DE112008004176B4

DE112008004176B4 - Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112008004176B4
Application number: DE112008004176.8T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Yoshimura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: CN102245419A; CN102245419B; US20110314960A1; WO2010070725A1; DE112008004176T5; JP5195919B2; JPWO2010070725A1; US8535189B2

Abstract

Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) mit:
einer Leistungserzeugungsvorrichtung (11, 262), die eine drehende Maschine (MG1) umfasst, deren Drehmoment elektrisch steuerbar ist;
einer Leistungsverteilungsvorrichtung (14, 210, 220, 230, 240) mit drei Drehelementen, die ein Eingabedrehelement (CR, CS, CCA), ein erstes Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR), das mit einem ersten Rad (34, 276L) wirkgekoppelt ist, und ein zweites Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) sind, das mit einem zweiten Rad (44, 276R) wirkgekoppelt ist, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung (14, 210, 220, 230, 240) Leistung, die zu dem Eingabedrehelement (CR, CS, CCA) von der Leistungserzeugungsvorrichtung (11, 262) eingegeben wird, zu dem ersten Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR) und zu dem zweiten Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) verteilt,
einem Differenzialabschnitt (12, 250) der elektrischen Bauart, wobei die drehende Maschine (MG1) mit einem Differenzialmechanismus (16) in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, um einen Differenzialzustand zwischen einer Drehzahl eines Differenzialeingabebauteils (18) und einer Drehzahl eines Differenzialausgabebauteils (22) durch Steuern des Betriebszustands der drehenden Maschine (MG1) zu steuern, und
einer Leistungsquelle (20), die mit dem Differenzialeingabebauteil (18) in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist,
wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Leistungsverteilungsvorrichtung (14, 210, 220, 230, 240) derart gestaltet ist, dass, wenn die Drehzahlen der Drehelemente in einem Kollinearitätsdiagramm abgebildet werden, das Eingabedrehelement (CR, CS, CCA), das erste Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR) und das zweite Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) in dieser Reihenfolge von einem Ende zu dem anderen Ende in dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet sind, und
der Betriebszustand der drehenden Maschine (MG1) gesteuert wird, um das erste Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR) und das zweite Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) in einen vorbestimmten Differenzialzustand zu versetzen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, und insbesondere eine Technik zum Steuern einer Differenzialdrehung einer Vielzahl von Rädern.
STAND DER TECHNIK
Weitläufig bekannt ist eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung mit: (a) einer Leistungserzeugungsvorrichtung, die eine drehende Maschine hat, deren Drehmoment elektrisch steuerbar ist; und (b) einer Leistungsverteilungsvorrichtung mit drei Drehelementen, die ein Eingabedrehelement, ein erstes Ausgabedrehelement, das mit einem ersten Rad wirkverbunden ist, und ein zweites Ausgabedrehelement sind, das mit einem zweiten Rad wirkverbunden ist, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung Leistung, die von der Leistungserzeugungsvorrichtung zu dem Eingabedrehelement eingegeben wird, zu dem ersten Ausgabedrehelement und dem zweiten Ausgabedrehelement verteilt. Ein Beispiel ist eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, und die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung betrifft ein Vorder- und Hinterrad angetriebenes Fahrzeug der Hybridantriebsbauart und ist mit der Leistungserzeugungsvorrichtung ausgerüstet, die (a-1) einen Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart, wobei die drehende Maschine (Motorgenerator) mit einem Differenzialmechanismus in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, um einen Differenzialzustand zwischen einer Drehzahl eines Differenzialeingabebauteils und einer Drehzahl eines Differenzialausgabebauteils durch Steuern des Betriebszustands der drehenden Maschine zu steuern, und (a-2) eine Leistungsquelle (Maschine) hat, die mit dem Differenzialeingabebauteil in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist.
Ein Beispiel ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung 100 eines Hybridfahrzeugs mit einem allgemeinen Aufbau (schematisch), der in 19 gezeigt ist und der eine Leistungserzeugungsvorrichtung 101 und eine Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 104 hat. Die Leistungserzeugungsvorrichtung 101 umfasst eine Maschine 110, die als eine Hauptleistungsquelle verwendet wird, und einen Differenzialabschnitt 102 der elektrischen Bauart, und der Differenzialabschnitt 102 der elektrischen Bauart hat eine Planetengetriebevorrichtung 106 der Einritzelbauart als einen Differenzialmechanismus. Ein Träger SCA der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 106 ist über eine Differenzialeingabewelle 108 etc. als ein Differenzialeingabebauteil mit der Maschine 110 gekoppelt; ein Sonnenrad SS ist mit einem ersten Motorgenerator MG1 als eine drehende Maschine gekoppelt; ein Hohlrad SR ist einstückig mit einem Differenzialausgabebauteil 112 gekoppelt. Die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 104 ist hauptsächlich aus einer Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 114 der Doppelritzelbauart gebildet, und ein Hohlrad CR der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 114 ist ein Eingabedrehelement und ist einstückig mit dem Differenzialausgabebauteil 112 gekoppelt. Ein Sonnenrad CS ist ein erstes Ausgabedrehelement und ist über eine Hinterradausgabewelle 116 etc. mit einem Hinterrad (erstes Rad) wirkverbunden, und ein Träger CCA ist ein zweites Ausgabedrehelement und ist über ein Vorderradausgabezahnrad 118 etc. mit einem Vorderrad (zweites Rad) wirkverbunden. Die Hinterradausgabewelle 116 ist mit einem zweiten Motorgenerator MG2 als eine Nebenleistungsquelle in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt.
Wie in einem Kollinearitätsdiagramm von 20 dargestellt ist, das die Drehzahlen der Abschnitte des Differenzialabschnitts 102 der elektrischen Bauart mit einer geraden Linie darstellen kann, steuert die Leistungsübertragungsvorrichtung 100, die vorstehend beschrieben ist, eine Maschinendrehzahl NE, d.h. die Drehzahl der Differenzialeingabewelle 108 unter Berücksichtigung einer Kraftstoffwirtschaftlichkeit etc., und der erste Motorgenerator MG1 wird der regenerativen Steuerung unterzogen, um eine vorbestimmte Drehzahl NMG1 zu erreichen, die in Abhängigkeit der Drehzahl des Differenzialausgabebauteils 112, d.h. der Fahrzeuggeschwindigkeit V, bestimmt ist. Die Leistungsbetriebssteuerung des zweiten Motorgenerators MG2 wird mit der elektrischen Energie durchgeführt, die von der regenerativen Steuerung des ersten Motorgenerators MG1 erhalten wird, um ein Unterstützungsdrehmoment zu der Hinterradseite hinzuzufügen, und eine Maschinenlast wird entsprechend verringert. Ein Abstandsverhältnis zwischen den Drehelementen (SS, SCA, SR) in dem Kollinearitätsdiagramm von 20 ist in Abhängigkeit eines Übersetzungsverhältnisses (= Anzahl der Zähne des Sonnenrads/Anzahl der Zähne des Hohlrads) pS der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 106 bestimmt. 20 zeigt auch ein Kollinearitätsdiagramm, das sich auf die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 104 bezieht; „Rr“ ist die Drehzahl der Hinterradausgabewelle 116, d.h. die Drehzahl des Sonnenrads CS; „Fr“ ist die Drehzahl des Vorderradausgabezahnrads 118, d.h. die Drehzahl des Trägers CCA; und dieses Beispiel stellt den Fall dar, dass das Übersetzungsverhältnis von der Hinterradausgabewelle 116 zu dem Hinterrad dasselbe ist, wie das Übersetzungsverhältnis von dem Vorderradausgabezahnrad 118 zu dem Vorderrad, und dass die Drehzahlen von diesen äquivalent zueinander sind. Für die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 104 ist ein Abstandsverhältnis zwischen den drei Drehelementen einschließlich des Hohlrads CR in Abhängigkeit eines Übersetzungsverhältnisses pC der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 114 bestimmt.
