzipansicht von 1 weggelassen.
Der Differenzialabschnitt 11 kann als elektrisch gesteuerter Differenzialabschnitt im Hinblick auf einen Betrieb angenommen werden, in welchem ein Differenzialzustand unter Verwendung eines ersten Elektromotors verändert wird. Der Differenzialabschnitt 11 weist einen ersten Elektromotor M1, einen Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als mechanischer Mechanismus wie ein Differenzialmechanismus dient, durch den eine Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8, die in die Eingangswelle 14 eingeleitet wird, auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 übertragen wird, und einen zweiten Elektromotor M2 auf, der einheitlich mit dem Leistungsübertragungselement 18 drehbar ist. Ferner kann der zweite Elektromotor M2 an jeder Position des Leistungsübertragungspfads angeordnet werden, der sich von dem Leistungsübertragungselement 18 zu den Antriebsradern 38 erstreckt. Darüber hinaus sind der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 sogenannte Motorgeneratoren, die jeweils eine Funktion auch als elektrischer Leistungsgenerator haben. Der erste Elektromotor M1 hat zumindest eine Funktion als elektrischer Leistungsgenerator, der eine Reaktionskraft erzeugt, und der zweite Elektromotor M2 hat zumindest eine Funktion als Elektromotor, der als Antriebskraftquelle zum Erzeugen einer Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs dient.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 entsprechend dem Differenzialmechanismus der vorliegenden Erfindung weist hauptsächlich eine Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 einer Einzelritzelbauart mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis ρ0 von beispielsweise ungefähr „0,418“, eine Umschaltkupplung C0 und eine Umschaltbremse B0 auf. Die Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 weist Drehelemente, wie z.B. ein Differenzialabschnittsonnenrad S0, Differenzialabschnittsplanetenräder P0, einen Differenzialabschnittsträger CA0, der die Differenzialabschnittsplanetenräder P0 drehbar um ihre Achse und um die Achse des Differenzialabschnittsonnenrads S0 stützt, und ein Differenzialabschnittshohlrad R0, das mit dem Differenzialabschnittsonnenrad S0 durch die Differenzialabschnittsplanetenräder P0 kämmend eingreift. Wenn dem Differenzialabschnittsonnenrad S0 und dem Differenzialabschnittshohlrad R0 die Anzahlen von Zähnen zugeordnet werden, die durch ZS0 bzw. ZR0 dargestellt werden, wird das Übersetzungsverhältnis ρ0 als ZS0/ZR0 ausgedruckt.
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 mit einem solchen Aufbau ist der Differenzialabschnittstrager CA0 mit der Eingangswelle 14, insbesondere mit der Kraftmaschine 8 verbunden; ist das Differenzialabschnittsonnenrad S0 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden; und ist das Differenzialabschnittshohlrad R0 mit dem Leistungsubertragungselement 18 verbunden. Die Umschaltbremse B0 wird zwischen dem Differenzialabschnittsonnenrad S0 und dem Gehause 12 angeordnet und die Umschaltkupplung C0 ist zwischen dem Differenzialabschnittsonnenrad S0 und dem Differenzialabschnittsträger CA0 angeordnet. Wenn sowohl die Umschaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 ausgeruckt sind, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 so betriebsfähig gehalten, dass das Differenzialabschnittsonnenrad S0, der Differenzialabschnittsträger CA0, und das Differenzialabschnittshohlrad R0, die die drei Elemente der Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 bilden, relativ zueinander drehen gelassen werden, um den Betrieb in einer Differenzialfunktion, insbesondere in einem Differenzialzustand zu ermöglichen, in welchem die Differenzialfunktion bewirkt ist.
Somit wird die Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 verteilt, wobei ein Teil der Kraftmaschinenausgangsleistung, die auf den ersten Elektromotor M1 verteilt wird, zum Erzeugen von elektrischer Energie verwendet wird, die in einer Batterie gespeichert wird, oder um den zweiten Elektromotor M2 zum Antrieb zu drehen. Das halt den Differenzialabschnitt 11 (den Leistungsverteilungsmechanismus 16) als elektrisch gesteuerte Differenzialvorrichtung betriebsfähig. Somit wird der Differenzialabschnitt 11 in einen sogenannten stufenlos variablen Schaltzustand (elektrisch gesteuerten CVT-Zustand) versetzt, in welchem eine Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 sich stufenlos ändert, nämlich ungeachtet der Tatsache, ob die Kraftmaschine 8 bei einer vorgegebenen Drehzahl arbeitet.
Wenn nämlich der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Differenzialzustand versetzt wird, wird der Differenzialabschnitt 11 ebenso in den differenzialen Zustand versetzt. In diesem Fall wird der Differenzialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt, so dass dieser als das elektrisch gesteuerte stufenlos variable Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl der Antriebsvorrichtungseinganswelle 14/Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18) arbeitet, das sich stufenlos in einem Wertebereich von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max verändert.
In einem solchen Zustand wird, wenn die Umschaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 eingerückt wird, die Durchführung der Differenzialfunktion des Leistungsverteilungsmechanismus 16 außer Kraft gesetzt, wird dieser nämlich in einen Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem keine Differenzialfunktion bewirkt wird. Wenn die Umschaltkupplung C0 eingeruckt wird, um zu verursachen, dass das Differenzialabschnittsonnenrad S0 und der Differenzialabschnittsträger CA0 einheitlich miteinander gekoppelt sind, wird insbesondere der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen gesperrten Zustand versetzt. In dem gesperrten Zustand wird verursacht, dass das Differenzialabschnittsonnenrad S0, der Differenzialabschnittsträger CA0 und das Differenzialabschnittshohlrad R0, die als die drei Elemente der Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 dienen, sich gemeinsam drehen, insbesondere in einem einheitlichen Rotationszustand in dem Nicht-Differenzialzustand befindet, in welchem keine Differenzialfunktion bewirkt wird. Somit wird der Differenzialabschnitt 11 in den Nicht-Differenzialzustand versetzt. Daher stimmen die Drehzahlen der Kraftmaschine 8 und des Leistungsubertragungselements 18 miteinander uberein, so dass der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) in einen fixierten Schaltzustand, insbesondere einen gestuft variablen Schaltzustand versetzt wird, so dass dieser als Getriebe funktioniert, während das Drehzahlverhaltnis γ0 mit einem Wert von „1“ verknüpft ist.
Anstelle der Umschaltkupplung C0 wird als nächstes, wenn die Umschaltbremse B0 eingerückt wird, um das Differenzialabschnittsonnenrad S0 mit dem Gehäuse 12 zu verbinden, dann der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den gesperrten Zustand versetzt. Somit wird das Differenzialabschnittsonnenrad S0 in den sich nicht drehenden Zustand in dem Nichtdifferenzialzustand versetzt, in welchem keine Differenzialfunktion eingeleitet wird, wodurch verursacht wird, dass der Differenzialabschnitt 11 in den Nichtdifferenzialzustand versetzt wird.
Da das Differenzialabschnittshohlrad R0 sich mit einer Drehzahl dreht, die höher als diejenige des Differenzialabschnittsträgers CA0 ist, funktioniert der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als Drehzahlerhöhungsmechanismus. Somit ist der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den fixierten Schaltzustand, insbesondere den gestuft variablen Schaltzustand versetzt, um eine Funktion als Drehzahlerhöhungsgetriebe durchzuführen, wahrend das Drehzahlverhältnis γ0 mit einem Wert von kleiner als „1“, beispielsweise ungefähr 0,7 verknüpft ist.
Mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel versetzen die Umschaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 selektiv den Schaltzustandsdifferenzialabschnitt 11 (des Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den Differenzialzustand, insbesondere den entsperrten Zustand, und den Nicht-Differenzialzustand, insbesondere den gesperrten Zustand. Die Umschaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 dienen nämlich als Differenzialzustandsumschaltvorrichtung, die den Differenzialabschnitt 11 (den Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den stufenlos variablen Schaltzustand oder den fixierten Schaltzustand umschaltet.
Der stufenlos variable Schaltzustand ist wirksam, um den elektrisch und stufenlos gesteuerten variablen Schaltbetrieb durchzuführen, in dem der Differenzialabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den Differenzialzustand (gekoppelten Zustand) versetzt ist, um eine Funktion als elektrisch gesteuerte Differenzialvorrichtung durchzuführen, die als Funktion des stufenlos variablen Getriebes wirksam ist, während beispielsweise das Schaltverhältnis stufenlos variabel ist. In dem fixierten Zustand ist der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den Schaltzustand versetzt, was die Funktion des elektrisch gesteuerten stufenlos variablen Schaltbetriebs außer Kraft setzt, wie zum Beispiel der gesperrte Zustand, der die Funktion des stufenlos variablen Getriebes außer Kraft setzt, in welchem kein stufenlos variabler Schaltbetrieb bewirkt wird, wahrend ein Drehzahlverhaltnis auf einem verknüpften Wert gesperrt ist.
In dem gesperrten Zustand wird der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) betriebsfähig als Getriebe mit einer einzigen Stufe oder mehreren Stufen mit einem Drehzahlverhaltnis einer Art oder Drehzahlverhältnissen von mehr als zwei Arten gehalten, so dass es in dem fixierten Schaltzustand (Nicht-Differenzialzustand) funktioniert, was den elektrisch gesteuerten stufenlos variablen Schaltbetrieb außer Kraft setzt, in dem der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als Getriebe mit der einzigen Stufe oder den mehreren Stufen betrieben wird, während das Drehzahlverhaltnis auf einem festgelegten Wert gehalten wird.
Der automatische Schaltabschnitt 20 weist eine Erstplanetengetriebeeinheit 26 der Einzelritzelbauart, eine zweite Planetengetriebeeinheit 28 der Einzelritzelbauart und eine dritte Planetengetriebeeinheit 30 der Einzelritzelbauart auf. Die erste Planetengetriebeeinheit 26 weist ein erstes Sonnenrad S1, erste Planetenräder P1, einen ersten Träger CA1, der die ersten Planetenräder P1 so stützt, dass diese um ihre Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehbar sind, und ein erstes Differenzialabschnittshohlrad R0 auf, das mit dem ersten Sonnenrad S1 über die ersten Planetenräder P1 kämmend eingreift, dass ein Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise ungefähr „0,562“ hat. Die zweite Planetengetriebeeinheit 28 weist ein zweites Sonnenrad S2, zweite Planetenräder P2, einen zweiten Träger CA2, der die zweiten Planetenrader P2 so stützt, dass diese um ihre Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehbar sind, und ein zweites Hohlrad R2 auf, das mit dem zweiten Sonnenrad S2 über die zweiten Planetenräder P2 kämmend eingreift, die beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr „0,425“ hat.
Die dritte Planetengetriebeeinheit 30 weist ein drittes Sonnenrad S3, dritte Planetenräder P3, einen dritten Träger CA4, der die dritten Planetenräder P3 so stützt, dass diese um ihre Achse und um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehbar sind, und das dritte Hohlrad R3 auf, das mit dem dritten Sonnenrad S3 über die dritten Planetenräder P3 kämmend eingreift, die ein Ubersetzungsverhaltnis ρ3 von ungefähr „0,421“ hat. Das erste Sonnenrad S1, das zweite Sonnenrad S2, das zweite Hohlrad R2, das dritte Sonnenrad S3 und das dritte Hohlrad R3 werden den Anzahlen von Zahnen zugeordnet, die durch ZS1, ZR1, ZS2, ZR2, ZS3 beziehungsweise ZR3 dargestellt werden, wobei die Übersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2 und ρ3 durch ZS1/ZR1, ZS2/ZR2 beziehungsweise ZS3/ZR3 dargestellt werden.
Bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 sind das erste Sonnenrad S1 und das zweite Sonnenrad S2 integral miteinander verbunden und werden selektiv mit dem Leistungsubertragungselement 18 durch eine zweite Kupplung C2 verbunden, während sie selektiv mit dem Gehause 12 durch eine erste Bremse B1 verbunden werden. Der erste Träger CA1 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine zweite Bremse B2 verbunden und das dritte Hohlrad R3 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 verbunden. Das erste Differenzialabschnittshohlrad R0, der zweite Träger CA2 und der dritte Träger CA3 sind integral miteinander verbunden und ebenso mit der Ausgangswelle 22 verbunden. Das zweite Hohlrad R2 und das dritte Sonnenrad S3 sind integral miteinander verbunden und werden selektiv mit dem Leistungsubertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden.
Somit werden der automatische Schaltabschnitt 20 und das Leistungsubertragungselement 18 selektiv miteinander durch die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 verbunden, die zum Bilden einer Schaltposition in dem automatischen Schaltabschnitt 20 verwendet werden. Anders gesagt funktionieren die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 kollektiv als Eingriffsvorrichtung zum Umschalten der Betriebsweisen des Leistungsübertragungselements 18 und des automatischen Schaltabschnitts 20. Eine derartige Eingriffsvorrichtung schaltet nämlich selektiv einen Leistungsubertragungspfad zwischen dem Differenzialabschnitt 11 (dem Ubertragungselement 18) und den Antriebsradern 38 in einem Leistungsubertragungszustand, der eine Leistungsubertragung durch den Leistungsubertragungspfad ermöglicht, und einem Leistungsunterbrechungszustand, der die Leistungsübertragung durch den Leistungsübertragungspfad unterbricht, um. Wenn nämlich zumindest eine der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerückt ist, wird der Leistungsübertragungspfad in den Leistungsubertragungszustand versetzt. Wenn dagegen sowohl die erste Kupplung C1 als auch die zweite Kupplung C2 ausgerückt ist, wird der Leistungsubertragungspfad in den Leistungsunterbrechungszustand versetzt.
Die Umschaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Umschaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 sind hydraulische Reibungskopplungsvorrichtungen, die bei einem gestuft variablen Fahrzeugautomatikgetriebe nach dem Stand der Technik verwendet werden. Ein Beispiel der Reibungskopplungsvorrichtung umfasst eine Mehrscheibennassbauart, die eine Vielzahl von übereinandergelegten Reibungsplatten aufweist, die gegeneinander mit einem hydraulischen Stellglied gepresst werden, oder eine Bandbremse, die aus einer Drehtrommel besteht, die eine äußere Umfangsflache hat, an der ein Band oder zwei Bander gewunden sind, sodass diese an einem Ende mit einem hydraulischen Stellglied festgezogen werden, um zu gestatten, dass damit verknüpfte Bauteile, zwischen denen die Drehtrommel liegt, selektiv miteinander verbunden werden.
Bei dem Schaltmechanismus 10 mit einem solchen Aufbau werden, wie in einer Eingriffsbetriebstabelle angegeben ist, die in 2 gezeigt ist, die Umschaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Umschaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 selektiv dem Betrieb eingerückt. Das bildet selektiv eine aus einer ersten Schaltposition (Schaltposition des ersten Gangs) bis zu einer fünften Schaltposition (Schaltposition des fünften Gangs) oder einer Rückwärtsantriebsschaltposition (Rückwartsschaltposition) und einer Neutralposition mit einem Drehzahlverhältnis (Eingangswellendrehzahl N_IN/Ausgangswellendrehzahl N_OUT) die mit einem nahezu gleichen Verhältnis für jede Schaltposition variiert.
Insbesondere besteht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Leistungsverteilungsmechanismus 16 aus der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0, von denen eine im Betrieb eingerückt wird. Dadurch wird es möglich, zu verursachen, dass der Differenzialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt wird, der den Betrieb als stufenlos variables Getriebe ermöglicht, während der fixierte Schaltzustand gebildet wird, der ermöglicht, dass das Getriebe arbeitet, während das Drehzahlverhaltnis auf einem festliegenden Wert aufrecht erhalten wird.
Wenn eine der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 im Betrieb eingerückt wird, wird demgemäß der Differenzialabschnitt 11 in den festliegenden Schaltzustand versetzt, um mit dem automatischen Schaltabschnitt 20 so zusammenzuwirken, dass gestattet wird, dass der Schaltmechanismus 10 als gestuft variables Getriebe arbeitet, das in den gestuft variablen Schaltzustand versetzt ist. Wenn sowohl die Umschaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 im Betrieb ausgeruckt sind, wird der Differenzialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt, um mit dem automatischen Schaltabschnitt 20 zusammenzuwirken, um zu gestatten, dass der Schaltmechanismus 10 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe arbeitet, das in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt ist.
Anders gesagt wird der Schaltmechanismus 10 zu dem gestuft variablen Schaltzustand beim Einrücken von einer der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 umgeschaltet und zu dem stufenlos variablen Schaltzustand, wenn sowohl die Umschaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 ausgerückt werden. Zusätzlich kann angenommen werden, dass der Differenzialabschnitt 11 das Getriebe ist, das ebenso in den gestuft variablen Schaltzustand und den stufenlos variablen Schaltzustand umgeschaltet werden kann.
Beispielsweise hat, wie in 2 gezeigt ist, in einem Umstand, das verursacht wird, dass der Schaltmechanismus 10 als gestuft variables Getriebe funktioniert, das Einrücken der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 die erste Schaltposition zur Folge, wobei das Drehzahlverhältnis γ1 einen maximalen Wert von beispielsweise ungefähr „3,357“ hat. Das Einrücken der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 hat die zweite Schaltposition mit dem Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise ungefähr „2,180“ zur Folge, das niedriger als das der ersten Schaltposition ist.
Das Einrücken der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 hat die dritte Schaltposition mit dem Drehzahlverhältnis y3 von beispielsweise ungefähr „1,424“ zur Folge, das niedriger als dasjenige der zweiten Schaltposition ist. Das Einrücken der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 hat die vierte Schaltposition mit dem Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise ungefähr „1,000“ zur Folge, das niedriger als dasjenige der dritten Schaltposition ist.