Patentdokument 1: JP 2004 - 114 944 A
Die DE 10 2007 055 930 A1 offenbart eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Auch die US 2006 / 0 108 166 A1 offenbart eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Weitere Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtungen sind aus der DE 197 12 246 A1 , der DE 10 2008 001 034 A1 sowie der DE 10 2007 055 875 A1 bekannt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Da jedoch solch eine herkömmliche Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gestattet, dass ein erstes Ausgabedrehelement (das Sonnenrad CS von 19) und ein zweites Ausgabedrehelement (der Träger CCA von 19) einer Leistungsverteilungsvorrichtung unter Verwendung eines Eingabedrehelements (das Hohlrad CR von 19) als ein Abstützungspunkt unterschiedlich drehen, muss eine Differenzialsteuerungseinrichtung, wie eine Kupplung oder eine Tellerfeder, separat angeordnet sein, um beispielsweise die Differenzialbewegung in dem Fall eines Übersteuerns zu der Zeit eines Kurvenfahrens zu begrenzen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Situationen erdacht, und es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung vorzusehen, die eine Differenzialbewegung zwischen einem ersten Ausgabedrehelement und einem zweiten Ausgabedrehelement für eine Leistungsverteilungsvorrichtung geeignet steuern kann, die Leistung, die von einer Leistungserzeugungsvorrichtung eingegeben wird, zu dem ersten Ausgabedrehelement und dem zweiten Ausgabedrehelement verteilt.
EINRICHTUNG ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung vorgesehen, die Folgendes hat: eine Leistungserzeugungsvorrichtung, die eine drehende elektrische Maschine umfasst, deren Drehmoment elektrisch steuerbar ist; eine Leistungsverteilungsvorrichtung mit drei Drehelementen, die ein Eingabedrehelement, ein erstes Ausgabedrehelement, das mit einem ersten Rad wirkgekoppelt ist, und ein zweites Ausgabedrehelement sind, das mit einem zweiten Rad wirkgekoppelt ist, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung Leistung, die zu dem Eingabedrehelement von der Leistungserzeugungsvorrichtung eingegeben wird, zu dem ersten Ausgabedrehelement und zu dem zweiten Ausgabedrehelement verteilt, einen Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart, wobei die drehende Maschine mit einem Differenzialmechanismus in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, um einen Differenzialzustand zwischen einer Drehzahl eines Differenzialeingabebauteils und einer Drehzahl eines Differenzialausgabebauteils durch Steuern des Betriebszustands der drehenden Maschine zu steuern, und eine Leistungsquelle, die mit dem Differenzialeingabebauteil in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung ist derart gestaltet, dass, wenn die Drehzahlen der Drehelemente in einem Kollinearitätsdiagramm abgebildet werden, das Eingabedrehelement, das erste Ausgabedrehelement und das zweite Ausgabedrehelement in dieser Reihenfolge von einem Ende zu dem anderen Ende in dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet sind, und der Betriebszustand der drehenden Maschine wird gesteuert, um das erste Ausgabedrehelement und das zweite Ausgabedrehelement in einen vorbestimmten Differenzialzustand zu versetzen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung sieht die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung vor, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung einen Betriebspunkt der drehenden Maschine berechnet, bei der das erste Ausgabedrehelement und das zweite Ausgabedrehelement in einen vorbestimmten Differenzialzustand versetzt sind, auf der Basis eines Fahrzeugfahrzustands, um die drehende Maschine zu steuern, um bei dem Betriebspunkt zu arbeiten.
Ein dritter Aspekt der Erfindung sieht die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung nach dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung vor, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung eine Drehzahländerung der drehenden Maschine unterdrückt, um eine Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements relativ zueinander zu begrenzen.
Ein vierter Aspekt der Erfindung sieht die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung vor, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung eine Drehzahländerung der drehenden Maschine unterdrückt, um eine Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements relativ zueinander zu begrenzen, und die Leistungsquelle steuert, um eine Änderung der Drehzahl des Differenzialeingabebauteils aufgrund des Unterdrückens der Drehzahländerung der drehenden Maschine zu unterdrücken.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die vorstehend beschrieben ist, ist derart gestaltet, dass ein Eingabedrehelement, ein erstes Ausgabedrehelement und ein zweites Ausgabedrehelement in Reihe von einem Ende zu dem anderen in dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet sind, das die Drehzahlen der drei Drehelemente der Leistungsübertragungsvorrichtung an einer geraden Linie darstellen kann. Deshalb begrenzt eine Drehzahl des Eingabedrehelements eine Differenzialdrehung zwischen dem ersten Ausgabedrehelement und dem zweiten Ausgabedrehelement. Mit anderen Worten gesagt werden die Drehzahlen des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements derart begrenzt, dass die Drehzahlen des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements in einer geraden Linie in Bezug zu der Drehzahl des Eingabedrehelements verbunden sind, das an einem Ende des Kollinearitätsdiagramms angeordnet ist. Deshalb kann durch Steuern der Drehzahl des Eingabedrehelements durch die Drehzahlsteuerung der drehenden Maschine der Leistungserzeugungsvorrichtung, beispielsweise die Differenzialdrehung zwischen dem ersten Ausgabedrehelement und dem zweiten Ausgabedrehelement begrenzt werden und kann zu der Zeit einer Kurvenfahrt in einen vorbestimmten Differenzialzustand versetzt werden. Des Weiteren kann durch Steuern des Drehmoments der drehenden Maschine der Leistungserzeugungsvorrichtung die Veränderlichkeit der Drehzahl des Eingabedrehelements gesteuert werden, und deshalb kann die Drehzahländerung begrenzt oder gestattet werden. Falls das Drehmoment der drehenden Maschine erhöht wird, um eine Drehzahländerung des Eingabedrehelements zu begrenzen, wird die Differenzialdrehung zwischen dem ersten Ausgabedrehelement und dem zweiten Ausgabedrehelement begrenzt. Falls das Drehmoment der drehenden Maschine verringert wird, um eine Drehzahländerung des Eingabedrehelements zu gestatten, wird die Differenzialdrehung zwischen dem ersten Ausgabedrehelement und dem zweiten Ausgabedrehelement gestattet.
Da die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Betriebszustand der drehenden Maschine der Leistungserzeugungsvorrichtung steuern kann, d.h. die Drehzahl und das Drehmoment, und die Drehzahl des Eingabedrehelements und die Veränderlichkeit der Drehzahl steuern kann, um die Differenzialdrehung des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements zu begrenzen oder zu gestatten, ist es nicht notwendig, eine mechanische Differenzialsteuerungseinrichtung, wie beispielsweise eine Kupplung oder eine Tellerfeder, separat vorzusehen, und die Vorrichtung ist einfach und kostengünstig gestaltet.
Da die Leistungserzeugungsvorrichtung der Erfindung den Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart hat und die Drehzahl des Differenzialausgabebauteils, d.h. die Drehzahl des Eingabedrehelements der Leistungsübertragungsvorrichtung, durch die Drehzahlen von sowohl der Drehmaschine als auch der Leistungsquelle bestimmt wird, gibt es bspw. einen Fall, dass die Differenzialdrehung durch die Drehzahlsteuerung der Drehmaschine untersagt wird oder ein vorbestimmter Differenzialzustand erreicht wird, oder dass das Drehmoment der drehenden Maschine erhöht wird, um die Differenzialdrehung zu begrenzen. In diesem Fall kann beispielsweise, wenn sich ein umgekehrtes Eingabedrehmoment von den Rädern plötzlich ändert, ein Lastmoment durch eine Drehzahländerung der Leistungsquelle absorbiert werden, um zu verhindern, dass eine übermäßige Last auf die Drehmaschine und andere Drehelemente wirkt.
Da der zweite Aspekt der Erfindung ein Berechnen eines Betriebspunkts der Drehmaschine, bei dem das erste Ausgabedrehelement und das zweite Ausgabedrehelement in einen vorbestimmten Differenzialzustand versetzt sind, auf der Basis des Fahrzeugfahrzustands umfasst, und die Drehmaschine gesteuert wird, um bei dem Betriebspunkt zu arbeiten, kann die Differenzialdrehung während eines Kurvenfahrens etc. gestattet werden, während die Differenzialdrehung während einer Geradeausfahrt begrenzt wird, um zu verhindern, dass ein Bremsphänomen in engen Kurven auftritt, oder um ein Untersteuern zu unterdrücken.
In dem dritten Aspekt der Erfindung wird die Drehzahländerung der Drehmaschine unterdrückt, um die Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements relativ zueinander zu begrenzen, und deshalb kann beispielsweise die Fahrstabilität während einer Geradeausfahrt verbessert werden oder das Übersteuern während einer Kurvenfahrt kann unterdrückt werden.
In dem vierten Aspekt der Erfindung hat die Leistungserzeugungsvorrichtung den Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart, die Drehzahländerung der Drehmaschine wird unterdrückt, um die Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements relativ zueinander zu begrenzen, und die Leistungsquelle wird gesteuert, um die Änderung der Drehzahl des Differenzialeingabebauteils aufgrund der Unterdrückung der Drehzahländerung der drehenden Maschine zu unterdrücken, und deshalb wird die Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements in geeigneter Weise begrenzt und die Fahrstabilität kann während einer Geradeausfahrt verbessert werden oder das Übersteuern während einer Kurvenfahrt kann unterdrückt werden, genauso wie bei dem dritten Aspekt der Erfindung.
Figurenliste

1 ist eine Skizze zum Erklären einer Leistungsübertragungsvorrichtung eines vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeugs, auf das die vorliegende Erfindung angewendet ist.
2 sind Diagramme zum Erklären eines Beispiels eines Automatikgetriebes, das an der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 vorgesehen ist, und 2 (a) ist eine Skizze des Automatikgetriebes, und 2 (b) ist eine Betriebstabelle zum Erklären, welche Reibeingriffsvorrichtungen im Eingriff sind, wenn eine Vielzahl der Gangstufen des Automatikgetriebes von 2 (a) eingerichtet sind.
3 ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels von Eingabe- oder Ausgabesignalen einer elektronischen Steuerungsvorrichtung, die die Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 umfasst.
4 ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels einer Schaltbetätigungsvorrichtung, die an der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 vorgesehen ist.
5 ist ein Funktionsblockliniendiagramm zum Erklären eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion, die durch die elektronische Steuerungsvorrichtung von 3 ausgeführt wird.
6 ist ein Beispiel eines Schaltkennfelds, das mit einer Schaltsteuerung des Automatikgetriebes verwendet wird, und stellt auch ein Beispiel eines Antriebsleistungsquellenkennfelds dar, das mit einer Antriebsleistungsquellenumschaltsteuerung verwendet wird, die zwischen einem Maschinenfahren und einem Motorfahren umschaltet.
7 ist ein Beispiel eines Kraftstoffverbrauchskennfelds der Maschine, die in der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 umfasst ist.
8 ist ein Kollinearitätsdiagramm, das an einer geraden Linie die Beziehung der Drehzahlen der drei Drehelemente des Differenzialabschnitts der elektrischen Bauart der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 darstellen kann, und stellt auch ein Kollinearitätsdiagramm der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung dar.
9 ist ein Flussdiagramm insbesondere zum Erklären des Inhalts der Differenzialsteuerung, die durch die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung von 5 ausgeführt wird.
10 sind Diagramme zum Erklären des Unterschieds der Kurvenbahn des Vorder- und Hinterrads während der Kurvenfahrt, und 10 (a) ist die Zeit einer Kurvenfahrt mit niedriger Geschwindigkeit, 10 (b) ist die Zeit einer Kurvenfahrt mit hoher Geschwindigkeit, und 10 (c) stellt ein Beispiel einer Änderungseigenschaft eines Schlupfwinkels dar.
11 ist ein Diagramm, das die Drehzahl der Abschnitte darstellt, wenn die Differenzialsteuerung gemäß dem Flussdiagramm von 9 zu der Zeit der Kurvenfahrt durchgeführt wird, und ist ein Diagramm das zu 8 korrespondiert.
12 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines weiteren Beispiels der Differenzialsteuerung, die durch die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung durchgeführt wird.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Sollgierrate Yr darstellt, die in Schritt R4 von 12 verwendet wird.