Wenn die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die Umschaltbremse B0 eingerückt sind, wird die fünfte Schaltposition mit dem Drehzahlverhaltnis γ5 von beispielsweise ungefähr „0,705“ gebildet, das kleiner als dasjenige der vierten Schaltposition ist. Wenn die zweite Kupplung C2 und die dritte Bremse B3 eingerückt sind, wird ferner die Rückwärtsschaltposition mit dem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise ungefähr „3,209“ gebildet, das auf einem Wert zwischen demjenigen der ersten und der zweiten Schaltpositionen liegt. Damit der neutrale Zustand „N-Zustand“ gebildet wird, werden beispielsweise alle Kupplungen und Bremsen C0, C1, C2, B0, B1, B2 und B3 ausgerückt.
Jedoch werden, damit der Schaltmechanismus 10 als das stufenlos variable Getriebe funktioniert, sowohl die Umschaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 ausgeruckt, wie in der Eingriffsbetriebstabelle angegeben ist, die in 2 gezeigt ist. Mit einem solchen Betrieb wird der Differenzialabschnitt 11 betriebsfähig gehalten, so dass dieser als das stufenlos variable Getriebe funktioniert, und wird der automatische Schaltabschnitt 20, der damit in Reihe verbunden ist, betriebsfähig gehalten, so dass dieser als gestuft variables Getriebe funktioniert. Das verursacht, dass die Drehzahl, die in den automatischen Schaltabschnitt 20 eingeleitet wird, insbesondere die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 stufenlos für jede der ersten Schaltposition, der zweiten Schaltposition, der dritten Schaltposition und der vierten Schaltposition variiert wird. Das gestattet, dass die verschiedenartigen Schaltpositionen mit einem unendlich variablen Schaltverhaltnis gebildet werden. Demgemäß kann ein Drehzahlverhältnis über die angrenzenden Schaltpositionen stufenlos variabel sein, wodurch es möglich wird, dass der Schaltmechanismus 10 im Ganzen ein unendlich variables Gesamtdrehzahlverhältnis (Gesamtdrehzahlverhältnis) γT erhält.
3 zeigt ein Liniendiagramm, das mit geraden Linien aufgetragen ist, die eine Korrelation zwischen den Drehzahlen der verschiedenartigen Drehelemente, die zum bilden der Kupplungseingriffszustände in unterschiedlichen Betriebsarten in Abhängigkeit von den Schaltpositionen des Schaltmechanismus 10 verfügbar sind, der aus dem Differenzialabschnitt 11, der als das stufenlos variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt dient, und dem automatischen Schaltabschnitt 20 besteht, der als der gestuft variable Schaltabschnitt oder der zweite Schaltabschnitt funktioniert. Das Liniendiagramm von 3 ist ein zweidimensionales Koordinatensystem, das horizontale Achsen, die die Korrelation zwischen den Übersetzungsverhältnissen p darstellen, die mit den Planetengetriebeeinheiten 24, 26, 28 und 30 gebildet werden, und die horizontale Achse hat, die die relativen Drehzahlen der Drehelemente darstellt. Die unterste Linie X1 der drei horizontalen Linien gibt die Drehzahl an, die auf einem Wert von „0“ liegt. Die obere horizontale Linie X2 gibt die Drehzahl an, die auf einem Wert von „1,0“ liegt, nämlich eine Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8, die mit der Eingriffswelle 14 verbunden ist. Die oberste horizontale Linie XG gibt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
Beginnend von links stellen drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3 entsprechend den drei Elementen, die den Differenzialabschnitt 11 entsprechend ausbilden, jeweilige relative Drehzahlen des Differenzialabschnittssonnenrads S0 entsprechend dem zweiten Drehelement (zweiten Element) RE2, des Differenzialabschnittstragers CA0 entsprechend einem ersten Drehelement (ersten Element) RE1 und des Differenzialabschnitts Hohlrad R0 entsprechend einem dritten Drehelement (dritten Element) RE3 da. Ein Abstand zwischen angrenzenden vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 wird gemäß dem Ubersetzungsverhaltnis ρ0 der Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 bestimmt.
Beginnend von links stellen fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 für den automatischen Schaltabschnitt 20 relative Drehzahlen des ersten und des zweiten Sonnenrads S1 und S2 dar, die einem vierten Drehelement (vierten Element) RE4 entsprechen und miteinander verbunden sind, des ersten Trägers, der einem fünften Drehelement (fünften Element) RE5 entspricht, des dritten Hohlrads R3, der einem sechsten Drehelement (sechsten Element) RE6 entspricht, des ersten Differenzialabschnittshohlrads R0 und des zweiten und dritten Trägers CA2 und CA3, die einem siebten Drehelement (siebten Element) RE7 entsprechen und miteinander verbunden sind, und des zweiten Hohlrads R2 und des dritten Sonnenrads S3, die einem achten Drehelement (achten Element) RE8 entsprechen und miteinander verbunden sind. Ein Abstand zwischen den angrenzenden vertikalen Linien Y4 bis Y8 wird auf der Grundlage der Übersetzungsverhältnisse ρ1, ρ2 und ρ3 der ersten bis dritten Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 bestimmt.
In einer Korrelation zwischen den vertikalen Linien in dem Liniendiagramm wird, wenn einem Intervall zwischen dem Sonnenrad und dem Träger ein Abstand entsprechend einem Wert von „1“ zugeordnet wird, einem Intervall zwischen dem Trager und dem Hohlrad ein Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis p der Planetengetriebeeinheit zugeordnet. Für den Differenzialabschnitt 11 wird nämlich einem Intervall zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 ein Abstand entsprechend einem Wert von „1“ zugeordnet und wird einem Intervall zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 ein Abstand entsprechend einem Wert von „ρ“ zugeordnet. Für jede der ersten bis dritten Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 des automatischen Schaltabschnitts 20 wird ferner einem Intervall zwischen dem Sonnenrad und dem Träger ein Abstand entsprechend einem Wert von „1“ zugeordnet und wird einem Intervall zwischen dem Träger und dem Hohlrad ein Abstand entsprechend dem Übersetzungsverhältnis p zugeordnet.
Mit dem Erklärung des Aufbaus unter Verwendung des Liniendiagramms, das in 3 gezeigt ist, nimmt der Schaltmechanismus 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Form einer Struktur an, die einen Leistungsverteilungsmechanismus 16 (stufenlos variablen Schaltabschnitt 11) aufweist. Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 hat die Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 das erste Drehelement RE1 (Differenzialabschnittsträger CA0), das mit der Eingangswelle 14, insbesondere der Kraftmaschine 8 verbunden ist, wahrend es selektiv mit dem zweiten Drehelement RE2 (Differenzialabschnittsonnenrad S0) durch die Umschaltkupplung C0 verbunden ist, das zweite Drehelement RE2, das mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden ist, während es selektiv mit dem Gehause 12 durch die Umschaltbremse B0 verbunden wird, und das dritte Drehelement RE3 (Differenzialabschnittshohlrad R0), das mit dem Leistungsübertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 verbunden ist. Somit wird die Drehung der Eingangswelle 14 auf den automatischen Schaltabschnitt (gestuft variablen Schaltabschnitt) 20 durch das Leistungsubertragungselement 18 übertragen (eingeleitet). Eine geneigte Gerade L0, die über einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 verlauft, stellt die Korrelation zuwischen den Drehzahlen des Differenzialabschnittsonnenrads S0 und des Differenzialabschnittshohlrads R0 dar.
Beispielsweise wird, wenn die Umschaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 ausgerückt werden, der Schaltmechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand (Differenzialzustand) umgeschaltet. In diesem Fall verursacht die Steuerung der Drehzahl des ersten Elektromotors M1, dass die Drehzahl des Differenzialabschnittsonnenrads S0, die durch den Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y1 dargestellt wird, sich erhöht oder sich verringert. Wenn in einem solchen Zustand die Drehzahl des Differenzialabschnittshohlrads R0, die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verknüpft ist, auf einem nahezu festliegenden Wert verbleibt, wird dann verursacht, dass die Drehzahl des Differenzialabschnittsträgers CA0, die durch den Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y2 dargestellt wird, sich erhöht oder verringert.
Wenn die Umschaltkupplung C0 eingerückt wird, um das Differenzialabschnittsonnenrad S0 und den Differenzialabschnittstrager CA0 miteinander zu koppeln, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Nicht-Differenzialzustand versetzt, in welchem verursacht wird, dass die drei Drehelemente sich integral als eine einheitliche Einheit drehen. Somit stimmt die Gerade L0 mit der quer verlaufenden Linie X2 uberein, so dass verursacht wird, dass das Leistungsubertragungselement 18 sich mit derselben Drehzahl wie die Kraftmaschinendrehzahl N_E dreht.
Dagegen wird, wenn die Umschaltbremse B0 eingeruckt wird, um die Drehung des Differenzialabschnittsonnenrads S0 anzuhalten, der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Nicht-Differenzialzustand versetzt, so dass dieser als der Drehzahlerhöhungsmechanismus funktioniert. Somit beschreibt die Gerade L0 einen Zustand, wie in 3 gezeigt ist, in welchem die Drehung des Differenzialabschnittshohlrads R0, insbesondere des Leistungsübertragungselements 18, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y3 dargestellt wird, in den automatischen Schaltabschnitt 20 mit einer Drehzahl eingeleitet wird, die höher als die Kraftmaschinendrehzahl N_E ist.
Bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden und wird selektiv mit dem Gehause 12 durch die erste Bremse B1 verbunden. Das fünfte Drehelement RE5 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 verbunden und das sechste Drehelement RE6 wird selektiv mit dem Gehause 12 durch die dritte Bremse B3 verbunden. Das siebte Drehelement RE7 ist mit der Ausgangswelle 22 verbunden und das achte Drehelement RE8 wird selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden.
Wie in 3 gezeigt ist, wird bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 bei dem Einrücken der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die erste Schaltposition durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten Geraden L1 und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 darstellt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist. Dabei verläuft die geneigte Gerade L1 über einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelements RE8 angibt, und der horizontalen Linie X2, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt, und der horizontalen Linie X1.
In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die zweite Schaltposition durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L2, die beim Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die dritte Schaltposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L3, die beim Einrücken der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die vierte Schaltposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L7, die beim Einrücken der ersten und der zweiten Kupplung C1 und C2 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist.
Für die erste Schaltposition bis vierte Schaltposition bleibt die Umschaltkupplung C0 eingeruckt. Daher wird eine Antriebskraft von dem Differenzialabschnitt 11, insbesondere dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 auf das achte Drehelement RE8 mit derselben Drehzahl wie derjenigen der Kraftmaschinendrehzahl N_E aufgebracht. Jedoch wird anstelle der Umschaltkupplung C0, wenn die Umschaltkupplung B0 eingerückt ist, dann die Antriebskraft von dem Differenzialabschnitt 11 auf das achte Drehelement RE8 mit einer hoheren Drehzahl als der Kraftmaschinendrehzahl N_E aufgebracht. Somit stellt ein Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5 und der vertikalen Linie Y7 die Drehzahl der Ausgangswelle 22 für die fünfte Schaltposition dar. Dabei wird die horizontale Linie L5 beim Einrücken der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Umschaltbremse B0 bestimmt und stellt die vertikale Linie Y7 die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 dar, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist.
4 zeigt beispielhaft verschiedenartige Eingangssignale, die auf eine elektronische Steuervorrichtung 40 aufgebracht werden, die als Steuervorrichtung zum Steuern des Schaltmechanismus 10 dient, der einen Teil der Hybridfahrzeugsleistungsübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, und verschiedenartige Ausgangssignale, die von der elektronischen Steuervorrichtung 40 abgegeben werden. Die elektronische Steuervorrichtung 40 weist einen sogenannten Mikrocomputer mit einer CPU, einen ROM, einem RAM und einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle auf. Wenn der Mikrocomputer betrieben wird, um eine Signalverarbeitung gemäß Programmen durchzuführen, die im Voraus in dem ROM gespeichert werden, während die zeitweilige Datenspeicherfunktion des ROM eingesetzt wird, werden Hybridantriebssteuerungen zum Steuern der Kraftmaschine 8 und des ersten und zweiten Elektromotors M1 und M2 vorgenommen, während Antriebssteuerungen, wie z.B. Schaltsteuerungen des automatischen Schaltabschnitts 20 ausgeführt werden.
Die elektronische Steuervorrichtung 40 wird mit verschiedenartigen Eingangssignalen von verschiedenartigen Sensoren und Schaltern beaufschlagt, die in 4 gezeigt sind. Diese Eingangssignale umfassen ein Signal, das eine Kraftmaschinenkühlwassertemperatur TEMPE angibt, ein Signal, das eine ausgewählte Schaltposition P_SH angibt, ein Signal, das eine Drehzahl N_M1 (im Folgenden als „erste Motordrehzahl N_M1 “ bezeichnet) des ersten Elektromotors M1 angibt, die durch einen Drehzahlsensor 44 (siehe 1), wie z.B. einen Geber erfasst wird, ein Signal, das eine Drehzahl N_M2 (im Folgenden als „zweite Motordrehzahl N_M2 “ bezeichnet) des zweiten Elektromotors M2 angibt, die durch einen Drehzahlsensor 44 (siehe 1) erfasst wird, ein Signal, das die Kraftmaschinendrehzahl N_E angibt, die die Drehzahl der Kraftmaschine 8 darstellt, ein Signal, das einen Einstellwert einer Ubersetzungsverhältnisreihe angibt, ein Signal, das einen „M-Modus“ (manueller Schaltantriebsmodus) anweist, ein Klimaanlagensignal, das den Betrieb einer Klimaanlage angibt, und ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend der Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22 angibt, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 (siehe 1) erfasst wird, usw..
Neben den Eingangssignalen, die vorstehend beschrieben sind, wird die elektronische Steuervorrichtung 40 ferner mit verschiedenartigen Eingangssignalen beaufschlagt. Diese Eingangssignale umfassen ein Arbeitsoltemperatursignal, das eine Arbeitsoltemperatur des automatischen Schaltabschnitts 20 angibt, ein Signal, das angibt, dass eine Handbremse betätigt ist, ein Signal, das angibt, dass eine Fußbremse betätigt wird, ein Katalysatortemperatursignal, das eine Katalysatortemperatur angibt, ein Beschleunigeröffnungssignal, das einen Auslenkungswert A_CC eines Beschleunigerpedals entsprechend einem Ausgangsleistungsanforderungswert, der von einem Fahrer angefordert wird, darstellt, ein Nockenwinkelsignal, ein Schneemoduseinstellsignal, das angibt, dass ein Schneemodus eingestellt ist, ein Beschleunigungssignal, das eine nach vorn und nach hinten wirkende Beschleunigung des Fahrzeugs angibt, ein Signal der automatischen Geschwindigkeitsregelung, das angibt, dass das Fahrzeug in einem Modus mit automatischer Geschwindigkeitsregelung fährt, ein Fahrzeuggewichtssignal, das ein Gewicht des Fahrzeugs angibt, ein Antriebsradgeschwindigkeitssignal, das eine Radgeschwindigkeit von jedem Antriebsrad angibt, ein Signal, das ein Luftkraftstoffverhältnis A/F der Kraftmaschine 8 angibt, und ein Signal, das eine Drosselventilöffnung θ_TH angibt, usw.. Der Drehzahlsensor 44 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 können zusätzlich zu der Drehzahl die Drehrichtung erfassen. Wenn der automatische Schaltabschnitt 20 in die neutrale Position versetzt wird, wahrend das Fahrzeug fährt, erfasst der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs.
Die elektronische Steuervorrichtung 40 erzeugt verschiedenartige Steuersignale, die auf eine Kraftmaschinenausgangsleistungssteuervorrichtung 43 (siehe 6) zum Steuern der Kraftmaschinenausgangsleistung aufzubringen sind. Diese Steuersignale umfassen beispielsweise ein Antriebssignal, das auf ein Drosselstellglied 97 zum Steuern eines Öffnungsgrads θ_TH eines Drosselventils 46 aufgebracht wird, das in einem Einlasskrümmer 95 der Kraftmaschine 8 angeordnet ist, ein Kraftstoffzufuhrmengensignal, das auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 zum Steuern der Menge des Kraftstoffs aufzubringen ist, die zu jedem Zylinder der Kraftmaschine 8 zuzuführen ist, ein Zündsignal, das auf eine Zündvorrichtung 99 zum Anweisen einer Zündzeitabstimmung der Kraftmaschine 8 aufzubringen ist, ein Ladedruckreguliersignal zum Einstellen eines Ladedruckniveaus, ein Antriebssignal einer elektrischen Klimaanlage zum Betatigen der elektrischen Klimaanlage und Anweisungssignale zum Anweisen der Betriebsweisen des ersten und des zweiten Elektromotors M1 und M2.
Neben den vorstehend beschriebenen Steuersignalen erzeugt die elektronische Steuervorrichtung 40 verschiedenartige Ausgangssignale. Diese Ausgangssignale umfassen ein Schaltpositionsanzeigesignal (Anzeigesignal der ausgewählten Betätigungsposition) zum Aktivieren eines Schaltindikators, ein Übersetzungsverhältnisanzeigesignal zum Bereitstellen einer Anzeige des Übersetzungsverhältnisses, ein Schneemodusanzeigesignal zum Bereitstellen einer Anzeige eines sich in Betrieb befindenden Schneemodus, ein ABS-Betätigungssignal zum Betätigen eines ABS-Stellglieds zum Verhindern des Schlupfs der Antriebsräder wahrend einer Bremswirkung, ein M-Modusanzeigesignal zum Anzeigen, dass der M-Modus ausgewählt ist, Ventilanweisungssignale zum Betätigen von elektromagnetischen Ventilen, die in einem hydraulisch betätigten Steuerschaltkreis 42 (siehe 6) eingebaut sind, um die hydraulischen Stellglieder der hydraulisch betätigten Reibungseingriffsvorrichtungen des Differenzialabschnitts 11 und des automatischen Schaltabschnitts 20 zu steuern, Antriebsanweisungssignale zum Betätigen einer hydraulischen Druckpumpe, die als Hydraulikdruckquelle des hydraulisch betätigten Steuerschaltkreises 42 dient, ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizung und Signale, die auf einen Computer für die automatische Geschwindigkeitsregelung aufzubringen sind, usw..