14 sind Skizzen zum Erklären weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 14 (a) ist der Fall der Anwendung auf ein vorder- und hinterradangetriebenes Fahrzeug auf der Basis eines vorderradangetriebenen Fahrzeugs der Querbauart, und 14 (b) ist der Fall, bei dem der Kopplungsmodus einer Differenzialplanetengetriebevorrichtung verschieden ist.
15 sind Skizzen zum Erklären weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und sind Skizzen zum Erklären zweier Arten von Beispielen sind, bei denen eine Verteilungsplanetengetriebevorrichtung der Doppelritzelbauart als der Differenzialmechanismus der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung verwendet wird.
16 ist ein Diagramm zum Erklären weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und ist ein Diagramm, das zu 8 korrespondiert, und den Fall darstellt, dass das Differenzialausgabebauteil mit dem Träger SCA gekoppelt ist, der in der Mitte an dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet ist.
17 ist ein Diagramm zum Erklären weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und zeigt den Fall, dass die Leistungserzeugungsvorrichtung aus nur dem ersten Motorgenerator gebildet ist.
18 ist ein Diagramm zum Erklären weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und zeigt den Fall, dass die vorliegende Erfindung auf die Differenzialsteuerung der Leistungsverteilungsvorrichtung für ein linkes und rechtes Rad angewendet ist.
19 ist eine Skizze zum Erklären eines Beispiels der herkömmlichen Leistungsverteilungsvorrichtung des vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeugs.
20 ist ein Kollinearitätsdiagramm, das an einer geraden Linie die Beziehung der Drehzahlen der drei Drehelemente des Differenzialabschnitts der elektrischen Bauart der Leistungsübertragungsvorrichtung von 19 darstellen kann, und zeigt auch ein Kollinearitätsdiagramm der Vorder- und Hinterradsleistungsverteilungsvorrichtung.

Bezugszeichenliste

10, 260, 270:: Leistungsübertragungsvorrichtung
11, 260:: Leistungserzeugungsvorrichtung
12, 250:: Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart
14, 210, 220, 230, 240:: Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung (Leistungsverteilungsvorrichtung)
16:: Differenzialplanetengetriebevorrichtung (Differenzialmechanismus)
18:: Differenzialeingabewelle (Differenzialeingabebauteil)
20:: Maschine (Leistungsquelle)
22:: Differenzialausgabebauteil
34:: Hinterrad (erstes Rad)
44:: Vorderrad (zweites Rad)
80:: elektronische Steuerungsvorrichtung
92:: Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung
272: l: Leistungsverteilungsvorrichtung für ein linkes und rechtes Rad (Leistungsverteiungsvorrichtung)
276L:: linkes Rad (erstes Rad)
276R:: rechtes Rad (zweites Rad)
MG1:: erster Motorgenerator

BESTE FORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine Brennkraftmaschine wie beispielsweise eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine wird bevorzugt als eine Leistungsquelle verwendet, die mit einem Differenzialeingabebauteil des Differenzialabschnitts der elektrischen Bauart gekoppelt ist, und eine Hybridantriebsbauart kann beispielsweise durch zusätzliches Anordnen eines Elektromotors (einschließlich eines Motorgenerators) als eine Nebenleistungsquelle zwischen einer Leistungsverteilungsvorrichtung und einem Rad verwendet werden. Eine Leistungsquelle, die anders als eine Brennkraftmaschine ist, wie beispielsweise ein Elektromotor oder ein Motorgenerator, kann auch als die Leistungsquelle verwendet werden, die mit dem Differenzialeingabebauteil gekoppelt ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung bevorzugt auf eine Differenzialsteuerung eines Vorder- und Hinterrads in einem vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeug angewendet wird, das ein erstes Rad als eines von dem vorderen und dem hinteren Rad und ein zweites Rad als das andere von dem vorderen und dem hinteren Rad hat, ist die vorliegende Erfindung auch auf eine Differenzialsteuerung von einem linken und einem rechten Rad mit einem ersten Rad als eines von dem linken und dem rechten Rad und einem zweiten Rad als das andere von dem linken und dem rechten Rad anwendbar.
Obwohl der Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart beispielsweise eine Planetengetriebevorrichtung der Einritzelbauart oder Doppelritzelbauart als ein Differenzialmechanismus hat, sind verschiedene Formen verfügbar, wie zum Beispiel ein Aufbau mit einer Vielzahl von Planetengetriebevorrichtungen oder mit einer Differenzialvorrichtung der Kegelradbauart. Obwohl dieser Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart derart gestaltet ist, dass ein Drehelement, das mit einem Differenzialeingabebauteil gekoppelt ist, in der Mitte in einem Kollinearitätsdiagramm angeordnet ist, das an einer geraden Linie die Drehzahlen der drei Drehelemente des Differenzialmechanismus darstellen kann, die mit beispielsweise der drehenden Maschine, dem Differenzialeingabebauteil bzw. einem Differenzialausgabebauteil gekoppelt sind, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Aufbau mit dem Drehelement anwendbar, das mit dem Differenzialausgabebauteil gekoppelt ist, das in der Mitte angeordnet ist.
Obwohl die drehende Maschine eine drehende elektrische Maschine ist und bevorzugt durch Verwenden eines Motorgenerators realisiert ist, der wahlweise Funktionen eines elektrischen Motors und eines elektrischen Generators ausführen kann, kann beispielsweise ein elektrischer Generator als die drehende Maschine verwendet werden, falls die regenerative Steuerung der drehenden Maschine durchgeführt wird, um eine Reaktionskraft einer Leistungsquelle mit einem regenerativen Drehmoment aufzunehmen und um elektrische Energie zurückzugewinnen, wenn der Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart umfasst ist, und ein Elektromotor kann als die drehende Maschine verwendet werden, falls die drehende Maschine direkt als eine Leistungserzeugungsvorrichtung mit einem Eingabedrehelement der Leistungsverteilungsvorrichtung gekoppelt ist. Die Leistungserzeugungsvorrichtung kann durch Verwenden sowohl eines Elektromotors als auch eines elektrischen Generators gebildet sein.
Obwohl die Leistungsverteilungsvorrichtung beispielsweise eine einzelne Planetengetriebevorrichtung der Einritzel- oder Doppelritzelbauart als einen Differenzialmechanismus hat, wie es der Fall bei dem Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart ist, sind verschiedene Formen verfügbar, wie beispielsweise ein Aufbau mit einer Vielzahl von Planentengetriebevorrichtungen oder mit einer Differenzialvorrichtung der Kegelradbauart. Falls der Differenzialmechanismus eine einzelne Planetengetriebevorrichtung der Einritzelbauart ist, ist ein Träger, der in der Mitte in dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet ist, ein erstes Ausgabedrehelement, und ein Sonnenrad und ein Hohlrad korrespondieren zu einem und dem andern von einem Eingabedrehelement und einem zweiten Ausgabedrehelement. Falls der Differenzialmechanismus eine einzelne Planetengetriebevorrichtung der Doppelritzelbauart ist, ist das Hohlrad, das in der Mitte in dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet ist, das erste Ausgabedrehelement, und das Sonnenrad und der Träger korrespondieren zu einem und dem anderen von dem Eingabedrehelement und dem zweiten Ausgabedrehelement.
Obwohl das Eingabedrehelement der Leistungsverteilungsvorrichtung und das Differenzialausgabebauteil einstückig gekoppelt sein können, sind verschiedene Formen verfügbar, wie beispielsweise eine Kopplung über eine Unterbrechungsvorrichtung, wie eine Kupplung, oder eine Kopplung über ein Getriebe, das eine Geschwindigkeit erhöht oder verringert. Selbst falls die Leistungserzeugungsvorrichtung nur eine drehende Maschine hat, sind verschiedene Formen für eine Kopplungsform zwischen der drehenden Maschine und dem Eingabedrehelement verfügbar, wie es der Fall bei dem Differenzialausgabebauteil ist.
In dem Fall der Leistungsübertragungsvorrichtung eines vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeugs, ist ein gestuftes oder stufenloses Getriebe, je nach Notwendigkeit, an einem Leistungsübertragungsweg von dem ersten Ausgabedrehelement zu dem ersten Rad oder an einem Leistungsübertragungsweg von dem zweiten Ausgabedrehelement zu dem zweiten Rad angeordnet. Das Getriebe kann an einem Leistungsübertragungsweg von der Leistungserzeugungsvorrichtung zu der Leistungsverteilungsvorrichtung angeordnet sein. Falls ein Übersetzungsverhältnis von dem ersten Ausgabedrehelement zu dem ersten Rad sich von einem Übersetzungsverhältnis von dem zweiten Ausgabedrehelement zu dem zweiten Rad aufgrund des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins des Getriebes unterscheidet, unterscheiden sich die Drehzahlen der Ausgabedrehelemente voneinander aufgrund des Unterschieds zwischen den Übersetzungsverhältnissen; jedoch meint der Drehzahlunterschied in diesem Fall nicht die Differenzialbewegung, und die Differenzialbewegung ist eine Drehzahländerung relativ zu einer Referenzdrehzahl, die durch die Übersetzungsverhältnisse und eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Durchschnittsraddrehzahl) bestimmt ist.
Obwohl in dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Betriebspunkt der drehenden Maschine, der das erste Ausgabedrehelement und das zweite Ausgabedrehelement in einen vorbestimmten Differenzialzustand versetzt, auf der Basis eines Fahrzeugfahrzustands berechnet wird und die drehende Maschine gesteuert wird, um an dem Betriebspunkt zu arbeiten, sind verschiedene Formen verfügbar, und beispielsweise kann auf der Basis eines Fahrzeugfahrzustands bestimmt werden, ob eine Differenzialbewegung für das erste Ausgabedrehelement und das zweite Ausgabedrehelement notwendig ist, und das Drehmoment der drehenden Maschine kann verringert werden, um nur eine Drehzahländerung in dem Eingabedrehelement zuzulassen, falls die Differenzialbewegung notwendig ist. Der Fahrzeugfahrzustand repräsentiert einen Lenkwinkel, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Leistungsquellenausgabe (wie beispielsweise einen Drosselklappenöffnungsgrad und ein Motormoment), die bei einer Differenzialbewegung eines vorderen und hinteren Rads oder eines linken und rechten Rads beteiligt sind.
Wenn der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung realisiert wird, wird beispielsweise ein Drehzahlunterschied ΔN zwischen dem ersten Rad und dem zweiten Rad auf der Basis des Fahrzeugfahrzustands im Voraus berechnet (vorausgesagt), um eine Drehzahl Ndef des Eingabedrehelements, die die Differenzialdrehung bei dem Drehzahlunterschied ΔN gestattet, auf der Basis eines Übersetzungsverhältnisses etc. der Leistungsverteilungsvorrichtung zu erhalten, und die Drehzahl der drehenden Maschine der Leistungserzeugungsvorrichtung wird derart gesteuert, dass das Eingabedrehelement die Drehzahl Ndef erreicht.
In dem dritten und vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise eine tatsächliche Gierrate (Gierwinkelgeschwindigkeit) Y erfasst oder berechnet, und, falls die Gierrate Y im Wesentlichen gleich ist wie eine vorbestimmte Sollgierrate Yr, wird die gegenwärtige Steuerung fortgeführt, während, falls die Gierrate Y größer als die Sollgierrate Yr ist, d.h. in dem Fall einer Übersteuerungstendenz, wird ein Drehmoment einer drehenden Maschine korrigiert, um eine Drehzahländerung der drehenden Maschine zu unterdrücken, um die Differenzialbewegung zu begrenzen, so dass das Übersteuern unterdrückt wird, und, im Fall des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung, wird auch ein Drehmoment einer Leistungsquelle korrigiert, um eine Drehzahländerung des Differenzialeingabebauteils zu unterdrücken. In diesem Fall, falls eine Nebenleistungsquelle wie ein Elektromotor zwischen dem ersten Ausgabedrehelement und dem ersten Rad oder zwischen dem zweiten Ausgabedrehelement und dem zweiten Rad in einer leistungsübertragbaren Weise angeordnet ist, ist es wünschenswert, das Drehmoment der Nebenleistungsquelle zu korrigieren, um Antriebskraftschwankungen zu unterdrücken, die durch Drehmomentänderungen der drehenden Maschine und der Leistungsquelle verursacht werden.
Falls die Gierrate Y kleiner als die Sollgierrate Yr ist, d.h. in dem Fall einer Untersteuerungstendenz, wird das Drehmoment der drehenden Maschine korrigiert, um eine Drehzahländerung der drehenden Maschine zu gestatten, um die Differenzialbewegung zu gestatten, so dass das Untersteuern unterdrückt wird. In diesem Fall, falls eine Nebenleistungsquelle wie ein Elektromotor zwischen dem ersten Ausgabedrehelement und dem ersten Rad oder zwischen dem zweiten Ausgabedrehelement und dem zweiten Rad in einer leistungsübertragbaren Weise angeordnet ist, ist es wünschenswert, das Drehmoment der Nebenleistungsquelle zu korrigieren, um Antriebskraftschwankungen zu unterdrücken, die durch eine Drehmomentänderung der drehenden Maschine verursacht werden.