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Schaltbetätigungsvorrichtung 48 zeigt, die als Umschaltvorrichtung dient, die zum Auswahlen von einer der Schaltpositionen P_SH von mehreren Arten manuell betätigt wird. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 48 umfasst einen Schalthebel 49, der beispielsweise neben einem Fahrersitz montiert ist, der manuell betätigt wird, um eine der Schaltpositionen der mehreren Arten auszuwählen.
Der Schalthebel 49 hat eine Struktur, die so angeordnet ist, dass dieser selektiv in einem manuellen Betrieb geschaltet wird, um auf eine Parkposition „P“ (parken), in der der Schaltmechanismus 10, insbesondere der automatische Schaltabschnitt 20 in den neutralen Zustand versetzt ist, der den Leistungsubertragungspfad des Schaltmechanismus 10, insbesondere des automatischen Schaltabschnitts 20 unterbrochen ist, eine Rückwärtsantriebsfahrposition „R“ (Rückwärts), damit das Fahrzeug in einem Rückwartsantriebsmodus fährt, eine Neutralposition „N“ (neutral), damit der neutrale Zustand gebildet wird, in dem der Leistungsubertragungspfad des Schaltmechanismus 10 unterbrochen ist, eine Vorwärtsantriebsautomatikschaltposition „D“ (Antrieb), damit die automatische Schaltsteuerung innerhalb eines variierenden Bereichs des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT ausgeführt wird, der mit dem Schaltmechanismus 10 geschaltet werden kann, oder eine Vorwartsantriebsmanuellschaltposition „M“ (manuell), in der ein manueller Schaltfahrmodus (manueller Modus) einzurichten, in dem ein manueller Schaltfahrmodus (manueller Modus) gebildet wird, um einen sogenannten Schaltbereich einzurichten, der die Schaltpositionen in einem Bereich hoher Drehzahl während der Ausfuhrung der automatischen Schaltsteuerung begrenzt.
In Verbindung mit dem Schalthebel 49, der manuell auf jede der Schaltpositionen P_SH betätigt wird, wird beispielsweise der hydraulische Schaltkreis 42 elektrisch derart umgeschaltet, dass jede der Schaltpositionen, wie z.B. die Rückwartsantriebsposition „R“, die neutrale Position „N“ und die Vorwärtsantriebsposition „D“ gebildet wird, die in der Eingriffstabelle gezeigt ist, die in 2 gezeigt ist.
Aus den verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH , die die „P“-„N“-Positionen abdecken, stellen die „P“- und die „N“-Position die Nicht-Fahrpositionen dar, die ausgewählt werden, wenn keine Absicht vorliegt, das Fahrzeug zu fahren. Damit die „P“- und die „N“-Position ausgewählt wird, werden sowohl die erste als auch die zweite Kupplung C1 und C2 ausgerückt, wie beispielsweise in der Eingriffsbetriebstabelle von 2 gezeigt ist, und werden Nicht-Fahrpositionen ausgewählt, um den Leistungsübertragungspfad in den Leistungsabschaltzustand, insbesondere den unterbrochenen Zustand zu versetzen. Das verursacht, dass der Leistungsübertragungspfad des automatischen Schaltabschnitts 20 unterbrochen wird, wodurch der Antrieb des Fahrzeugs außer Kraft gesetzt wird.
Die „R“-„D“- und „N“-Positionen stellen die Fahrpositionen dar, die ausgewählt werden, wenn verursacht wird, dass das Fahrzeug fahrt. Diese Schaltpositionen stellen ebenso Antriebspositionen dar, die ausgewählt werden, wenn der Leistungsubertragungspfad zu dem Leistungsubertragungszustand umgeschaltet wird, in dem zumindest eine der ersten und der zweiten Kupplung C1 und C2 eingerückt wird, wie beispielsweise in der Eingriffsbetriebstabelle von 2 gezeigt ist. Wenn solche Schaltpositionen ausgewählt werden, wird der Leistungsubertragungspfad des automatischen Schaltabschnitts 20 verbunden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug angetrieben wird.
Genauer gesagt wird, wenn der Schalthebel 49 manuell von der „P“-Position oder der „N“-Position zu der „R“-Position betätigt wird, die zweite Kupplung C2 eingeruckt, so dass der Leistungsubertragungspfad des automatischen Schaltabschnitts 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsubertragungszustand umgeschaltet wird. Wenn der Schalthebel 49 manuell von der „N“-Position zu der „D“-Position betätigt wird, wird zumindest die erste Kupplung C1 eingerückt, was verursacht, dass der Leistungsübertragungspfad des automatischen Schaltabschnitts 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand umgeschaltet wird.
Wenn der Schalthebel 49 manuell von der „R“-Position zu der „P“-Position oder der „N“-Position betätigt wird, wird die zweite Kupplung C2 ausgerückt, was verursacht, dass der Leistungsübertragungspfad des automatischen Schaltabschnitts 20 von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umgeschaltet wird. Wenn der Schalthebel 49 manuell von der „D“-Position zu der „N“-Position betätigt wird, werden die erste und die zweite Kupplung C1 und C2 ausgerückt, was verursacht, dass der Leistungsübertragungspfad des automatischen Schaltabschnitts 20 von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umgeschaltet wird.
6 ist ein Funktionsblockdiagramm, das einen wesentlichen Teil einer Steuerfunktion darstellt, die mit der elektronischen Steuervorrichtung 40 durchzufuhren ist. In 6 funktioniert eine Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten als Schaltsteuereinrichtung für das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20. Beispielsweise unterscheidet die Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten, ob das Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 auszuführen ist, auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das angeforderte Ausgangsdrehmoment T_OUT für den automatischen Schaltabschnitt 20, in dem Bezugnahme auf die Beziehungen genommen wird (einschließlich des Schaltdiagramms und des Schaltkennfelds), die im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert werden, die mit durchgezogenen Linien und gepunkteten Linien aufgetragen sind, wie in 7 gezeigt ist.
Die Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten unterscheidet nämlich eine Schaltposition, die in dem automatischen Schaltabschnitt 20 zu schalten ist, um dadurch zu verursachen, dass der automatische Schaltabschnitt 20 das Schalten ausführt, um die unterschiedene bzw. festgelegte Schaltposition zu erhalten. Wenn das stattfindet, gibt die Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten eine Anweisung (eine Schaltausgangsanweisung) an den hydraulischen Steuerschaltkreis 42 zum Einrücken und/Ausrücken der hydraulisch betätigten Reibungseingriffsvorrichtungen außer der Umschaltkupplung C0 und der Umschalbremse B0 ab, um eine gewünschte Schaltposition beispielsweise gemäß der Eingriffstabelle zu erzielen, die in 2 gezeigt ist.
Eine Hybridsteuereinrichtung 52 betreibt die Kraftmaschine 8 einer Betriebsregion mit hohem Wirkungsgrad in dem unendlich variablen Schaltzustand des Schaltmechanismus 10, insbesondere dem Differenzialzustand des Differenzialabschnitts 11. Dabei verursacht die Hybridsteuereinrichtung 52, dass die Kraftmaschine 8 und der zweite Elektromotor M2 Antriebskräfte mit variierenden Verteilungsraten zufuhren, während verursacht wird, dass der erste Elektromotor M1 elektrische Leistung mit einer variierenden Rate erzeugt, damit eine Reaktionskraft mit einem optimalen Wert erzeugt wird, um dadurch das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 zu steuern, der in dem elektrisch gesteuerten stufenlos variablen Getriebe angeordnet ist.
Beispielsweise berechnet während des Fahrens des Fahrzeugs bei einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit die Hybridsteuereinrichtung 52 eine Sollausgangsleistung (angeforderte Ausgangsleistung) des Fahrzeugs durch Bezugnahme auf den Auslenkungswert Acc des Beschleunigerpedals und die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die kollektiv den Ausgangsleistungsanforderungswert darstellen, der von dem Fahrer beabsichtigt wird. Dann berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 die angeforderte Gesamtsollausgangsleistung auf der Grundlage der Sollausgangsleistung und eines Ladeanforderungswerts des Fahrzeugs. Zum Erhalten der Gesamtsollausgangsleistung berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 eine Sollkraftmaschinenausgangsleistung unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlusts, von Lasten an Hilfseinheiten und eines Unterstützungsdrehmoments des zweiten Elektromotors M2 usw.. Dann steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 die Kraftmaschine 8, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E und das Kraftmaschinendrehmoment T_E zur Verfügung zu stellen, so dass die Sollkraftmaschinenausgangsleistung erhalten wird, während der erste Elektromotor M1 gesteuert wird, um elektrische Leistung bei einer geeigneten Leistungsrate zu erzeugen.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 führt eine Hybridsteuerung unter Berücksichtigung der Schaltposition des automatischen Schaltabschnitts 20 aus, um die Leistungsfähigkeit und den verbesserten Kraftstoffverbrauch zu erhalten. Wahrend einer solchen Hybridsteuerung wird der Differenzialabschnitt 11 so betrieben, dass dieser als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe dient, nämlich mit dem Zweck, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E , die bestimmt wird, damit die Kraftmaschine 8 mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet, mit der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 8 übereinstimmt, die auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der gewählten Schaltposition des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmt wird.
Dafür speichert die Hybridsteuereinrichtung 52 im Voraus eine Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch (einschließlich eines Kraftstoffwirtschaftlichkeitskennfelds und relevanter Beziehungen) der Kraftmaschine 8, die im Voraus auf der Basis von Experimenten bestimmt wird, so dass während des Fahrens des Fahrzeugs in dem stufenlos variablen Schaltzustand das Fahrzeug eine Fahrleistung und eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit in Ubereinstimmung mit einem zweidimensionalen Koordinatensystem mit Parametern hat, die beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl N_E und das Ausgangsdrehmoment (Kraftmaschinendrehmoment) T_E der Kraftmaschine 8 umfasst.
Zum Verursachen, dass die Kraftmaschine 8 auf einer solchen Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch arbeitet, wird ein Sollwert des Gesamtdrehzahlverhaltnisses γT des Schaltmechanismus 10 so bestimmt, dass das Kraftmaschinendrehmoment T_E und die Kraftmaschinendrehzahl N_E erhalten werden, damit die angeforderte Kraftmaschinenausgangsleistung erzeugt wird, um beispielsweise die Sollausgangsleistung (Gesamtsollausgangsleistung und angeforderte Antriebskraft) gedeckt wird. Zum Erzielen eines solchen Sollwerts steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11, wahrend das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb eines variablen Schaltbereichs auf einen Wert beispielsweise im Bereich von 13 bis 0,5 steuert.
Während einer solchen Hybridsteuerung gestattet die Hybridsteuereinrichtung 52, dass elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, zu einer Batterie 60 und dem zweiten Elektromotor M2 durch einen Wandler 58 zugefuhrt wird. Das gestattet, dass ein Hauptanteil der Antriebskraft, die von der Kraftmaschine 8 zugeführt wird, mechanisch auf das Leistungsübertragungselement 18 ubertragen wird und der Rest der Antriebskraft der Kraftmaschine zu dem ersten Elektromotor M1 zugeführt wird, so dass dieser dadurch zur Umwandlung in elektrische Energie aufgenommen wird. Die sich ergebende elektrische Energie wird durch den Wandler 58 zu dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt, der wiederum angetrieben wird, um eine Antriebskraft zur Zuführung zu dem Leistungsübertragungselement 18 zur Verfügung zu stellen. Ausstattungen, die mit dem Betrieb der Erzeugung der elektrischen Energie und dem Betrieb verknüpft sind, der verursacht, dass der zweite Elektromotor M2 die elektrische Energie verbraucht, bilden einen elektrischen Pfad, in welchem ein Teil der Antriebskraft, die von der Kraftmaschine 8 zugeführt wird, in elektrische Energie umgewandelt wird, die wiederum in mechanische Energie umgewandelt wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 umfasst funktionell eine Kraftmaschinenausgangsleistungssteuereinrichtung zum Ausfuhren einer Ausgangsleistungssteuerung der Kraftmaschine 8, um die angeforderte Kraftmaschinenausgangsleistung zur Verfügung zu stellen. Die Kraftmaschinenausgangsleistungssteuereinrichtung gestattet, dass das Drosselstellglied 97 eine Drosselsteuerung durchfuhrt, um das elektronische Drosselventil 96 steuerbar zu offnen und zu schließen. Zusatzlich gibt die Kraftmaschinenausgangsleistungssteuereinrichtung Ausgangsleistungsanweisungen and die Kraftmaschinenausgangsleistungssteuervorrichtung 43 ab, um zu verursachen, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 die Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung steuert, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durchzuführen, während gestattet wird, dass die Zündvorrichtung 99, wie z.B. eine Zündeinrichtung oder Ahnliches, eine Zündzeitabstimmung für eine Zündzeitabstimmungssteuerung steuert. Diese Anweisungen werden in einem einzigen Modus oder in einem kombinierten Modus abgegeben. Beispielsweise treibt die Hybridsteuereinrichtung 52 das Drosselstellglied 97 als Reaktion auf ein Beschleunigeröffnungssignal Acc durch grundsätzliches Bezugnehmen auf die nicht gezeigte im Voraus gespeicherte Beziehung die Drosselsteuerung auszuführen, so dass die Drosselventilöffnung γ_TH umso größer wird, je größer die Beschleunigeröffnung Acc wird.
Eine durchgezogene Linie A, die in 7 gezeigt ist, stellt eine Grenzlinie zwischen einer Kraftmaschinenantriebsregion und einer Motorantriebsregion dar, damit die Kraftmaschine 8 und ein Elektromotor, insbesondere beispielsweise der zweite Elektromotor M2 selektiv als Antriebskraftquelle umgeschaltet werden, damit das Fahrzeug einen Start/ein Fahren (im Folgenden als „Fahren“ bezeichnet) durchführt. Anders gesagt wird die Grenzlinie zum Umschalten eines sogenannten Kraftmaschinenantriebsmodus, in dem verursacht wird, dass die Kraftmaschine 8 als Fahrantriebskraftquelle zum Starten/Fahren (im Folgenden als „Fahren“ bezeichnet) des Fahrzeugs wirkt, und eines sogenannten Motorantriebsmodus verwendet, in dem verursacht wird, dass der zweite Elektromotor M2 als Antriebskraftquelle zum Fahren des Fahrzeugs wirkt.
Die im Voraus gespeicherte Beziehung, die die Grenzlinie (als durchgezogene Linie A) hat, die in 7 gezeigt ist, damit die Kraftmaschinenantriebsregion und die Motorantriebsregion umgeschaltet wird, stellt ein Beispiel eines Antriebskraftquellenumschaltdiagramms (Antriebskraftquellenkennfeld) dar, das in einem zweidimensionalen Koordinatensystem ausgebildet ist, das Parameter, wie z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment T_OUT aufweist, die einen Antriebskraftkorrelationswert darstellen. Eine Speichereinrichtung 56 speichert im Voraus ein solches Antriebskraftquellenumschaltdiagramm gemeinsam mit dem Schaltdiagramm (Schaltkennfeld), das beispielsweise durch die durchgezogene Linie und die gepunktete Linie in 7 angegeben ist.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt, welche der Motorantriebsregion und der Kraftmaschinenantriebsregion auszuwählen ist, nämlich auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die angeforderte Drehmomentabgabe T_OUT dargestellt wird, beispielsweise durch Bezugnahme auf das in 7 gezeigte Antriebskraftquellenumschaltdiagramm, um dadurch den Motorantriebsmodus oder den Kraftmaschinenantriebsmodus auszuführen. Somit führt die Hybridsteuereinrichtung 52 den Motorantriebsmodus bei einem relativ niedrigen Ausgangsdrehmoment T_OUT , insbesondere einem niedrigen Kraftmaschinendrehmoment T_E aus, bei dem ein Kraftmaschinenwirkungsgrad im Allgemeinen als niedriger betrachtet wird als derjenige, der mit einem hohen Drehmoment, oder einem Bereich mit relativ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, insbesondere in einer Niedriglastregion, wie aus 7 ersichtlich ist.
Während eines solchen Motorantriebsmodus betreibt die Hybridsteuereinrichtung 52 den Differenzialabschnitt 11, so dass dieser eine elektrische CVT-Funktion (Differenzialfunktion) durchführt, um die erste Motordrehzahl N_M1 auf einer negativen Drehzahl, insbesondere einer Leerlaufdrehzahl zu steuern, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf null oder nahezu null zu halten, um dadurch einen Schleppwiderstand der Kraftmaschine 8 zu minimieren, die in einem angehaltenen Zustand gehalten wird, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 weist eine Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66 auf, die einen Betriebszustand der Kraftmaschine 8 zwischen einem Antriebszustand und einem Stoppzustand umschaltet, um den Kraftmaschinenantriebsmodus oder den Motorantriebsmodus auszuwählen. Der hier verwendete Ausdruck „Umschalten“ bezieht sich auf einen Betrieb, bei dem die Kraftmaschine 8 im Betrieb gestartet oder gestoppt wird. Wenn die Hybridsteuereinrichtung 52 den Betrieb auf der Grundlage des Fahrzeugzustands durch Bezugnahme auf beispielsweise das in 7 gezeigte Antriebskraftquellenumschaldiagramm ausführt, um zu bestimmen, dass der Motorantriebsmodus und der Kraftmaschinenantriebsmodus umgeschaltet werden sollen, führt die Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66 den Betrieb zum Starten oder zum Stoppen der Kraftmaschine 8 aus.
Wenn das Beschleunigerpedal im Betrieb niedergedrückt wird, um eine Erhöhung des angeforderten Kraftmaschinenausgangsdrehmoments T_OUT zu verursachen, verändert sich der Fahrzeugzustand von der Motorantriebsregion zu der Kraftmaschinenantriebsregion, wie durch einen Übergang an den Punkten „a"→„b" an einer durchgezogenen Linie B in 7 gezeigt ist. Wenn das stattfindet, schaltet die Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66 den ersten Elektromotor M1 ein, um die erste Motordrehzahl N_M1 anzuheben. Der erste Elektromotor M1 wird nämlich betrieben, so dass dieser als Starter funktioniert. Das gestattet, dass die Kraftmaschine 8 mit einer Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl N_E gestartet wird. Wahrend eines solchen Betriebs verursacht die Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66, dass die Zündvorrichtung 99 eine Zündung bei einer vorgegebenen Kraftmaschinendrehzahl N_E ', beispielsweise bei einer Kraftmaschinendrehzahl N_E einleitet, die eine Selbstdrehung ermöglicht, woraufhin die Hybridsteuereinrichtung 52 im Motorantriebsmodus zu dem Kraftmaschinenantriebsmodus umschaltet.
Wahrend eines solchen Betriebs kann die Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66 verursachen, dass die erste Motordrehzahl N_M1 unmittelbar ansteigt, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf die vorgegebene Kraftmaschinendrehzahl N_E ' zu erhöhen. Das kann unmittelbar das Auftreten einer Resonanzregion von einer Kraftmaschinendrehzahlregion vermeiden, die unterhalb einer Leerlaufdrehzahl N_EIDLE bleibt, was gut bekannt ist, um dadurch die Möglichkeit zu unterdrücken, dass die Kraftmaschine 8 bei ihrem Start vibriert.
Wenn das Beschleunigerpedal mit einer Verringerung des angeforderten Kraftmaschinenausgangsdrehmoments T_OUT losgelassen wird, verändert sich der Fahrzeugzustand von der Kraftmaschinenantriebsregion zu der Motorantriebsregion, wie durch einen weiteren Ubergang an den Punkten „b‟→„a‟ auf der durchgezogenen Linie B in 7 gezeigt ist. Wenn das stattfindet, verursacht die Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 die Zufuhr des Kraftstoffs zu der Kraftmaschine 8 unterbricht. Der Kraftstoffabschaltbetrieb wird nämlich zum Anhalten der Kraftmaschine 8 ausgeführt. Auf diesem Weg schaltet die Hybridsteuereinrichtung 52 den Kraftmaschinenantriebsmodus zu dem Motorantriebsmodus um. Während eines solchen Betriebs kann die Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66 den Betrieb zum unmittelbaren Verringern der ersten Motordrehzahl N_M1 ausführen, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E unmittelbar auf ein Niveau von 0 oder nahezu 0 abzusenken. Das vermeidet unmittelbar, dass die Kraftmaschine 8 in die Resonanzregion eintritt, um dadurch die Möglichkeit zu unterdrücken, dass die Kraftmaschine 8 bei ihrem Start vibriert.
Als Alternative kann die Kraftmaschinen-Start-Stopp-Steuereinrichtung 66 den Betrieb zum Anhalten der Kraftmaschine 8 beim Ausfuhren eines Betriebs zum Absenken der ersten Motordrehzahl N_M1 ausführen, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E in einem Stadium zu verringern, bevor der Kraftstoffabschaltbetrieb ausgeführt wird, um den Kraftstoffabschaltbetrieb bei der vorgegebenen Kraftmaschinendrehzahl M_E' zu bewirken.
Ferner kann auch in der Kraftmaschinenantriebsregion die Hybridsteuereinrichtung 52 den Betrieb ausführen, um zu gestatten, dass dem zweiten Elektromotor M2 elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, und/oder elektrische Energie, die von der Batterie 60 zugeführt wird, über den elektrischen Pfad zugefuhrt wird, der vorstehend genannt ist. Das verursacht, dass der zweite Elektromotor M2 zum Durchführen eines Drehmomentunterstützungsbetriebs angetrieben wird, um die Antriebskraft der Kraftmaschine 8 zu unterstutzen. Somit kann für das dargestellte Ausführungsbeispiel der Ausdruck „Kraftmaschinenantriebsmodus“ sich auf einen Betrieb beziehen, der den Kraftmaschinenantriebsmodus und den Motorantriebsmodus in Kombination abdeckt.
Ferner kann die Hybridsteuereinrichtung 52 verursachen, dass der Differenzialabschnitt 11 die elektrische CVT-Funktion durchführt, durch die die Kraftmaschine 8 in dem Betriebszustand ungeachtet der Tatsache gehalten werden kann, ob das Fahrzeug in dem angehaltenen Zustand oder einem Zustand mit niedriger Geschwindigkeit verbleibt. Wenn beispielsweise ein Abfall im Ladezustand SOC der Batterie 60 während des Anhaltens des Fahrzeugs auftritt, wobei ein Bedarf auftritt, dass der erste Elektromotor M1 elektrische Leistung erzeugt, treibt die Antriebskraft der Kraftmaschine 8 den ersten Elektromotor M1 an, so dass dieser elektrische Leistung mit einer Erhöhung der Drehzahl des ersten Elektromotors M1 erzeugt. Auch wenn somit die zweite Motordrehzahl N_M2 , die einzig mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, aufgrund des angehaltenen Zustands des Fahrzeugs 0 (nahezu 0) ist, fuhrt der Leistungsverteilungsmechanismus 16 die Differenzialfunktion durch, was verursacht, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem Niveau jenseits einer Selbstlaufdrehzahl gehalten wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 fuhrt den Betrieb aus, um zu verursachen, dass der Differenzialabschnitt 11 die elektrische CVT-Funktion durchfuhrt, um die erste Motordrehzahl N_M1 und die zweite Motordrehzahl N_M2 zu steuern, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einem frei wahlbaren Niveau ungeachtet der Tatsache zu halten, dass das Fahrzeug angehalten ist oder fährt. Wie aus dem in 3 gezeigten Liniendiagram beispielsweise ersichtlich ist, führt dann, wenn die Kraftmaschinendrehzahl N_E ansteigt, die Hybridsteuereinrichtung 52 den Betrieb zum Aufrechterhalten der zweiten Motordrehzahl N_M2 , die mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V verknüpft ist, auf einem nahezu festliegenden Niveau aus, während die erste Motordrehzahl N_M1 ansteigt.
Beim Versetzen des Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand bestimmt eine Bestimmungseinrichtung 62 der Drehzahl erhöhenden Schaltposition, welche der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 einzurücken ist. Daher führt die Bestimmungseinrichtung 62 der Drehzahl erhöhenden Schaltposition den Betrieb beispielsweise auf der Grundlage des Fahrzeugzustands gemäß dem in 7 gezeigten Schaltdiagram aus, das im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert wird, um zu bestimmen, ob eine Schaltposition, die in dem Schaltmechanismus 10 zu schalten ist, eine Drehzahl erhöhende Schaltposition, beispielsweise eine fünfte Schaltposition ist.
Die Umschaltsteuereinrichtung 50 schaltet die Einruck- und Ausrückzustände der Differenzialzustandsumschalteinrichtung (Umschaltkupplung C0 und Umschaltbremse B0) auf der Grundlage des Fahrzeugzustands um, um dadurch selektiv eine Umschaltung zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand und dem gestuft variablen Schaltzustand, insbesondere zwischen dem Differenzialzustand und dem gesperrten Zustand auszufuhren. Beispielsweise fuhrt die Umschaltsteuereinrichtung 50 den Betrieb auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein angefordertes Ausgangsdrehmoment T_OUT dargestellt wird, durch Bezugnahme auf die Beziehung (Schaltdiagram und Schaltkennfeld) aus, die im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert werden, wie mit der gestrichelten Linie und der 2-Punkt-Linie in der 7 gezeigt sind, um dadurch zu bestimmen, ob der Schaltzustand des Schaltmechanismus 10 (des Differenzialabschnitts 11) umzuschalten ist. Der Betrieb wird nämlich ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine stufenlos variable Schaltsteuerregion vorhanden ist, damit der Schaltmechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt wird, oder eine gestuft variable Steuerregion vorhanden ist, damit der Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand versetzt wird. Das gestattet, dass der Betrieb ausgeführt wird, um zu bestimmen, dass der Schaltzustand in den Schaltmechanismus 10 umzuschalten ist, um dadurch den Betrieb zum selektiven Umschalten des Schaltzustands zu einem des stufenlos variablen Schaltzustands und des gestuft variablen Schaltzustands auszuführen.
Wenn genauer gesagt die Bestimmung vorgenommen wird, dass der Schaltmechanismus 10 sich in der gestuft variablen Steuerregion befindet, gibt dann die Umschaltsteuereinrichtung 50 ein Signal an die Hybridsteuereinrichtung 52 ab, um die Hybridsteuerung oder die stufenlos variable Schaltsteuerung außer Kraft zu setzen oder zu unterbrechen, wahrend gestattet wird, dass die Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten das Schalten für den gestuft variablen Schaltbetrieb durchführt, der im Voraus bestimmt wurde. Wenn das stattfindet, gestattet die Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten, dass der automatische Schaltabschnitt 20 das automatische Schalten gemäß dem Schaltdiagramm durchfuhrt, das in 7 gezeigt ist und im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert wird.
Beispielsweise stellt die Eingriffsbetriebstabelle, die in 2 gezeigt ist und im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert ist, die Betriebsweisen der hydraulisch betätigten Reibungseingriffsvorrichtung in Kombination dar, nämlich der Kupplungen C0, C1 und C2 und der Bremsen B0, B1, B2 und B3, die in einem solchen Schaltbetrieb auszuwählen sind. Die Gesamtheit des Schaltmechanismus 10, insbesondere der Differenzialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 funktioniert nämlich als ein sogenanntes gestuft variables Automatikgetriebe, um dadurch die Schaltpositionen gemäß der in 2 gezeigten Eingriffsbetriebstabelle zu bilden.
Wenn beispielsweise die Bestimmungseinrichtung 62 der Drehzahl erhöhenden Schaltposition bestimmt, dass die fünfte Schaltposition auszuwählen ist, kann der Schaltmechanismus 10 im Ganzen eine sogenannte Overdrive-Schaltposition an einer Drehzahl erhöhenden Schaltposition mit einem Drehzahlverhaltnis von weniger als „1,0“ im Ganzen behalten. Daher gibt die Umschaltsteuereinrichtung 50 eine Anweisung an den hydraulischen Steuerschaltkreis 42 zum Ausrücken der Umschaltkupplung C0 und zum Einrücken der Umschaltbremse B0 ab, um zu gestatten, dass der Differenzialabschnitt 11 als Hilfsleistungsgetriebe mit einem festgelegten Drehzahlverhaltnis γ0, insbesondere beispielsweise dem Drehzahlverhaltnis γ0 = „0,7“ funktioniert.
Wenn die Bestimmungseinrichtung 62 der Drehzahl erhöhenden Schaltposition bestimmt, dass keine fünfte Gangposition auszuwählen ist, kann der Schaltmechanismus 10 im Ganzen eine Drehzahl verringernde Schaltposition mit einem Drehzahlverhaltnis von „1,0“ oder mehr erhalten. Daher gibt die Umschaltsteuereinrichtung 50 eine weitere Anweisung an den hydraulischen Steuerschaltkreis 42 zum Einrücken der Umschaltkupplung C0 und zum Ausrucken der Umschaltbremse B0 ab, um zu gestatten, dass der Differenzialabschnitt 11 als Hilfsleistungsgetriebe mit dem festgelegten Drehzahlverhältnis γ0, insbesondere beispielsweise dem Drehzahlverhaltnis γ0 „1“ funktioniert.
Somit verursacht die Umschaltsteuereinrichtung 50, dass der Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand umgeschaltet wird, in dem der Betrieb zum selektiven Umschalten der Schaltpositionen von zwei Arten zu einer Schaltposition ausgeführt wird. Wenn der Differenzialabschnitt 11 betrieben wird, so dass dieser als das Hilfsleistungsgetriebe funktioniert, während der automatische Schaltabschnitt 20, der in Reihe mit dem Differenzialabschnitt 11 verbunden ist, betrieben wird, so dass dieser als gestuft variables Getriebe funktioniert, wird der Schaltmechanismus 10 im Ganzen so betrieben, dass dieser als sogenanntes gestuft variables Automatikgetriebe funktioniert.
Wenn dagegen die Umschaltsteuereinrichtung 50 bestimmt, dass der Schaltmechanismus 10 in der stufenlos variablen Schaltsteuerregion bleibt, so dass er in den stufenlos variablen Schaltzustand umgeschaltet wird, kann der Schaltmechanismus 10 im Ganzen den stufenlos variablen Schaltzustand erhalten. Daher gibt die Umschaltsteuereinrichtung 50 eine Anweisung an den hydraulischen Steuerschaltkreis 42 zum Ausrücken von sowohl der Umschaltkupplung C0 als auch der Umschaltbremse B0 ab, um den Differenzialabschnitt 11 in den Stufen des variablen Schaltzustand zu versetzten, um zu ermöglichen, dass ein unendlich variabler Schaltbetrieb ausgeführt wird. Gleichzeitig gibt die Umschaltsteuereinrichtung 50 ein Signal an die Hybridsteuereinrichtung 52 ab, um zu gestatten, dass die Hybridsteuerung ausgeführt wird, während ein vorgegebenes Signal an die Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten abgegeben wird. Der hier verwendete Ausdruck „vorgegebenes Signal“ bezieht sich auf ein Signal, durch das der Schaltmechanismus 10 auf eine Schaltposition auf eine Schaltposition für einen vorbestimmten stufenlos variablen Schaltzustand festgelegt wird, oder ein Signal zum gestatten, dass der automatische Schaltabschnitt 20 das automatische Schalten beispielsweise gemäß dem in 7 gezeigten Schaltdiagramm durchführt, das im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert wird.
In diesem Fall fuhrt die Steuereinrichtung 54 für gestuft variables Schalten das automatische Schalten beim Ausführen des Betriebs außer der Betriebe zum Einrücken der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 in der in 2 gezeigten Eingriffsbetriebstabelle durch. Das verursacht, dass die Umschaltsteuereinrichtung 50 den Differenzialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Schaltzustand umschaltet, so dass dieser als stufenlos variables Getriebe funktioniert, während der automatische Schaltabschnitt 20, der in Reihe mit dem Differenzialabschnitt 11 verbunden ist, so betrieben wird, dass dieser als das gestuft variable Getriebe funktioniert. Das gestattet, dass eine Antriebskraft mit einer geeigneten Große erhalten wird. Gleichzeitig wird die Drehzahl, die in den automatischen Schaltabschnitt 20 eingeleitet wird, insbesondere die Drehzahl des Leistungsubertragungselements 18 stufenlos für jede Schaltposition des ersten Gangs, des zweiten Gangs, des dritten Gangs und des vierten Gangs des automatischen Schaltabschnitts 20 verändert, was ermöglicht, dass die entsprechenden Schaltpositionen in unendlich variablen Drehzahlverhältnisbereichen erhalten werden. Da demgemäß das Drehzahlverhältnis über die benachbarten Schaltpositionen stufenlos variabel ist, kann der Schaltmechanismus 10 im Ganzen das Gesamtdrehzahlverhaltnis γT in einem unendlich variablen Modus erhalten.
Nun wird 7 im Detail beschrieben. 7 ist eine Ansicht, die die Beziehungen (ein Schaltdiagramm oder ein Schaltkennfeld), die im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert werden, zeigt, auf deren Grundlage das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmt wird, und die ein Beispiel des Schaltdiagramms darstellen, das in einem zweidimensionalen Koordinatensystem aufgetragen ist, wobei die Parameter die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das angeforderte Ausgangsdrehmoment T_OUT umfassen, die den Antriebeskraftkorrelationswert angeben. In 7 stellen die durchgezogenen Linien Hochschaltlinien dar und stellen die gepunkteten Linien Herunterschaltlinien dar.
In 7 stellen die gestrichelten Linien eine Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und ein Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 dar, damit die Umschaltsteuereinrichtung 50 die gestuft variable Steuerregion und die stufenlos variable Steuerregion bestimmt. Die gestrichelten Linien stellen nämlich eine Bestimmungslinie hoher Fahrzeuggeschwindigkeit dar, die eine Reihe aus einer Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 darstellt, die eine vorbestimmte Antriebsbestimmungslinie mit hoher Drehzahl zum Bestimmen eines Fahrzustands eines Hybridfahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit darstellt, und eine Antriebsbestimmungslinie mit hoher Ausgangsleistung, die eine Reihe aus dem Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 ausbildet, die eine vorbestimmte Antriebsbestimmungslinie mit hoher Ausgangsleistung zum Bestimmen des Antriebskraftkorrelationswerts darstellt, der sich auf die Antriebskraft des Hybridfahrzeugs bezieht. Der hier verwendete Ausdruck „Antriebskraftkorrelationswert“ bezieht sich auf das Bestimmungsausgangsdrehmoment Tl, dass zum Bestimmen des Antriebs mit hoher Ausgangsleistung für den automatischen Schaltabschnitt 20 im Voraus eingestellt ist, um ein Ausgangsdrehmoment bei einer hohen Ausgangsleistung zur Verfügung zu stellen.
Eine Hysterese ist zum Bestimmen der gestuft variablen Steuerregion und der stufenlos variablen Steuerregion vorgesehen, die durch eine Zweitpunktlinie in 7 gegenüber der gestrichelten Linie angegeben ist. 7 stellt nämlich ein Schaltdiagramm (Umschaltkennfeld und Beziehung) dar, das im Voraus bezuglich den Parametern einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit V gespeichert wird, einschließlich der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und des Bestimmungsausgangsdrehmoments T1 und des Ausgangsdrehmoments T_OUT , auf dessen Grundlage die Umschaltsteuereinrichtung 50 die Bestimmung einer Region hinsichtlich der Tatsache ausführt, zu welcher der gestuft variablen Steuerregion und der stufenlos variablen Steuerregion der Schaltmechanismus 10 gehört.