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Skizze zum Erklären einer Leistungsübertragungsvorrichtung 10 eines vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeugs der Hybridantriebsbauart einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Leistungserzeugungsvorrichtung 11 und eine Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 hat. Die Leistungserzeugungsvorrichtung 11 umfasst eine Maschine 20, die als eine Hauptleistungsquelle verwendet wird, und einen Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart, und der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart umfasst eine Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 der Einritzelbauart als ein Differenzialmechanismus. Ein Träger SCA der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 ist über eine Differenzialeingabewelle 18, etc. als ein Differenzialeingabebauteil mit der Maschine 20 gekoppelt; ein Sonnenrad SS ist mit einem ersten Motorgenerator MG1 gekoppelt; und ein Hohlrad SR ist einstückig mit einem Differenzialausgabeteil 22 gekoppelt. Die Maschine 20 ist eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung wie eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine und ist mit der Differenzialeingabewelle 18 direkt oder indirekt über einen nicht dargestellten pulsierungsabsorbierenden Dämpfer etc. gekoppelt. Obwohl der erste Motorgenerator MG1 als eine drehende Maschine angeordnet ist und wahlweise Funktionen von sowohl einem Elektromotor als auch einem elektrischen Generator erfüllen kann, wird der erste Motorgenerator MG1 in dieser Ausführungsform hauptsächlich als ein elektrischer Generator verwendet.
Der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird in einen Differenzialzustand versetzt, wo eine Differenzialwirkung dadurch erreicht wird, dass ermöglicht wird, dass die drei Drehelemente der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16, d.h. das Sonnenrad SS, der Träger SCA und das Hohlrad SR, relativ zueinander drehen, und deshalb wird die Ausgabe der Maschine 20 zu dem ersten Motorgenerator MG1 und dem Differenzialausgabebauteil 22 verteilt. Wenn ein Teil der verteilten Ausgabe der Maschine 20 den ersten Motorgenerator NG1 drehantreibt, wird elektrische Energie durch die regenerative Steuerung (Steuerung zur elektrischen Erzeugung) des ersten Motorgenerators MG1 erzeugt; die elektrische Energie wird für die Leistungsbetriebssteuerung eines zweites Motorgenerators MG2 verwendet, der an einem Leistungsübertragungsweg an der Hinterradseite angeordnet ist; und eine überschüssige elektrische Energie lädt eine elektrische Speichervorrichtung 64 (siehe 5) auf, die eine Batterie ist. Der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart kann als eine elektrische Differenzialvorrichtung funktionieren, um einen sogenannten kontinuierlich änderbaren Übertragungszustand (elektrischer CVT-Zustand) zu erreichen, und die Drehung des Differenzialausgabebauteils 22 wird, ungeachtet einer vorbestimmten Drehung der Maschine 20, in Abhängigkeit der Drehzahl des ersten Motorgenerators 1 kontinuierlich geändert. Deshalb funktioniert der Differenzialabschnitt der elektrischen Bauart als ein elektrisches stufenloses Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis yS (= Drehzahl der Differenzialeingabewelle 18/Drehzahl des Differenzialausgabebauteils 22), das kontinuierlich von einem minimalen Wert ySmin zu einem maximalen Wert ySmax geändert wird. Das Steuern des Betriebszustands des ersten Motorgenerators MG1, der mit dem Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, wie vorstehend beschrieben ist, wird der Differenzialzustand zwischen der Drehzahl der Differenzialeingabewelle 18, d.h. der Maschinendrehzahl NE, und der Drehzahl des Differenzialausgabebauteils 22 gesteuert.
Die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 ist hauptsächlich aus einer Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 der Einritzelbauart gebildet, die als ein Differenzialmechanismus wirkt, und ein Hohlrad CR der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 ist ein Eingabedrehelement und ist mit dem Differenzialausgabebauteil 22 einstückig gekoppelt. Ein Träger CCA ist mit einer Hinterradausgabewelle 26 einstückig gekoppelt und ein Sonnenrad CS ist mit einem Vorderradausgabezahnrad 28 einstückig gekoppelt. Die Hinterradausgabewelle 26 ist mit einem linken und rechten hinteren Rad 34 über ein Automatikgetriebe 30 und eine Leistungsverteilungsvorrichtung 32 für ein linkes und ein rechtes Rad an einer hinteren Seite wirkgekoppelt, und ein zweiter Motorgenerator MG2 ist an den Leistungsübertragungsweg zwischen dem Automatikgetriebe 30 und dem Träger CCA in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt. Obwohl der zweite Motorgenerator MG2 als eine Nebenleistungsquelle angeordnet ist und wahlweise Funktionen von sowohl einem Elektromotor als auch einem elektrischen Generator erfüllen kann, wird der zweite Motorgenerator MG2 in dieser Ausführungsform hauptsächlich als ein Elektromotor verwendet, um die Hinterräder 34 für das Motorfahren drehanzutreiben und um ein Unterstützungsmoment während der Fahrt mit der Maschine 20 als eine Leistungsquelle hinzuzufügen. Das Vorderradausgabezahnrad 28 ist mit einem linken und einem rechten Vorderrad 44 über ein Gegenrad 36, ein Abtriebsrad 28, eine Übertragungswelle 40 und eine vorderseitige Leistungsverteilungsvorrichtung 42 für ein linkes und rechtes Rad wirkgekoppelt. Da der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart, die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14, der erste Motorgenerator MG1 und der zweite Motorgenerator MG2 im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf deren Wellenmitte von diesem angeordnet sind, ist die untere Hälfte in der Skizze von 1 nicht dargestellt.
Deshalb ist das vorder- und hinterradangetriebene Fahrzeug dieser Ausführungsform ein vierradangetriebenes Fahrzeug auf der Basis eines FR-Fahrzeugs (Frontmaschinen-Heckantrieb-Fahrzeug), und die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 der Planetengetriebebauart ist zwischen dem Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart und dem zweiten Motorgenerator MG2 angeordnet, um die Leistung von dem Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart zu den Vorderrädern 44 zu übertragen.
8 ist ein Kollinearitätsdiagramm, das an einer geraden Linie die Drehzahlen der drei Drehelemente (SS, SCA, SR) des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart darstellen kann, und zeigt des Weiteren ein Kollinearitätsdiagramm der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14. In dem Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart, der die Differenzialwirkung mit der Planetengetriebevorrichtung 16 der Einritzelbauart erreicht, ist ein Abstandsverhältnis zwischen den Drehelementen (SS, SCA, SR) in Abhängigkeit eines Übersetzungsverhältnisses pS der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 bestimmt, und in der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14, die die Differenzialwirkung mit der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 der Einritzelbauart erreicht, ist ein Abstandsverhältnis zwischen den Drehelementen (CS, CCA, CR) in Abhängigkeit eines Übersetzungsverhältnisses pC der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 bestimmt. In dieser Ausführungsform ist die Maschine 20 mit dem Träger SCA gekoppelt, der in der Mitte in dem Kollinearitätsdiagramm von den drei Drehelementen (SS, SCA, SR) des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart angeordnet ist; das Differenzialausgabebauteil 22 ist mit dem Hohlrad SR an der Seite eines engeren Abstands von dem Träger SCA gekoppelt; und der erste Motorgenerator MG1 ist mit dem Sonnenrad SS an der Seite eines breiteren Abstands gekoppelt. Von den drei Drehelementen (CS, CCA, CR) der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14, ist der Träger CCA, der in dem Kollinearitätsdiagramm in der Mitte gelegen ist, ein erstes Ausgabedrehelement und ist in dieser Ausführungsform über die Hinterradausgabewelle 26 mit dem Hinterrad 34 wirkgekoppelt; das Hohlrad CR an der Seite eines engeren Abstands ist ein Eingabedrehelement und ist mit dem Hohlrad SR des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart einstückig gekoppelt; und das Sonnenrad CS an der entgegengesetzten Seite ist ein zweites Ausgabedrehelement und ist über das Vorderradausgabezahnrad 28 mit dem Vorderrad 44 wirkgekoppelt. Das Hinterrad 34 entspricht einem ersten Rad, das eines von dem Vorderrad und dem Hinterrad ist, und das Vorderrad 44 entspricht einem zweiten Rad, das das andere von dem Vorderrad und dem Hinterrad ist. Das Übersetzungsverhältnis ρS der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 und das Übersetzungsverhältnis ρC der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 sind unter Berücksichtigung eines Drehmomentverteilungsverhältnisses etc. geeignet bestimmt.
Das Vorderradausgabezahnrad 28 und das Abtriebsrad 38 haben die gleiche Zähnezahl und werden mit konstanter Geschwindigkeit in der selben Richtung gedreht; das endgültige Untersetzungsverhältnis (Differenzialverhältnis) ir an der Seite des Hinterrads 34 ist äquivalent zu dem endgültigen Untersetzungsverhältnis (Differenzialverhältnis) if an der Seite des Vorderrads 44; und in dem Fall eines Übersetzungsverhältnisses γT = 1 in dem Automatikgetriebe 30, sind die Übersetzungsverhältnisse γr und γf von der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 zu dem Hinterrad 34 und dem Vorderrad 44 äquivalent zueinander. Als eine Folge werden während einer Geradeausfahrt der Träger CCA und das Sonnenrad CS mit der gleichen Drehzahl gedreht und die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 wird im Wesentlichen einstückig bzw. integral gedreht. Andererseits, zu der Zeit des geschwindigkeitserhöhenden Übersetzungsverhältnisses, wenn das Übersetzungsverhältnis γT des Automatikgetriebes 30 kleiner als eins ist, da das Übersetzungsverhältnis γr von der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 zu dem Hinterrad 34 kleiner wird als das Übersetzungsverhältnis γf zu dem Vorderrad 44, wird während einer Geradeausfahrt der Träger CCA an der Seite des Hinterrads 34 langsamer relativ zu dem Sonnenrad CS an der Seite des Vorderrads 44 gedreht, wie in 8 dargestellt ist, und die Drehzahl wird in dem Hohlrad CR, das das Eingabedrehelement ist, d.h. das Differenzialausgabebauteil 22, und dem Hohlrad SR langsamer als der Träger CCA in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses ρC. Zu der Zeit des geschwindigkeitsverringernden Übersetzungsverhältnisses, wenn das Übersetzungsverhältnis γT des Automatikgetriebes 30 größer als eins ist, da das Übersetzungsverhältnis γr von der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 zu dem Hinterrad 34 größer als das Übersetzungsverhältnis γf zu dem Vorderrad 44 wird, wird während einer Geradeausfahrt der Träger CCA an der Seite des Hinterrads 34 schneller gedreht relativ zu dem Sonnenrad CS an der Seite des Vorderrads 44, umgekehrt zu 8, und zwar, und die Drehzahl in dem Hohlrad CR, das das Eingabedrehelement ist, d.h. das Differenzialausgabebauteil 22, und dem Hohlrad SR wird schneller als der Träger CCA in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses ρC.
Das Automatikgetriebe 30 entspricht einem Schaltabschnitt und ist ein gestuftes Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis γT, das von einem geschwindigkeitsverringernden Übersetzungsverhältnis größer als eins bis zu einem geschwindigkeitserhöhenden Übersetzungsverhältnis kleiner als eins gewählt werden kann. 2 ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels des Automatikgetriebes 30, wie vorstehend beschrieben ist, und (a) ist eine Skizze eines Getriebes der Planetengetriebebauart mit einer ersten Planetengetriebevorrichtung 50 der Einritzelbauart, einer zweiten Planetengetriebevorrichtung 52 der Einritzelbauart und einer dritten Planetengetriebevorrichtung 54 der Einritzelbauart. Die erste Planetengetriebevorrichtung 50 hat ein Sonnenrad S1, einen ersten Träger CA1, der ein Planetenrad in einer drehbaren und umlaufbaren Weise stützt, und ein erstes Hohlrad R1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 über das Planetenrad eingreift, und der erste Träger CA1 ist mit der Hinterradausgabewelle 26 einstückig gekoppelt. Das erste Sonnenrad S1 wird über eine Bremse B0 wahlweise mit einem Getriebegehäuse (nachstehend einfach ein Gehäuse) 56 gekoppelt, um eine Drehung zu stoppen, und wird über eine Kupplung C0 wahlweise mit dem ersten Träger CA1 gekoppelt.
Die zweite Planetengetriebevorrichtung 52 hat ein zweites Sonnenrad S2, einen zweiten Träger CA2, der ein Planetenrad in einer drehbaren und umlaufbaren Weise stützt, und ein zweites Hohlrad R2, das über das Planetenrad mit dem zweiten Sonnenrad S2 eingreift, und die dritte Planetengetriebevorrichtung 54 hat ein drittes Sonnenrad S3, einen dritten Träger CA3, der ein Planetenrad in einer drehbaren und umlaufbaren Weise stützt, und ein drittes Hohlrad R3, das über das Planetenrad mit dem dritten Sonnenrad S3 eingreift. Das zweite Hohlrad R2 wird über eine Kupplung C1 wahlweise mit dem ersten Hohlrad R1 gekoppelt. Das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 sind einstückig miteinander gekoppelt, werden wahlweise mit dem ersten Hohlrad R1 über eine Kupplung C2 gekoppelt, und werden über eine Bremse B1 wahlweise mit dem Gehäuse 56 gekoppelt, um eine Drehung zu stoppen. Der dritte Träger CA3 wird über eine Bremse B2 wahlweise mit dem Gehäuse 56 gekoppelt, um eine Drehung zu stoppen. Der zweite Träger CA2 und das dritte Hohlrad R3 sind einstückig miteinander gekoppelt und sind einstückig mit einer AT-Ausgabewelle 58 gekoppelt, um nach einem Schalten von Gängen eine Drehung auszugeben. Da auch das Automatikgetriebe 30 im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die Wellenmitte gestaltet ist, ist in der Skizze von 2 (a) die untere Hälfte nicht abgebildet.