Die Steuereinrichtung 56 kann im Voraus das Schaltkennfeld einschließlich eines solchen Schaltdiagramms speichern. Darüber hinaus kann das Schaltdiagramm von derjenigen Art sein, die zumindest einen Parameter der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und des Bestimmungsausgangsdrehmoments T1 aufweist und kann ein im Voraus gespeichertes Schaltdiagramm mit einem Parameter aufweisen, der die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment T_OUT aufnimmt.
Das Schaltdiagramm, das Umschaltdiagramm oder das Antriebskraftquellenumschaltdiagramm oder ahnliches müssen nicht in dem Kennfeld gespeichert werden, sondern in einer vorbestimmten Formel, um einen Vergleich zwischen einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und einer weiteren Bestimmungsformel oder ähnlichem zum Vornehmen eines Vergleichs zwischen dem Ausgangsdrehmoment T_OUT und dem Bestimmungsausgangsdrehmoment T1. In diesem Fall versetzt die Umschaltsteuereinrichtung 50 den Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand, wenn der Fahrzeugzustand, wie zum Beispiel eine Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit, die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 übersteigt. Zusätzlich wälzt die Umschaltsteuereinrichtung 50 den Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand, wenn der Fahrzeugzustand, wie zum Beispiel das Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Schaltabschnitts 20, das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 übersteigt.
Wenn eine Fehlfunktion oder eine Funktionsverschlechterung in der elektrischen Steuerausstattung, wie zum Beispiel eines Elektromotors oder ähnlichem auftritt, die zum Betreiben des Differenzialabschnitts 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe verwendet wird, kann die Umschaltsteuereinrichtung 50 so konfiguriert sein, dass diese den Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand mit Vorrang zum Zweck der Sicherstellung der Fahrt des Fahrzeugs versetzt, auch wenn der Schaltmechanismus 10 in der Stufenlos variablen Steuerregion verbleibt. Der hier verwendete Ausdruck „Fehlfunktion oder Funktionsverschlechterung der elektrischen Steuerausstattung“ bezieht sich auf einen Fahrzeugzustand, bei dem eine Funktionsverschlechterung bei der Ausstattung auftritt, die sich auf den elektrischen Pfad bezieht, der mit dem Betrieb des ersten Elektromotors M1 zur Erzeugung elektrischer Energie und dem Betrieb verknüpft ist, der beim Umwandeln derartiger elektrischer Energie in mechanische Energie ausgeführt wird; Fehlfunktionen oder Funktionsverschlechterungen, die durch einen Ausfall oder niedrige Temperatur verursacht werden, treten nämlich in dem ersten Elektromotor M1, dem zweiten Elektromotor M2, dem Wandler 58, der Batterie 60 und den Ubertragungspfaden auf, die diese Bauteile verbinden.
Der hier verwendete Ausdruck „Antriebskraftkorrelationswert“, der vorstehend beschrieben ist, bezieht sich auf einen Parameter, der mit der Antriebskraft des Fahrzeugs in einer 1-zu-1-Beziehung korrespondiert. Ein solcher Parameter kann nicht nur das Antriebsdrehmoment oder die Antriebskraft aufweisen, die von den Antriebsrädern 38 zugeführt wird, sondern ebenso ein Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Schaltabschnitts 20; ein Kraftmaschinenausgangsdrehmoment T_E ; einen Beschleunigungswert des Fahrzeugs; einen IstWert, wie zum Beispiel einen Kraftmaschinenausgangsdrehmoment T_E , das beispielsweise auf der Grundlage der Beschleunigerbetätigung oder der Drosselventilöffnung θ_TH (oder einer Einlassluftmenge, eines Luftkraftstoffverhaltnisses oder einer Kraftstoffeinspritzmenge) und der Kraftmaschinendrehzahl N_E berechnet wird; oder ein geschätzter Wert, wie zum Beispiel ein Kraftmaschinenausgangsdrehmoment T_E oder eine angeforderte Fahrzeugsantriebskraft, die auf der Grundlage eines Auslenkungswerts des Beschleunigerpedals, das durch den Fahrer betätigt wird, oder der Drosselventilbetätigung oder ähnlichem berechnet wird. Zusätzlich kann das Antriebsdrehmoment unter Berücksichtigung eines Differenzialverhaltnisses und eines Radius jedes Antriebsrads 38 durch Bezugnahme auf das Ausgangsdrehmoment T_OUT oder ähnlichem berechnet werden oder kann direkt unter Verwendung eines Drehmomentsensors oder ähnlichem erfasst werden. Das gilt ebenfalls für die anderen Drehmomente, die vorstehend erwähnt sind.
Beispielsweise ergibt der Betrieb des Schaltmechanismus 10 in dem stufenlos variablen Schaltzustand während des Fahrens des Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit als Folge eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 wird auf einem Wert bestimmt, der den Schaltmechanismus 10 in dem gestuft variablen Schaltzustand zu betreiben, während das Fahrzeug bei der hohen Geschwindigkeit fährt, um eine solche Problematik zu berücksichtigen. Ferner wird das Bestimmungsdrehmoment T1 auf einen Wert bestimmt, der verhindert, dass das Reaktionsdrehmoment des ersten Elektromotors M1 eine Region mit hoher Ausgangsleistung der Kraftmaschine während des Fahrens des Fahrzeugs mit hoher Ausgangsleistung abdeckt. Das Bestimmungsdrehmoment T1 wird nämlich auf einen solchen Wert in Abhängigkeit von beispielsweise einer Charakteristik des ersten Elektromotors M1 bestimmt, der möglicherweise mit einer verringerten maximalen Ausgangsleistung bezüglich der elektrischen Energie zum Miniaturisieren des ersten Elektromotors M1 montiert ist.
8 stellt ein Umschaltdiagramm (Umschaltkennfeld und Beziehung) dar, das im Voraus in der Speichereinrichtung 56 gespeichert wird, das eine Kraftmaschinenausgangsleistungslinie in der Form einer Grenzlinie hat, um zu gestatten, dass die Umschaltsteuereinrichtung 50 eine Region auf der Grundlage der gestuft variablen Steuerregion und der stufenlos variablen Steuerregion unter Verwendung von Parametern bestimmt, die die Kraftmaschinendrehzahl N_E und das Kraftmaschinendrehmoment T_E aufweisen. Die Umschaltsteuereinrichtung 50 kann den Betrieb auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl N_E und des Kraftmaschinendrehmoments T_E durch Bezugnahme auf das in 8 gezeigte Umschaltdiagramm anstelle des in 7 gezeigte Umschaltdiagramms ausführen. Die Umschaltsteuereinrichtung 50 kann nämlich bestimmen, ob der Fahrzeugzustand, der durch die Kraftmaschinendrehzahl N_E und das Kraftmaschinendrehmoment T_E dargestellt wird, in der gestuft variablen Steuerregion oder der stufenlos variablen Steuerregion liegt.
Ferner ist 8 ebenso eine Konzeptansicht, auf deren Grundlage die gestrichelte Linie in 7 gebildet wird. Anders gesagt ist die gestrichelte Linie in 7 ebenso eine Umschaltlinie, die hinsichtlich der Parameter, die die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment T_OUT aufweisen, auf der Grundlage des Relationsdiagramms (des Kennfelds), das in 8 gezeigt ist, in ein zweidimensionales Koordinatensystem umgeschrieben wird.
Wie in der in 7 gezeigten Beziehung angegeben ist, wird die gestuft variable Steuerregion so eingerichtet, dass diese in einer Region mit hohem Drehmoment liegt, in der das Ausgangsdrehmoment T_OUT größer als das vorbestimmte Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 ist, oder eine Region mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die vorbestimmte Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V einsetzt. Daher wird ein gestuft variabler Schaltantriebsmodus in einer Region mit hohem Antriebsdrehmoment bewirkt, in der die Kraftmaschine 8 mit einem relativ hohen Drehmoment arbeitet, oder die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Region mit relativ hoher Geschwindigkeit verbleibt. Ferner wird ein stufenlosvariabler Schaltantriebsmodus in einer Region mit geringem Antriebsdrehmoment bewirkt, in der die Kraftmaschine 8 mit einem relativ niedrigem Drehmoment arbeitet, oder die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Region mit relativ niedriger Geschwindigkeit bleibt, insbesondere während einer Phase, in der die Kraftmaschine 8 in einer Region mit gewöhnlich verwendeter Ausgangsleistung arbeitet.
Wie durch die in 8 gezeigte Beziehung angegeben ist, wird in ähnlicher Weise die gestuft variable Steuerregion so eingerichtet, dass diese in einer Region mit hohem Drehmoment liegt, wobei das Kraftmaschinendrehmoment T_E einen vorbestimmten vorgegebenen Wert TE1 übersteigt, einer Region mit hoher Drehzahl, wobei die Kraftmaschinendrehzahl N_E einen vorbestimmten vorgegebenen Wert NE1 übersteigt, oder eine Region mit hoher Ausgangsleistung, in der die Kraftmaschinenausgangsleistung, die auf der Grundlage des Kraftmaschinendrehmoments T_E und der Kraftmaschinendrehzahl N_E berechnet wird, größer als ein vorgegebener Wert ist. Daher wird der gestuft variable Schaltantriebsmodus mit einem relativ hohen Drehmoment, einer relativ hohen Drehzahl oder einer relativ hohen Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8 bewirkt. Der stufenlos variable Schaltantriebsmodus wird bei einem relativ niedrigen Drehmoment, einer relativ niedrigen Drehzahl oder einer relativ niedrigen Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8, insbesondere in der Region mit gewöhnlich verwendeter Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8 bewirkt. Die Grenzlinie, die in 9 gezeigt ist, zwischen der gestuft variablen Steuerregion und der stufenlos variablen Steuerregion entspricht einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungslinie, die eine Reihe aus einer Fahrzeughochgeschwindigkeitsbestimmungslinie ist, und einem Antriebsbestimmungswert mit hoher Ausgangsleistung, der eine Reihe aus einem Antriebsbestimmungswert mit hoher Ausgangsleistung ist.
Mit einer solchen Grenzlinie wird beispielsweise während des Fahrens des Fahrzeugs mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einer niedrigen/mittleren Ausgangsleistung der Schaltmechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug einen verbesserten Kraftstoffverbrauch hat. Während des Fahrens des Fahrzeugs mit einer hohen Drehzahl, während eine Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 übersteigt, wird der Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand versetzt, so dass dieser als gestuft variables Getriebe wirkt. Dabei wird die Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8 auf die Antriebsräder 38 hauptsächlich durch einen mechanischen Leistungsübertragungspfad übertragen. Das unterdrückt einen Umwandlungsverlust zwischen der Antriebskraft und der elektrischen Energie, der erzeugt wird, wenn verursacht wird, dass der Schaltmechanismus 10 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe wirkt, was einen verbesserten Kraftstoffverbrauch zur Verfugung stellt.
Wahrend des Fahrens des Fahrzeugs in dem Antriebsmodus mit hoher Ausgangsleistung wobei der Antriebskraftkorrelationswert, wie zum Beispiel das Ausgangsdrehmoment T_OUT oder ähnliches, das Bestimmungsdrehmoment T1 übersteigt, wird der Schaltmechanismus 10 in den gestuft variablen Schaltzustand versetzt, so dass dieser als gestuft variables Getriebe wirkt. Dabei wird die Ausgangsleistung der Kraftmaschine 8 auf die Antriebsräder 38 hauptsachlich durch den mechanischen übertragen. In diesem Fall wird verursacht, dass das elektrisch gesteuerte stufenlos variable Getriebe in der Fahrregion mit niedriger/mittlerer Geschwindigkeit und der Fahrregion mit niedriger/mittlerer Ausgangsleistung des Fahrzeugs arbeitet. Das ermöglicht eine Verringerung des maximalen Werts der elektrischen Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 zu erzeugen ist, insbesondere der elektrischen Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 zu übertragen ist, wodurch verursacht wird, dass der erste Elektromotor M1 per se oder eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung mit einem solchen Bauteil weitergehend mit einer miniaturisierten Struktur aufgebaut werden kann.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt richtet ferner während des Fahrens des Fahrzeugs in einem solchen Antriebsmodus mit hoher Ausgangsleistung der Fahrer mehr Betonung auf die Anforderung nach der Antriebskraft und weniger Betonung auf die Anforderung nach einem Kraftstoffverbrauch, und somit wird der Schaltmechanismus 10 zu dem gestuft variablen Schaltzustand (feststehenden Schaltzustand) eher als zu dem stufenlos variablen Schaltzustand umgeschaltet. Mit einem solchen Umschaltbetrieb kann der Fahrer sich an einer Schwankung der Kraftmaschinendrehzahl N_E , insbesondere einer rhythmischen Veränderung der Kraftmaschinendrehzahl N_E erfreuen, die durch das Hochschalten in dem gestuft variablen Automatikschaltfahrmodus verursacht wird, der beispielsweise in 9 gezeigt ist.
Auf diesem Weg kann der Differenzialabschnitt 11 (der Schaltmechanismus 10) des vorliegenden Ausfuhrungsbeispiels selektiv zu dem stufenlos variablen Schaltzustand oder dem gestuft variablen Schaltzustand (dem festliegenden Schaltzustand) umgeschaltet werden. Die Umschaltsteuereinrichtung 50 führt den Betrieb auf der Grundlage des Fahrzeugzustands aus, um zu bestimmen, dass der Schaltzustand in dem Differenzialabschnitt 11 umzuschalten ist, um dadurch zu verursachen, dass der Schaltzustand selektiv zu einem des stufenlos variablen Schaltzustands und des gestuft variablen Schaltzustands umgeschaltet wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel arbeitet die Kraftmaschinen-Start-Stop-Steuereinrichtung 66, um die Kraftmaschine 8 zu starten oder zu stoppen, so dass die Hybridsteuereinrichtung 52 den Betrieb auf der Grundlage des Fahrzeugzustands ausführen kann, um den Kraftmaschinenantriebsmodus oder den Motorantriebsmodus umzuschalten.
Obwohl der Kraftmaschine 8 grundsatzlich Benzin als Kraftstoff zugeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass Ethanol zu dem Benzinkraftstoff mit einem gewissen Verhältnis gemischt wird. In diesem Fall wird verursacht, dass die Charakteristik der Kraftmaschine 8 sich aufgrund der Tatsache verändert, dass der Ethanol hinzugemischt ist. Demgemäß besteht zum Zweck der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs der Bedarf, eine Bedingung zu ändern, unter der der Schaltmechanismus 10 zu dem stufenlos variablen Schaltzustand oder dem gestuft variablen Schaltzustand umgeschaltet wird.
Wenn Ethanol in den zu der Kraftmaschine 8 zugefuhrten Kraftstoff gemischt ist, wird daher ein Steuerbetrieb zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs des Hybridfahrzeugs in Übereinstimmung mit dem sich ergebenden Kraftstoff ausgeführt. Im Folgenden wird ein solcher Steuerbetrieb beschrieben.
Unter Rückbezug auf 6 bestimmt eine Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80, ob die Menge des Kraftstoffs in einem Kraftstofftank 70 des Hybridfahrzeugs ansteigt oder nicht. Das liegt daran, dass, wenn der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 nicht ansteigt, keine Wahrscheinlichkeit besteht, dass das Mischungsverhältnis des Ethanols mit einer Änderung der Kraftstoffart verändert wird. Insbesondere wird dabei die Anwesenheit oder die Abwesenheit des Anstiegs des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 70 als Reaktion auf ein Signal von beispielsweise einem Kraftstoffmessgeber 72 zum Erfassen einer Olmenge in dem Kraftstofftank 70 beurteilt. Ferner kann die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 konfiguriert sein, so dass diese eine Bestimmung macht, während sie erfasst, dass ein Tankdeckel 74 zum Schließen eines Tankstutzens des Kraftstofftanks 70 für eine zusätzliche Zufuhr des Kraftstoffs geöffnet wird, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 ansteigt.
Das Leistungsübertragungselement 18, der erste Elektromotor M1 und die Kraftmaschine 8 sind miteinander über die Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 verbunden. Wenn der Schaltmechanismus 10 in dem stufenlos variablen Schaltzustand während des Kraftmaschinenantriebsmodus angeordnet ist, dreht sich daher das Leistungsübertragungselement 18 mit einer vorgegebenen Drehzahl und gibt daher der erste Elektromotor M1 ein Reaktionsdrehmoment ab, das gegen das Kraftmaschinendrehmoment T_E wirkt. Wenn ein solches Reaktionsdrehmoment induziert wird, kann das Kraftmaschinendrehmoment T_E erhalten werden. Daher erfasst eine Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82 das Ausgangsdrehmoment T_M1 (im Folgenden als „erstes Motordrehmoment T_M1 “ bezeichnet) des ersten Elektromotors M1, das gegen das Reaktionsdrehmoment wirkt, auf der Grundlage eines Werts eines elektrischen Stroms, der durch den ersten Elektromotor M1 fließt. Der elektrische Stromwert wird auf der Grundlage einer Steuervariablen erhalten, die auf den Wandler 58 aufgebracht wird.
Die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82 berechnet ein Kraftmaschinendrehmoment T_E auf der Grundlage des ersten Motordrehmoments T_M1 und des Übersetzungsverhältnisses ρ0 oder ähnlichem. Wenn insbesondere das Kraftmaschinendrehmoment T_E und das erste Motordrehmoment T_M1 nicht null sind, so dass sie in einem Ausgleichszustand bleiben, insbesondere während eines stationären Fahrzustands des Fahrzeugs, kann das Kraftmaschinendrehmoment T_E unter Verwendung der Formel (1) berechnet werden, die nachstehend angegeben ist. Ebenso hat die Formel (1) eine rechte Seite, die mit einem negativen Vorzeichen (-) markiert ist, da das erste Motordrehmoment T_M1 entgegen den Kraftmaschinendrehmoment T_E orientiert ist. $T_{E} = - T_{M1} \times (l + ρ 0) / ρ 0$
10 ist eine Graphik, die die Beziehung zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeröffnung Acc zeigt, wenn Benzin als Kraftstoff verwendet wird. Die Beziehung zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeröffnung Acc kann innerhalb eines Variationstoleranzbereichs variieren, der durch gepunktete Linien angegeben ist, auf der Grundlage einer Basisliniencharakteristik, die mit einer dicken durchgezogenen Linie in 10 beschrieben ist. Der Schaltmechanismus 10 ist unter Berücksichtigung einer solchen Beziehung ausgelegt.
Wenn die Kraftstoffart bei dem Versuch verändert wird, Ethanol zu dem Benzin zu mischen, das zu der Kraftmaschine 8 zugeführt wird, weicht die Beziehung zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeröffnung Acc von der Basisliniencharakteristik ab, die vorstehend angegeben ist. Eine Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 speichert im Voraus die Basisliniencharakteristik, die in 10 gezeigt ist, als Charakteristik, die zu verwenden ist, wenn beispielsweise nur Benzin als Kraftstoff eingesetzt wird.
Wenn die Beziehung zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeröffnung A_CC , die durch die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82 berechnet wird, so abweicht, dass sie außerhalb eines vorgegebenen tolerierbaren Bereichs herausläuft, der unter Berücksichtigung einer Veränderung der Eigenschaften des Benzins mit Bezug auf die Basisliniencharakteristik definiert ist, die vorstehend erwähnt ist, macht die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 eine Beurteilung, dass Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt wurde, wobei sie eine positive Bestimmung macht, dass die Kraftstoffart geändert wurde.
Wenn Ethanol zu dem Benzin mit einem vorgegebenen Mischungsverhältnis gemischt wird, zeigt beispielsweise der sich ergebende Kraftstoff eine Tendenz, eine erhöhte Oktanzahl aufzuweisen. Mit einer erhöhten Oktanzahl ist es weniger wahrscheinlich, dass die Kraftmaschine 8 einem Klopfen ausgesetzt wird, und wird so gesteuert, dass die Zündzeitabstimmung beschleunigt wird. Wenn die Beschleunigeröffnung Acc konstant gehalten wird, weicht das Kraftmaschinendrehmoment T_E in einer Richtung ab, in der es beträchtlich ansteigt.
Wenn die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 eine positive Bestimmung macht, dass die Kraftstoffart geändert wurde, schätzt die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 das Mischungsverhältnis des Ethanols auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeroffnung Acc, die durch die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82 berechnet wird, die von der vorstehend erwähnten Basisliniencharakteristik abweicht. Wenn beispielsweise die Beziehung zwischen der Abweichung und dem Mischungsverhältnis des Ethanols im Voraus auf der Grundlage von Experimenten für die vorausgehende Speicherung erhalten wird, kann die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 den Betrieb auf der Grundlage einer solchen Beziehung ausführen, wodurch es möglich wird, das Mischungsverhältnis des Ethanols zu schätzen.
Wenn die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 die positive Bestimmung macht, ändert die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung 88 eine Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und ein Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 auf die Weise, die durch Pfeile AR₁ und AR₂ angegeben ist, die in 7 gezeigt sind. Die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 bilden eine Umschaltbedingung zum Bestimmen, ob der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als Differenzialmechanismus dient, zu dem Nichtdifferenzialzustand (gesperrten Zustand) oder dem Differenzialzustand (entsperrten Zustand) umzuschalten ist. Diese stellen Grenzwerte dar, mit denen eine gestuft variable Steuerregion und eine stufenlos variable Steuerregion begrenzt sind, wie in 7 gezeigt ist. Die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung 88 ändert die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 so ab, dass die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 umso geringer werden, je hoher das Mischungsverhältnis des Ethanols wird, das mit der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 geschätzt wird.
Vom Standpunkt der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs hat beispielsweise die gestuft variable Steuerregion den Vorteil, dass der erste Elektromotor M1 weniger Leistungsaufnahme hat, aber einen Nachteil, dass die Kraftmaschine 8 kaum auf der Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch arbeitet. Die stufenlos variable Steuerregion hat den Vorteil, dass die Kraftmaschine 8 auf der Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch arbeiten kann, aber den Nachteil, dass der erste Elektromotor M1 eine erhöhte Leistungsaufnahme hat.
Unter Berücksichtigung solcher Vorteile und Nachteile, insbesondere vom Standpunkt von sowohl einer Effizienz des Schaltmechanismus 10 und auch einer Effizienz der Kraftmaschine 8, die den Kraftstoffverbrauch beeinträchtigen, werden die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1, die den Änderungen ausgesetzt werden, so bestimmt, dass der Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
Die Bestimmungsfahrzeugsgeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1, die für das Mischungsverhältnis des Ethanols bestimmt werden müssen, werden im Voraus auf der Grundlage von Experimenten erhalten, um in der Differenzialmechanismusumschaltbedingungsanderungseinrichtung 88 gespeichert zu werden. Die Änderungen der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und des Bestimmungsausgangsdrehmoments T1 können kontinuierlich ausgeführt werden oder in Stufen ausgeführt werden in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols. Zusatzlich können die Hochschaltlinien und die Herunterschaltlinien, die in 7 gezeigt sind, mit den Änderungen der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und des Bestimmungsausgangsdrehmoments T1 geändert werden.
Von dem Standpunkt ausgehend, dass verhindert wird, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 hohe Drehzahlen erreichen, dass die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 eine hohe Drehzahl erreicht und das Auftreten eines Schalldämpfergerauschs oder ahnliches verhindert werden soll, kann die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 in Bereichen verändert werden, die mit gewissen Raten in Abhängigkeit von der Kraftstoffart, insbesondere des Mischungsverhältnisses des Ethanols begrenzt sind.
Wenn die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 eine negative Bestimmung macht, führt die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung 88 den Betrieb zum Andern der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und des Bestimmungsausgangsdrehmoments T1 nicht aus.
Die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84, die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung 88 können ohne Berücksichtigung des Bestimmungsbetriebs der Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 ausgeführt werden. Jedoch können im Hinblick auf die Verringerung einer Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 40 diese Komponententeile nur dann ausgeführt werden, wenn die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 die negative Bestimmung macht.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Basisablauf von Hauptsteuerbetrieben darstellt, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 auszufuhren sind, insbesondere einen Basisablauf von Steuerbetrieben zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs, wenn Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt ist. Ein solcher Basisablauf wird wiederholt in einem extrem kurzen Zeitzyklus in der Größenordnung von beispielsweise mehreren Millisekunden bis zu dem mehrfachen von zehn Millisekunden ausgeführt.
Zuerst wird in Schritt (im Folgenden wird der Ausdruck „Schritt“ weggelassen) SA1 entsprechend der Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 der Betrieb ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 eines Hybridfahrzeugs ansteigt oder nicht. Wenn eine positive Bestimmung gemacht wird, läuft der Betrieb zu SA2 weiter, und wenn eine negative Bestimmung gemacht wird, wird dann der Steuerbetrieb in diesem Ablaufdiagramm beendet.
Genauer gesagt wird die Anwesenheit oder die Abwesenheit des Anstiegs des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 70 als Reaktion auf ein Signal bestimmt, das beispielsweise von dem Kraftstoffmessgeber 72 zugeführt wird, der die Ölmenge des Kraftstofftanks erfasst. Zusätzlich kann eine Alternative angeordnet werden, um die Anwesenheit des Anstiegs des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 70 als Reaktion auf die Erfassung eines Losens des Tankdeckels 74 des Kraftstofftanks 70 zu bestimmen, der zur Zufuhr des Kraftstoffs geöffnet wird.
In SA2 entsprechend der Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82 wird das erste Motordrehmoment T_M1 , das das vorstehend erwähnte Reaktionsdrehmoment darstellt, auf der Grundlage eines Werts eines elektrischen Stroms erfasst, der durch den ersten Elektromotor M1 fließt, der auf der Grundlage einer Steuervariablen erhalten wird, die auf den Wandler 58 aufgebracht wird. Dann wird das Kraftmaschinendrehmoment T_E auf der Grundlage des ersten Motordrehmoments T_M1 und des Übersetzungsverhältnisses ρ0 oder ähnlichem berechnet. Wenn insbesondere das Kraftmaschinendrehmoment T_E und das erste Motordrehmoment T_M1 nicht null sind und sich in einem Gleichgewichtszustand befinden, insbesondere in dem stationären Fahrzustand, wird das Kraftmaschinendrehmoment T_E unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Formel (1) berechnet.
In SA3 entsprechend der Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 und der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 wird der Betrieb ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Beziehung zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeröffnung Acc, die in SA2 berechnet wird, von der im Voraus gespeicherten Basisliniencharakteristik, die in 10 gezeigt ist, jenseits des vorgegebenen tolerierbaren Bereichs unter Berücksichtigung einer Veränderung der Eigenschaften des Benzins abweicht. Wenn eine solche abgewichene Beziehung vorhanden ist, wird die Bestimmung gemacht, dass Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt ist und die Kraftstoffart geändert ist.
Wenn eine solche Bestimmung positiv ist, wird das Mischungsverhältnis des Ethanols auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeröffnung Acc, die in SA2 berechnet wird, geschätzt, die von der Basisliniencharakteristik abweicht, die vorstehend erwähnt ist. Wenn beispielsweise die Beziehung zwischen der Abweichung der Beziehung zwischen dem Ist-Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeröffnung Acc mit Bezug auf die Vorstehend erwähnte Basisliniencharakteristik und dem Mischungsverhältnis des Ethanols im Voraus auf der Grundlage von Experimenten zur vorangehenden Speicherung erhalten wird, kann das Mischungsverhältnis des Ethanols unter Verwendung einer sich so ergebenden Beziehung geschätzt werden.
Wenn eine positive Bestimmung in SA3 gemacht wird, wird dann der Betrieb in SA4 ausgeführt, um eine Umschaltbedingung zum Bestimmen zu bilden, welcher Zustand des Nicht-Differenzialzustands (gesperrten Zustands) und des Differenzialzustands (entsperrten Zustands) für den Leistungsverteilungsmechanismus 16 auszuwählen ist, der als Differenzialmechanismus wirkt. Die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1, die die Grenzwerte darstellen, auf deren Grundlage die gestuft variable Steuerregion und die stufenlos variable Steuerregion, die in 7 gezeigt sind, abgegrenzt sind, werden nämlich verändert, wie durch die Pfeile AR₁ und AR₂ in 7 gezeigt ist, so dass die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 umso niedriger werden, je höher das Mischungsverhältnis des Ethanols ist, das in SA3 geschätzt wird. Vom Standpunkt der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs werden die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1, die den Änderungen ausgesetzt werden, so bestimmt, dass sich der Kraftstoffverbrauch im Hinblick auf den Standpunkt der Vorteile und der Nachteile der gestuft variablen Steuerregion und der stufenlos variablen Steuerregion verbessert, insbesondere unter Berücksichtigung des Standpunkts der Effizienz des Schaltmechanismus 10, die den Kraftstoffverbrauch beeinträchtigt, und der Effizienz der Kraftmaschine 8, die den Kraftstoffverbrauch beeinträchtigt.
Die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1, die für das Mischungsverhältnis des Ethanols bestimmt werden, werden im Voraus auf der Grundlage von Experimenten zur Speicherung erhalten. Im Hinblick auf die Verhinderung, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreichen, die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohe Drehzahl erreicht und das Auftreten des Schalldämpfergeräuschs oder ähnlichem verhindert wird, haben die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 einen variablen Bereich, der mit einer vorgegebenen Begrenzung in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols bereitgestellt ist.
Wenn eine negative Bestimmung in SA3 gemacht wird, wird keine der Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und des Bestimmungsausgangsdrehmoments Tl in SA5 geändert. SA4 und SA5 entsprechen kollektiv der Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung 88.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat die vorteilhaften Wirkungen (A1) bis (A11), die nachstehend aufgelistet sind.
(A1) Die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit VI und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1, die die Grenzwerte darstellen, auf deren Grundlage die gestuft variable Steuerregion und die stufenlos variable Steuerregion, die in 7 gezeigt sind, abgegrenzt sind, werden geändert, wie durch die Pfeile AR₁ und AR₂ in 7 gezeigt ist, so dass die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 umso niedriger wird, je höher das Mischungsverhältnis des Ethanols ist. Das gestattet, dass eine Bestimmung vorgenommen wird, ob der erste Elektromotor M1 zu betreiben ist, nämlich in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols, um dadurch zu ermöglichen, dass ein verbesserter Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols erhalten wird.
(A2) Vom Standpunkt der Verhinderung, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreichen, der Verhinderung, dass die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohe Drehzahl erreicht, und der Verhinderung des Auftretens eines Schalldämpfergeräuschs oder ähnlichem, haben die Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Bestimmungsausgangsdrehmoment T1 den tolerierbaren Bereich, der mit der vorgegebenen Begrenzung in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols verknüpft ist. Das verhindert, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 sowie die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohen Drehzahlen über die vorgegebene Grenze erreichen. Somit besteht keine Gefahr von Verschlechterungen, die bei der Haltbarkeit dieser Bauteile auftreten, während nicht verursacht wird, dass Schalldämpfergeräusche auftreten, die den Komfort eines Fahrzeuginsassen verschlechtert.
(A3) Der Schaltmechanismus 10 weist den Differenzialabschnitt 11 mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 auf, der aus den mehreren Drehelementen RE1 bis RE3 besteht, deren Differenzialzustand mit dem Steuern des Betriebszustands des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird, der mit dem zweiten Drehelement RE2 verbunden ist. Somit gestattet das Steuern des Betriebszustands des ersten Elektromotors M1, dass der Differenzialzustand des Leistungsverteilungsmechanismus 16, der in dem Differenzialabschnitt 11 eingebaut ist, gesteuert wird, wodurch ermöglicht wird, dass die Kraftmaschine 8 mit der Drehzahl N_E angetrieben wird, die die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs in Übereinstimmung mit der Kurve optimalen Kraftstoffverbrauchs verwirklichen kann.
(A4) Das erste Motordrehmoment T_M1 , das das Reaktionsdrehmoment darstellt, das gegen das Kraftmaschinendrehmoment T_E wirkt, wird auf der Grundlage des Werts des elektrischen Stroms erfasst, der zu dem ersten Elektromotor M1 zugeführt wird, der durch Bezugnahme auf die Steuervariablen erhalten wird, die auf den Wandler 58 aufgebracht werden. Das Kraftmaschinendrehmoment T_E wird dann auf der Grundlage des ersten Motordrehmoments T_M1 und des Ubersetzungsverhältnisses ρ0 und dergleichen berechnet. Das Mischungsverhältnis des Ethanols wird auf der Grundlage der Abweichung der Beziehung zwischen dem berechneten Kraftmaschinendrehmoment T_E und der Beschleunigeroffnung Acc mit Bezug auf die in 10 gezeigte Basisliniencharakteristik geschätzt. Somit ermöglicht die Erfassung des ersten Motordrehmoments T_M1 , dass das Mischungsverhältnis des Ethanols entsprechend der Kraftstoffart, die zu der Kraftmaschine 8 zugeführt wird, einfach unterschieden wird.
(A5) Wenn die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 eine positive Bestimmung macht, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 ansteigt, werden dann die Funktionen der Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, der Kraftstoffanderungsbestimmungseinrichtung 84, der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und der Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung 88 ausgeführt. Diese Einrichtungen werden in Abhängigkeit vom Bedarf betrieben, was eine Verringerung der Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 40 ermöglicht.
(A6) Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 so angeordnet werden, dass sie eine positive Bestimmung macht, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 ansteigt, wenn das Öffnen des Tankdeckels 74 erfasst wird. Mit einer solchen Anordnung werden die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84, die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsanderungseinrichtung 88 in Abhängigkeit vom Bedarf ausgeführt, wodurch eine Verringerung der Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 40 ermöglicht wird.
(A7) Der Schaltmechanismus 10 weist den automatischen Schaltabschnitt 20 auf, der einen Teil des Leistungsübertragungspfads ausbildet, der sich von der Kraftmaschine 8 zu den Antriebsrädern 38 erstreckt. Im Gegensatz zu einem Fall, in dem der Schaltmechanismus 10 keinen automatischen Schaltabschnitt 20 hat, kann die Gesamtheit des Schaltmechanismus 10 das Gesamtdrehzahlverhältnis (das gesamte Drehzahlverhaltnis) γT in einem vergrößerten variablen Bereich verändern, wodurch es möglich wird, einen verbesserten Kraftstoffverbrauch zu erhalten.
(A8) Da der automatische Schaltabschnitt 20 so betrieben wird, dass dieser als Automatikgetriebe funktioniert, das das Drehzahlverhältnis automatisch verändert, kann die Gesamtheit des Schaltmechanismus 10 das Gesamtdrehzahlverhältnis (das gesamte Drehzahlverhältnis) γT automatisch verändern, wodurch eine Verringerung der Belastung des Fahrers erzielt wird.
(A9) Da der automatische Schaltabschnitt 20 das gestuft variable Getriebe aufweist, kann der automatische Schaltabschnitt 20 das Drehzahlverhältnis in einem vergrößerten variablen Bereich verändern, wodurch es möglich wird, einen verbesserten Kraftstoffverbrauch zu erhalten.
(A10) Der Differenzialabschnitt 11 weist den ersten und den zweiten Elektromotor M1 und M2 sowie den Differenzialabschnittsplanetengetriebesatz 24 auf. Daher ermöglicht die Verwendung der Differenzialfunktion des Differenzialabschnittsplanetengetriebesatzes 24, dass der Differenzialabschnitt 11 so aufgebaut werden kann, dass der Differenzialabschnitt 11 ein unendlich variables Ausgangsdrehmoment bereitstellt.
(A11) Der Differenzialabschnitt 11 wird so betrieben, dass dieser als stufenlos variables Getriebe dient, wenn der Betriebszustand des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird. Daher kann der Differenzialabschnitt 11 problemlos ein variables Antriebsdrehmoment abgeben. Zusätzlich wird verursacht, dass der Differenzialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe arbeitet, wenn das Drehzahlverhältnis stufenlos verändert wird, während er als gestuft variables Getriebe arbeitet, wenn das Drehzahlverhältnis gestuft verändert wird.
Als Nachstes wird ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben. In der folgenden Beschreibung tragen Bauteile, die den verschiedenartigen Ausführungsbeispielen gemeinsam sind, ähnliche oder entsprechende Bezugszeichen, so dass eine überflüssige Beschreibung weggelassen wird.
Ausführungsbeispiel 2
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine elektronische Steuervorrichtung 110 anstelle der elektronischen Steuervorrichtung 40 des ersten Ausführungsbeispiels eingesetzt, das in 4 gezeigt ist. 12 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Hauptsteuerfunktion der elektronischen Steuervorrichtung 110 des zweiten Ausführungsbeispiels darstellt. 12 zeigt das Ausführungsbeispiel entsprechend dem in 6 gezeigten Aufbau, wobei die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung 88 des ersten Ausführungsbeispiels durch eine Fahrzustandsumschaltbedingungsänderungseinrichtung 112 ersetzt ist. Das zweite Ausfuhrungsbeispiel weist die selben weiteren Einrichtungen auf, wie zum Beispiel die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80, die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, die Kraftstoffanderungsbestimmungseinrichtung 84 und die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86, wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel mit Hauptaugenmerk auf die sich unterscheidenden Punkte beschrieben.
Wenn die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 eine positive Bestimmung macht, ändert in 12 die Fahrzustandsumschaltbedingungsanderungseinrichtung 112 eine Umschaltbedingung zum Bestimmen, ob ein Fahrzustand des Fahrzeugs zu dem Motorantriebsmodus (elektromotorgetriebener Fahrmodus) oder den Kraftmaschinenfahrmodus (normaler Fahrmodus) bei Anwesenheit eines Anstiegs des Mischungsverhältnisses des Ethanols umzuschalten ist, das mit der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 auf eine Weise geschätzt wird, die nachstehend beschrieben wird. Eine Position einer Grenzlinie (durchgezogene Linie A) in 7, die die Umschaltbedingung bildet, wird nämlich auf eine Weise, die durch Pfeile AR₃ bis AR₅ angegeben ist, in Richtungen geändert, so dass sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert und sich das Ausgangsdrehmoment T_OUT verringert. Somit wird das Antriebskraftquellenumschaltdiagramm von 7 so verändert, dass das Ausgangsdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit, damit der Kraftmaschinenantriebsregion eingeleitet wird, um so niedriger ist, je höher das Mischungsverhältnis des Ethanols ist. Das liegt daran, dass das Mischen des Ethanols zu dem Benzinkraftstoff eine Tendenz zur Folge hat, dass sich eine hohe Oktanzahl erhebt, und wenn die Oktanzahl sich erhöht, ist es weniger Wahrscheinlichkeit, dass Klopfen auftritt. Vom Standpunkt einer solchen Charakteristik ausgehend wird die Kraftmaschine 8 so gesteuert, dass die Zündzeitabstimmung beschleunigt wird, so dass dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten wird, insbesondere wenn die Kraftmaschinendrehzahl N_E konstant gehalten wird, das Kraftmaschinendrehmoment T_E ansteigt. Anders gesagt ergibt der Anstieg des Kraftmaschinendrehmoments T_E , wenn die Kraftmaschine 8 in einem Drehzahlbereich mit einer niedrigen Drehzahl bleibt, eine verbesserte Effizienz der Kraftmaschine 8.
Die Grenzlinie (durchgezogene Linie A), die für das Mischungsverhältnis des Ethanols zu bestimmen ist, wird im Voraus auf der Grundlage von Experimenten oder Ahnlichem zur Speicherung in der Fahrzustandsumschaltbedingungsänderungseinrichtung 112 erhalten. Die Änderung der Grenzlinie (durchgezogene Linie A) kann unendlich durchgeführt werden in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols oder kann in Stufen vorgenommen werden. Vom Standpunkt der Verhinderung, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreichen, dass die Eingangswelle des automatischen Schalterschritts 20 die hohe Drehzahl erreicht, und der Verhinderung des Auftretens eines Schalldämpfergeräuschs oder Ahnlichem, hat die Grenzlinie (durchgezogene Linie A) einen variablen Bereich mit einer gewissen darauf ausgeprägten Begrenzung in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols.
Wenn die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 eine negative Bestimmung macht, ändert dann die Fahrzustandsumschaltbedingugsanderungseinrichtung 112 nicht die Grenzlinie (durchgezogene Linie A), die in 7 gezeigt ist.
Die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, die Kraftstoffanderungsbestimmungseinrichtung 84, die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und die Fahrzustandsumschaltbedingungsanderungseinrichtung 112 können ungeachtet des Bestimmungsbetriebs der Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 ausgeführt werden. Jedoch können im Hinblick auf die Verringerung der Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 110 diese Komponententeile auch nur dann ausgeführt werden, wenn die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 die negative Bestimmung macht.
13 ist Ablaufdiagramm, das einen Basisablauf von Hauptsteuerbetrieben nachstellt, die durch die elektronische Steuervorrichtung 110 auszufuhren sind, insbesondere einen Basisablauf von Steuerbetrieben zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, wenn Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt ist. 13 stellt das Ausführungsbeispiel entsprechend demjenigen von 11 dar und SB1 bis SB3 in 13 stellen die Schritte entsprechend SA1 bis SA3 von 11 dar. Im Folgenden werden die Schritte in 13, die sich von denjenigen in 11 unterscheiden, hauptsächlich erklärt.
Wenn eine Bestimmung in SB3 positiv ist, wird dann der Betrieb in SB4 ausgeführt, um die Position der Grenzlinie (der durchgezogenen Linie A), die die Umschaltbedingung zum Bestimmen darstellt, welcher Zustand der Motorantrieb des Motorantriebsmodus und des Kraftmaschinenantriebsmodus umzuschalten ist, damit das Fahrzeug fahrt, auf eine Weise zu ändern, die durch die Pfeile AR₃ bis AR₅ in 7 angegeben sind, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 und das Ausgangsdrehmoment T_OUT um so niedriger wird, je höher das Mischungsverhältnis des Ethanols ist, das in SB3 geschätzt wird.
Die Grenzlinie (durchgezogene Linie A), die für das Mischungsverhältnis des Ethanols zu bestimmen ist, wird im Voraus auf der Grundlage von Experimenten oder Ähnlichem zur Speicherung erhalten. Vom Standpunkt ausgehend, dass verhindert wird, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreichen, dass verhindert wird, dass die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohe Drehzahl erreicht, und dass das Auftreten des Schalldämpfergerauschs oder Ähnlichem verhindert wird, hat die Grenzlinie (durchgezogene Linie A) den variablen Bereich mit einer gewissen darauf aufgeprägten Begrenzung in Abhangigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols.
Wenn eine negative Bestimmung in SB3 gemacht wird, wird dann keine Grenzlinie (durchgezogene Linie A) von 7 in SB5 geändert. Ebenso entsprechen SB4 und SB5 der Fahrzustandsumschaltbedingungsänderungseinrichtung 112.
Das zweite Ausfuhrungsbeispiel hat dieselben vorteilhaften Wirkungen wie (A3) und (A4) und (A7) des (A11) des ersten Ausführungsbeispiels und hat zusätzlich die vorteilhaften Wirkungen (B1) bis (B4), die nachstehend aufgelistet sind.
(B1) Die Position der Grenzlinie (der durchgezogenen Linie A) in 7, die die Umschaltbedingung zum Bestimmen darstellt, ob die Fahrbedingung des Fahrzeugs entweder zu dem Motorantriebsmodus oder zu dem Kraftmaschinenantriebsmodus umzuschalten ist, wird auf eine Weise geändert, die durch die Pfeile AR₃ bis AR₅ angegeben ist, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment T_OUT umso geringer werden, je hoher das Mischungsverhältnis des Ethanols ist. Daher wird der Betrieb ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Kraftmaschine 8 zu betreiben ist, in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses des Ethanols, um dadurch einen verbesserten Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols zu erhalten.
(B2) Vom Standpunkt ausgehend, dass verhindert wird, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreichen, dass verhindert wird, dass die Eingangswelle des automatischen Teilabschnitts 20 die hohe Drehzahl erreicht, und das Auftreten des Schalldämpfergerauschs oder Ahnlichem verhindert wird, hat die Grenzlinie (durchgezogene Linie A) in 7 einen variablen Bereich mit einer gewissen darauf aufgeprägten Begrenzung in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols. Das verhindert, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 sowie die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohen Drehzahlen jenseits der vorgegebenen grenzen erreichen. Somit besteht keine Gefahr, dass eine Verschlechterung der Haltbarkeit dieser Bauteile auftritt, während das Auftreten des Schalldämpfergeräuschs vermieden wird, das den Komfort eines Fahrzeuginsassen beeinträchtigt.
(B3) Wenn die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 eine positive Bestimmung macht, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 ansteigt, werden die Funktionen der Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, der Kraftstoffanderungsbestimmungseinrichtung 84, der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und der Fahrzustandsumschaltbedingungsänderungseinrichtung 112 ausgeführt. Das ergibt eine Verringerung der Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 110.
(B4) In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel kann die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 so konfiguriert werden, dass diese als Reaktion auf den Betrieb der Erfassung des Lösens des Tankdeckels 74 arbeitet, um eine positive Bestimmung zu machen, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 ansteigt. Mit einem solchen alternativen Aufbau werden die Funktionen der Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, der Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84, der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und der Fahrzustandsumschaltbedingungsänderungseinrichtung 112 in Abhängigkeit vom Bedarf ausgeführt, wodurch eine Verringerung der Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 110 ermöglicht wird.
Ausfuhrungsbeispiel 3
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine elektronische Steuervorrichtung 120 anstelle der elektronischen Steuervorrichtung 40 des ersten Ausführungsbeispiels eingesetzt, wie in 4 gezeigt ist. 14 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Hauptsteuerfunktion der elektronischen Steuervorrichtung 120 des dritten Ausführungsbeispiels darstellt. 14 zeigt das Ausfuhrungsbeispiel entsprechend dem Aufbau, der in 6 gezeigt ist, wobei die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsanderungseinrichtu ng 88 des ersten Ausführungsbeispiels durch eine Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122 ersetzt ist. Das dritte Ausfuhrungsbeispiel setzt dieselben weiteren Einrichtungen ein, wie zum Beispiel die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80, die Funktionen der Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, der Kraftstoffanderungsbestimmungseinrichtung 84 und -der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86, wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird das dritte Ausfuhrungsbeispiel nachstehend mit Hauptaugenmerk auf die sich unterscheidenden Punkte beschrieben.
Wenn die Kraftmaschine 8 arbeitet, während der Differenzialabschnitt 11 in den Differenzialzustand (entsperrten Zustand) versetzt ist, wird die erste Motordrehzahl N_M1 auf eine Weise gesteuert, wie nachstehend beschrieben ist, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Die Kraftmaschine 8 arbeitet nämlich in einer Betriebsbedingung, wobei ein Kraftmaschinenbetriebspunkt der Kurve mit optimalen Kraftstoffverbrauch folgt, die in dem zweidimensionalen Koordinatensystem bezuglich Parametern beschrieben ist, die das Kraftmaschinendrehmoment T_E , das mit der Beschleunigeröffnung Acc bestimmt wird, und der Kraftmaschinendrehzahl N_E , bei der die Drehzahl des Leistungsubertragungselements, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Schaltposition des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmt wird, mit der Kraftmaschinendrehzahl N_E übereinstimmt. Beispielsweise bezieht sich der Ausdruck „Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch“ auf eine durchgezogene Linie L_G oder eine gestrichelte Linie L_ET , die in den Grafiken der 15A und 15B beschrieben sind.
Die durchgezogene Linie L_G in 15A zeigt beispielhaft eine Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch in dem Fall der Verwendung von Kraftstoff, der nur aus Benzin besteht, und die gestrichelte Linie L_ET in 15B zeigt beispielhaft die andere Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch, in dem Fall, dass Benzin verwendet wird, zu dem eine vorgegebene Menge Ethanol gemischt ist. Wie aus den 15A und 15B ersichtlich ist, hat, wenn Ethanol zu dem Benzinkraftstoff gemischt wird, der Kraftstoff eine Tendenz zu einer erhöhten Oktanzahl, woraus sich ein verringertes Auftreten von Klopfen ergibt.
Unter Berücksichtigung einer solchen Tendenz wird die Kraftmaschine 8 so gesteuert, dass die Zundzeitabstimmung zur Verbesserung des Kraftmaschinenwirkungsgrads beschleunigt wird, so dass von der Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch in einer Richtung abgewichen wird, in der die Kraftmaschinendrehzahl N_E sich verringert. Somit wird die Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von der Kraftstoffart verändert und besteht zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs der Bedarf, den Kraftmaschinenbetriebspunkt in Abhängigkeit von der Kraftstoffart zu andern.
Daher wird der Kraftmaschinenbetriebspunkt geändert, wenn die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84, die in 14 gezeigt ist, eine positive Bestimmung macht. Die Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122 ändert nämlich die Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch mit einem Muster in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols, das mit der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 geschätzt wird, und ändert den Kraftmaschinenbetriebspunkt, so dass dieser der sich ergebenden Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch folgt. Zusatzlich werden die Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch und der Kraftmaschinenbetriebspunkt, die für das Mischungsverhältnis des Ethanols zu bestimmen sind, im Voraus auf der Grundlage von Experimenten oder Ahnlichem zur Speicherung in der Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122 erhalten. Die Änderung des Kraftmaschinenbetriebspunkts kann unendlich ausgeführt werden oder kann in Stufen ausgeführt werden. Vom Standpunkt ausgehend, dass verhindert wird, dass der erste und zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreichen, dass verhindert wird, dass die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohe Drehzahl erreicht, und dass das Auftreten des Schalldampfergeräuschs oder Ähnlichem verhindert wird, hat der Kraftmaschinenbetriebspunkt einen variablen Bereich mit einer gewissen darauf aufgeprägten Begrenzung in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols.
Wenn die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84 eine negative Bestimmung macht, arbeitet die Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122 nicht, um den Kraftmaschinenbetriebspunkt zu ändern.
Die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84, die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und die Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122 können ungeachtet des Bestimmungsbetriebs der Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 ausgeführt werden. Jedoch können in Hinblick auf die Verringerung einer Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 120 diese Einrichtungen nur ausgeführt werden, wenn die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 eine positive Bestimmung macht.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Basisablauf von Hauptsteuerbetrieben darstellt, die durch die elektronische Steuervorrichtung 120 auszuführen sind, insbesondere eines Basisablaufs von Steuerbetrieben zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, wenn Ethanol zu dem Kraftstoff gemischt ist. 16 stellt das Ausführungsbeispiel entsprechend demjenigen von 11 dar und SC1 bis SC3 in 16 stellen die Schritte entsprechend SA1 bis SA3 dar. Im Folgenden werden die Schritte in 16, die sich von denjenigen in 11 unterscheiden, hauptsächlich erklärt.
Wenn eine Bestimmung in SC3 positiv ist, wird dann der Betrieb in SC4 ausgeführt, um die Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch mit einem Muster in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols zu ändern, das in SC4 geschätzt wird, während der Kraftmaschinenbetriebspunkt verändert wird, um der geänderten Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch zu folgen. Die Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch und der Kraftmaschinenbetriebspunkt, die für das Mischungsverhältnis des Ethanols zu bestimmen sind, werden im Voraus auf der Grundlage von Experimenten oder Ähnlichem zur Speicherung erhalten. Vom Standpunkt ausgehend, das verhindert wird, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreicht, dass verhindert wird, dass die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohe Drehzahl erreicht, und dass das Auftreten des Schalldämpfergeräuschs oder Ahnlichem verhindert wird, hat der Kraftmaschinenbetriebspunkt den variablen Bereich mit der gewissen darauf aufgeprägten Begrenzung in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols.
Wenn eine Bestimmung in SC3 negativ ist, wird dann kein Kraftmaschinenbetriebspunkt in SC5 geändert. Ebenso entsprechen SC4 und Sc5 der Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122.
Das vorliegende Ausfuhrungsbeispiel hat dieselben vorteilhaften Wirkungen wie diejenigen (A3) und (A4) und (A7) bis (A11) des ersten Ausfuhrungsbeispiels und hat ebenso die zusätzlichen vorteilhaften Wirkungen (C1) bis (C4), die nachstehend aufgelistet sind.
(C1) Die Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch wird in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols geändert und der Kraftmaschinenbetriebspunkt wird so geändert, dass er der geänderten Kurve mit optimalem Kraftstoffverbrauch folgt. Daher wird verursacht, dass die Kraftmaschine 8 auf den Kraftmaschinenbetriebspunkt arbeitet, der in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols geändert wird, wodurch ein verbesserter Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols erhalten wird.
(C2) Von dem Standpunkt ausgehend, dass verhindert wird, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 die hohen Drehzahlen erreichen, und das verhindert wird, dass die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohe Drehzahl erreicht, und dass das Auftreten des Schalldämpfergeräuschs oder Ahnlichem verhindert wird, hat der Kraftmaschinenbetriebspunkt den variablen Bereich mit der gewissen darauf aufgeprägten Begrenzung in Abhängigkeit von dem Mischungsverhältnis des Ethanols. Das verhindert, dass der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 sowie die Eingangswelle des automatischen Schaltabschnitts 20 die hohen Drehzahlen jenseits der vorgegebenen Grenzen erreichen. Somit besteht keine Gefahr, dass eine Verschlechterung in der Haltbarkeit dieser Bauteile auftritt, wobei kein Schalldämpfergeräusch auftritt, das den Komfort eines Fahrzeuginsassen beeinträchtigt.
(C3) Wenn die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 eine positive Bestimmung macht, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 ansteigt, werden dann die Funktionen der Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, der Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84, der Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 der Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122 ausgeführt. Das hat eine Verringerung der Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 120 zur Folge.
(C4) In dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel kann die Kraftstoffzufuhrbestimmungseinrichtung 80 so konfiguriert werden, dass diese als Reaktion auf den Betrieb zum Erfassen des Lösens des Tankdeckels 74 arbeitet, um eine positive Bestimmung zu machen, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 70 ansteigt. Mit einem solchen alternativen Aufbau werden die Brennkraftmaschinenausgangsdrehmomenterfassungseinrichtung 82, die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung 84, die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung 86 und die Brennkraftmaschinenbetriebspunktänderungseinrichtung 122 in Abhängigkeit vom Bedarf ausgeführt, wodurch eine Verringerung der Steuerbelastung der elektronischen Steuervorrichtung 120 ermöglicht wird.
Während die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die verschiedenartigen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, die in den Zeichnungen gezeigt sind, ist ersichtlich, dass die beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele lediglich als die vorliegende Erfindung darstellend betrachtet werden und dass der Fachmann die vorliegende Erfindung in verschiedenartigen anderen Abwandlungen und mit Verbesserungen ausführen kann.
Obwohl beispielsweise das erste bis dritte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Fälle beschrieben wurden, in denen Ethanol zu dem Benzinkraftstoff gemischt ist, der zu der Kraftmaschine 8 zugeführt wird, kann der Kraftstoff von derjenigen Art sein, die leichtes Öl als Grundbestandteil aufweist, oder eine andere Art eines Kraftstoffs, der Wasserstoff enthält. Während zusätzlich das erste und zweite Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Richtung beschrieben wurden, in der die Umschaltbedingung geändert wird, die durch die Pfeile AR₁ bis AR₅ gezeigt ist, und das dritte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Richtung beschrieben wurde, in die der Kraftmaschinenbetriebspunkt geändert wird, wie durch die durchgezogene Linie L_G und die gestrichelte Linie L_ET gezeigt ist, können die Richtungen, die geändert werden, in Abhängigkeit von der Kraftstoffart unterschiedlich sein.
In dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Schaltmechanismus 10 mit dem zweiten Elektromotor M2 versehen. Da jedoch der Steuerbetrieb, der in dem Ablaufdiagramm in 11 für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt ist, und dem Ablaufdiagramm in 16 für das dritte Ausführungsbeispiel gezeigt ist, den ersten Elektromotor M1 und die Kraftmaschine 8 vollständig steuert, muss der zweite Elektromotor M2 nicht notwendiger Weise vorgesehen werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Schaltmechanismus 10 mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 und dem ersten Elektromotor M1 versehen. Jedoch kann ein sogenanntes Parallelhybridfahrzeug eingesetzt werden, bei dem die Kraftmaschine 8 in Reihe mit dem zweiten Elektromotor M2 über eine Kupplung usw. verbunden ist, wobei kein Leistungsverteilungsmechanismus 16 und kein erster Elektromotor M1 vorgesehen sind.
In dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel wurde der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) vorstehend so beschrieben, dass dieser die Funktion hat, dass er als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe arbeitet, wobei möglich ist, dass das Drehzahlverhältnis γ0 stufenlos mit dem Wert variiert, der im Bereich von dem minimalen Wert yOmin zu dem maximalen Wert γ0max liegt. Es ist jedoch beispielsweise denkbar, dass das Drehzahlverhaltnis y0 des Differenzialabschnitts 11 nicht stufenlos sondern gestuft verändert wird, wenn lediglich die Differenzialfunktion eingesetzt wird.
Während in dem ersten bis dritten Ausfuhrungsbeispiel der Schaltmechanismus 10 unter Bezugnahme auf den Aufbau beschrieben wurde, in welchem die Kraftmaschine 8 und der Differenzialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden sind, ist es denkbar, dass die Kraftmaschine 8 mit dem Differenzialabschnitt 11 über ein Kupplungseingriffselement, wie zum Beispiel eine Kupplung verbunden ist.
Bei dem Schaltmechanismus 10 des ersten bis dritten dargestellten Ausführungsbeispiels sind der erste Elektromotor M1 und das zweite Drehelement RE2 direkt miteinander verbunden und sind der zweite Elektromotor M2 und das dritte Drehelement RE2 direkt miteinander verbunden. Jedoch können der erste Elektromotor M1 und das zweite Drehelement RE2 miteinander über ein Kupplungsseingriffselement, wie zum Beispiel eine Kupplung oder Ähnliches verbunden werden, und können der zweite Elektromotor M2 und das dritte Drehelement RE3 miteinander über ein Kupplungseingriffselement, wie zum Beispiel eine Kupplung oder Ähnliches verbunden werden.
Obwohl der automatische Schaltabschnitt 20 in dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel mit dem Leistungsübertragungspfad, der sich von der Kraftmaschine 8 zu den Antriebsrädern 38 erstreckt, an einer Position neben dem Differenzialabschnitt 11 verbunden ist, kann der Differenzialabschnitt 11 in einer Abfolge nach dem Ausgang des automatischen Schaltabschnitts 20 verbunden werden.
In dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel sind der Differenzialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 in Reihe miteinander in dem Aufbau verbunden, der in 1 gezeigt ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf einen Aufbau angewendet werden, auch wenn der Differenzialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 12 mechanisch unabhängig voneinander sind, vorausgesetzt, dass die Gesamtheit des Schaltmechanismus 10 eine Funktion zum Erzielen einer elektrisch gesteuerten Differenzialfunktion hat, die ermöglicht, dass ein Differenzialzustand elektrisch verändert wird, und eine Funktion zum Durchführen eines Schaltvorgangs auf der Grundlage eines Prinzips, dass sich von der Funktion der elektrisch gesteuerten Differenzialfunktion unterscheidet. Während der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als Einzelplanetenbauart beschrieben wurde, kann dieser eine Doppelplanetenbauart sein.
Das erste bis dritte Ausführungsbeispiel wurden vorstehend unter Bezugnahme auf den Aufbau beschrieben, bei dem die Kraftmaschine 8 mit dem ersten Drehelement RE1 der Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 für einen Antriebskraftübertragungszustand verbunden ist, der erste Elektromotor M1 mit dem zweiten Drehelement RE2 für den Antriebskraftübertragungszustand verbunden ist, und der Leistungsübertragungspfad für die Antriebsräder 38 mit dem dritten Drehelement RE3 verbunden ist.
Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf einen solchen Aufbau angewandt werden, der beispielsweise zwei Planetengetriebeeinheiten aufweist, wobei Teildrehelemente, die solche Planetengetriebeeinheiten ausbilden, miteinander verbunden sind. Mit einem solchen Aufbau sind eine Kraftmaschine, ein Elektromotor und Antriebsräder mit den Drehelementen der Planetengetriebeeinheit für eine Antriebskraftübertragungsfähigkeit verbunden, so dass eine Kupplung oder eine Bremse, die mit den Drehelementen der Planetengetriebeeinheiten verbunden ist, zum Umschalten eines Schaltmodus zwischen dem gestuft variablen Schaltmodus und dem stufenlosvariablen Schaltmodus gesteuert werden kann.
Wahrend der automatische Schaltabschnitt 20 vorstehend so beschrieben wurde, dass dieser die Funktion hat, um als gestuft variables Automatikgetriebe in dem ersten bis dritten Ausfuhrungsbeispiel zu dienen, kann dieser ein stufenlosvariables CVT oder einen Schaltabschnitt aufweisen, der als manuell betätigtes Getriebe funktioniert.
Der zweite Elektromotor M1 wurde vorstehend unter Bezugnahme auf den Aufbau beschrieben, der direkt mit dem Leistungsübertragungselement 18 in dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel verbunden ist. Die Verbindungsposition des zweiten Elektromotors M2 ist nicht auf diese Ausfuhrung beschrankt. Der zweite Elektromotor M2 kann mit dem Leistungsübertragungspfad, der sich von der Kraftmaschine 8 oder dem Übertragungselement 18 zu dem Antriebsrad 38 erstreckt, direkt oder indirekt über das Getriebe, die Planetengetriebeeinheit oder das Eingriffselement usw. verbunden werden.
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 des ersten bis dritten Ausfuhrungsbeispiels ist der Differenzialabschnittsträger CA0 mit der Kraftmaschine 8 verbunden, ist das Differenzialabschnittsonnenrad S0 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden und ist das Differenzialabschnittshohlrad R0 mit dem Übertragungselement 18 verbunden. Die Verbindungsrelation dieser Elemente ist nicht auf diese Ausfuhrung beschränkt. Die Kraftmaschine 8, der erste Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 können frei mit jedem dieser drei Elemente CA0, S0 und R0 der Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheit 24 verbunden werden.
Die Kraftmaschine 8, die direkt mit der Eingangswelle 14 in dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel gekoppelt ist, kann betriebsfähig mit der Eingangswelle 14 über ein Zahnrad, einen Riemen und dergleichen verbunden werden. Die Kraftmaschine 8 und die Eingangswelle 14 müssen nicht notwendigerweise koaxial angeordnet werden.
In dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist, während der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 koaxial zu der Eingangswelle 14 angeordnet ist, der erste Elektromotor M1 mit dem Differenzialabschnittsonnenrad S0 verbunden und ist der zweite Elektromotor M2 mit dem Übertragungselement 18 verbunden. Eine solche Anordnung ist nicht wesentlich. Beispielsweise sind der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 betriebsfähig entsprechend mit dem Differenzialabschnittsonnenrad S0 und dem Übertragungselement 18 über Zahnrader, Riemen, Drehzahlverringerungseinrichtungen und dergleichen verbunden.
In dem ersten bis dritten Ausfuhrungsbeispiel ist der automatische Schaltabschnitt 20 in Reihe mit dem Differenzialabschnitt 11 über das Übertragungselement 18 verbunden. Jedoch kann der automatische Schaltabschnitt 20 koaxial zu einer Vorgelegewelle angeordnet werden, die parallel zu der Eingangswelle 14 angeordnet ist. In diesem Fall sind der Differenzialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 in dem Antriebskraftubertragungszustand über die paarweise angeordneten Vorgelegerader oder ein paar Übertragungselementen einschließlich einer Kette und eines Kettenrads als Übertragungselement 18 verbunden.
In dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel besteht der Leistungsverteilungsmechanismus 16 aus den paarweise angeordneten Differenzialabschnittsplanetengetriebeeinheiten 24. Jedoch kann dieser durch zwei oder mehr Planetengetriebeeinheiten aufgebaut werden, die als Getriebe funktionieren, das drei oder mehr Schaltstufen in dem Nicht-Differenzialzustand (festliegenden Schaltzustand) hat.
Abschließend können das erste bis dritte Ausfuhrungsbeispiel in Kombination mit einem vorbestimmten Vorrang ausgeführt werden.

Claims

Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (i) einen elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt (11) mit einem Differenzialmechanismus, der aus einer Vielzahl von Drehelementen (S0, P0, CA0, R0) besteht, deren Differenzialzustand während des Steuerns eines Betriebszustands eines die Differenzialfunktion steuernden Elektromotors (M1) gesteuert wird, der mit einem der Vielzahl der Drehelemente in einem Leistungsübertragungszustand verbunden ist, und (ii) eine Differenzialzustandsumschaltvorrichtung (C0, B0) aufweist, die betriebsfähig ist, um den Differenzialmechanismus in einen Nicht-Differenzialzustand zum Außerkraftsetzten einer Drehung eines bestimmten Drehelements aus der Vielzahl der Drehelemente oder zum Verursachen, dass eine Gesamtheit der Vielzahl der Drehelemente sich mit einer einheitlichen Drehung bewegt, und einen Differenzialzustand umzuschalten, um zu gestatten, dass die Vielzahl der Drehelemente sich relativ zueinander dreht, um eine Differenzialfunktion einzuleiten; und wobei die Differenzialzustandsumschaltvorrichtung den Differenzialmechanismus zu dem Nicht-Differenzialzustand unter Verwendung eines Eingriffs einer mechanischen Kopplungsvorrichtung umschaltet, indem die Drehung eines bestimmten Drehelements aus der Vielzahl der Drehelemente außer Kraft gesetzt wird oder verursacht wird, dass die Gesamtheit der Vielzahl der Drehelemente sich mit einer einheitlichen Drehung bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung betriebsfähig ist, um eine Differenzialmechanismusumschaltbedingung zum Bestimmen, ob der Differenzialmechanismus zu dem Nicht-Differenzialzustand oder dem Differenzialzustand umzuschalten ist, in Abhängigkeit von einer Art eines Kraftstoffs zu ändern, der in einer Brennkraftmaschine (8) verwendet wird, die mit der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung in einem Leistungsübertragungszustand verbunden ist.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung zumindest einen Fahrantriebsmotor (M2) aufweist, der mit Antriebsrädern (38) in einem Leistungsübertragungszustand verbunden oder verbindbar ist und betriebsfähig ist, um zu gestatten, dass ein Fahrzustand eines Fahrzeugs selektiv in einen Motorantriebsmodus, in dem nur der Fahrantriebsmotor als Antriebskraftquelle verwendet wird, um zu verursachen, dass das Fahrzeug fährt, während die Brennkraftmaschine in einen angehaltenen Zustand versetzt ist, und einen normalen Fahrmodus umgeschaltet wird, in dem verursacht wird, dass das Fahrzeug fährt, während die Brennkraftmaschine in einen Betriebszustand versetzt ist; und wobei die Steuervorrichtung betriebsfähig ist, um eine Fahrzustandsumschaltbedingung zum Bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrzeugs zu dem Motorantriebsmodus oder zu dem normalen Fahrmodus umzuschalten ist, in Abhängigkeit von einer Art des Kraftstoffs zu ändern, der in der Brennkraftmaschine verwendet wird, wobei eine Grenzlinie zwischen einer Motorantriebsmodusregion zum Ausführen des Motorantriebsmodus und einer normalen Fahrmodusregion zum Ausführen des normalen Fahrmodus in Abhängigkeit von der Art des in der Brennkraftmaschine verwendeten Kraftstoffs verändert wird.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Differenzialmechanismusumschaltbedingung oder die Fahrzustandsumschaltbedingung für jede Art des Kraftstoffs so festgelegt ist, dass verhindert wird, dass Bauteile des Fahrzeugs hohe Drehzahlen jenseits vorgegebener Drehzahlen erreichen.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung gestattet, dass ein Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment, das von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, auf der Grundlage eines Reaktionsmoments des die Differenzialfunktion steuernden Elektromotors, das gegen das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment wirkt, erfasst wird, um die Art des Kraftstoffs auf der Grundlage des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments zu unterscheiden.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung eine Unterscheidung der Art des Kraftstoffs dann durchführt, wenn sich eine Kraftstoffmenge in einem Kraftstofftank (70), der an dem Fahrzeug montiert ist, erhöht.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung eine Unterscheidung der Art des Kraftstoffs dann durchführt, wenn ein Lösen eines Deckels zum Verschließen eines Tankstutzens eines Kraftstofftanks (70), der an dem Fahrzeug montiert ist, erfasst wird.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung einen Schaltabschnitt (20) aufweist, der einen Teil eines Leistungsübertragungspfads ausbildet, der sich von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern erstreckt.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Schaltabschnitt als Automatikgetriebe funktioniert, das ein Drehzahlverhältnis automatisch variiert.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Schaltabschnitt ein gestuft variables Getriebe aufweist.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt wenigstens zwei Elektromotoren und eine Planetengetriebeeinheit aufweist.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt als stufenlos variables Getriebe arbeitet, wenn ein Betriebszustand des die Differenzialfunktion steuernden Elektromotors gesteuert wird.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung eine Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung (84) zum Bestimmen, ob der Kraftstoff geändert wurde, eine Kraftstoffartbestimmungseinrichtung (86) zum Bestimmen einer Art des Kraftstoffs und eine Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung (88) zum Ändern der Differenzialmechanismusumschaltbedingung aufweist.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung eine Änderung des Kraftstoffs in Abhängigkeit von einem Drehmoment der Brennkraftmaschine und einer Beschleunigeröffnung bestimmt.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Kraftstoffartbestimmungseinrichtung ein Mischungsverhältnis eines speziellen Bestandteils in dem Kraftstoff, das einen Anteil des speziellen Bestandteils in dem Kraftstoff darstellt, in Abhängigkeit von einem Abweichungsbetrag einer Relation zwischen dem Drehmoment der Brennkraftmaschine und der Beschleunigeröffnung von einer Basisliniencharakteristik, die eine vorbestimmte Relation zwischen dem zwischen dem Drehmoment der Brennkraftmaschine und der Beschleunigeröffnung definiert, bestimmt.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Differenzialmechanismusumschaltbedingungsänderungseinrichtung die Differenzialmechanismusumschaltbedingung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Ausgangsdrehmoment ändert, das auf der Grundlage des Mischungsverhältnisses des speziellen Bestandteils in dem Kraftstoff bestimmt wird.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung eine Kraftstoffänderungsbestimmungseinrichtung (84) zum Bestimmen, ob der Kraftstoff geändert wurde, eine Kraftstoffartbestimmungseinrichtung (86) zum Bestimmen einer Art des Kraftstoffs und eine Fahrzustandsumschaltbedingungsänderungseinrichtung (112) zum Ändern der Fahrzustandsumschaltbedingung aufweist.
Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Fahrzustandsumschaltbedingungsänderungseinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein Ausgangsdrehmoment in Abhängigkeit von einer Menge eines speziellen Bestandteils in dem Kraftstoff ändert, die eine Höhe eines Anteils des speziellen Bestandteils in dem Kraftstoff ist.