Die Kupplungen C0, C1, C2 und die Bremsen B0, B1, B2 (nachstehend einfach Kupplungen C und Bremsen B, falls es nicht besonders unterschieden wird) sind hydraulische Reibeingriffsvorrichtungen und sind als eine nasse Mehrfachplattenbauart mit einem hydraulischen Stellglied gebildet, das eine Vielzahl von Reibscheiben zusammendrückt, die miteinander überlappen, oder als eine Bandbremse mit einem hydraulischen Stellglied, das ein Ende von einem oder zwei Bändern festzieht, die um eine Außenumfangsfläche einer Drehtrommel gewickelt sind, die Bauteile an den beiden Seiten der dazwischen liegenden Vorrichtungen einstückig koppelt. Diese Kupplungen C und Bremsen B werden wahlweise in und außer Eingriff gebracht, wie in einer Betriebstabelle von 2(b) abgebildet ist, um vier Vorwärtsgangstufen von einer ersten Geschwindigkeitsgangstufe „1.“ zu einer O/D-Gangstufe „O/D“, eine Neutralstufe „N“ zum Unterbrechen der Leistungsübertragung etc. einzurichten. Die erste Geschwindigkeitsgangstufe „1.“ und die zweite Geschwindigkeitsgangstufe „2.“ haben das Übersetzungsverhältnis γT (= Drehzahl der Hinterradausgabewelle 26/Drehzahl der AT-Ausgabewelle 58), das ein geschwindigkeitsverringerndes Übersetzungsverhältnis größer als eins ist, und die O/D-Gangstufe „O/D“ hat das Übersetzungsverhältnis γT, das ein geschwindigkeitserhöhendes Übersetzungsverhältnis kleiner als eins ist. Das Übersetzungsverhältnis γT, das in 2(b) beschrieben ist, ist ein Beispiel in dem Fall eines Übersetzungsverhältnisses ρ1 der ersten Planetengetriebevorrichtung 50 = 0,418, eines Übersetzungsverhältnisses ρ2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung 52 = 0,532 und eines Übersetzungsverhältnisses ρ3 der dritten Planetengetriebevorrichtung 54 = 0,418. Ein Rückwärtsfahren wird durch Drehantreiben des zweiten Motorgenerators MG2 in der umgekehrten Drehrichtung durchgeführt, während das Automatikgetriebe 30 beispielsweise auf die erste Geschwindigkeitsgangstufe „1.“ eingestellt ist.
Obwohl ein stufenloses Getriebe im Allgemeinen aus dem Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart, der als ein stufenloses Getriebe funktioniert, und dem Automatikgetriebe 30 in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 gebildet ist, das wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, können der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart und das Automatikgetriebe 30 den Zustand äquivalent zu einem gestuften Getriebe durch Durchführen einer Steuerung derart ausbilden, dass das Übersetzungsverhältnis γS des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart konstant gehalten wird. Im Speziellen, wenn der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart als ein stufenloses Getriebe funktioniert und das Automatikgetriebe 30 in Reihe mit dem Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart als ein gestuftes Getriebe funktioniert, werden die Drehzahlen des Differenzialausgabebauteils 22 und der Hinterradausgabewelle 26 in einer stufenlosen Weise für wenigstens eine Gangstufe G des Automatikgetriebes 30 geändert, und eine stufenlose Übersetzungsverhältnisbreite wird in der Gangstufe G erhalten. Ein Gesamtübersetzungsverhältnis der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 wird für jede Gangstufe erhalten durch Durchführen einer Steuerung derart, dass das Übersetzungsverhältnis γS des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart konstant gehalten wird, und durch wahlweises Durchführen eines Eingriffsbetriebs der Kupplungen C und der Bremsen B, um eine von der ersten Geschwindigkeitsgangstufe „1.“ zu der O/D-Gangstufe „O/D“ zu erhalten. Falls beispielsweise die Drehzahl NMG 1 des ersten Motorgenerators MG1 derart gesteuert wird, dass das Übersetzungsverhältnis yS des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart auf „1“ fixiert ist, ist ein Gesamtübersetzungsverhältnis des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart und des Automatikgetriebes 30 das gleiche wie das Übersetzungsverhältnis γT von jeder Gangstufe der ersten Geschwindigkeitsgangstufe „1.“ bis zu der O/D-Gangstufe „O/D“ des Automatikgetriebes 30 einzurichten.
3 stellt beispielhaft Signale, die zu einer elektronischen Steuerungsvorrichtung 80 zum Steuern der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform eingegeben werden, und Signale dar, die von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 80 ausgegeben werden. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 80 umfasst einen sogenannten Mikrocomputer, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer I/O-Schnittstelle, etc. gebildet ist, und führt Signalverarbeitungen gemäß Programmen aus, die im Voraus in dem ROM gespeichert sind, während eine temporäre Speicherfunktion des RAM genutzt wird, um die Hybridantriebssteuerung in Bezug auf die Maschine 20, den ersten Motorgenerator MG1 und den zweiten Motorgenerator MG2 und die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 30 auszuführen.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 80 wird von Sensoren, Schaltern, etc., wie in 3 abgebildet ist, mit einem Signal, das eine Maschinenwassertemperatur TEMPw anzeigt, Signalen, die eine Schaltposition P_SH eines Schalthebels 66 (siehe 4) und die Zahl der Betätigungen zu einer „M“-Position anzeigen, einem Signal, das eine Maschinendrehzahl NE anzeigt, die die Drehzahl der Maschine 20 ist, einem Signal, das einen Befehl für einen M-Modus (Fahrmodus des manuellen Schaltens) anzeigt, einem Signal, das einen Betrieb einer Klimaanlage anzeigt, einem Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend der Drehzahl N_OUT der AT-Ausgabewelle 58 anzeigt, einem Signal, das eine Betriebsöltemperatur T _OIL des Automatikgetriebes 30 anzeigt, einem Signal, das eine Parkbremsbetätigung anzeigt, einem Signal, das eine Fußbremsbetätigung anzeigt, einem Signal, das eine Katalysatortemperatur anzeigt, einem Signal, das einen Beschleunigerbetätigungsbetrag (Öffnungsgrad) ACC anzeigt, der ein Betrag einer Gaspedalbetätigung entsprechend einem Ausgabeanfragebetrag eines Fahrers ist, einem Signal, das einen Nockenwinkel anzeigt, einem Signal, das eine Schneemoduseinstellung anzeigt, einem Signal, das eine Längsbeschleunigung G eines Fahrzeugs anzeigt, einem Signal, das ein Tempomatfahren anzeigt, einem Signal, das ein Gewicht eines Fahrzeugs (Fahrzeuggewicht) anzeigt, einem Signal, das eine Radgeschwindigkeit für jedes Rad anzeigt, einem Signal, das die Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators MG1 anzeigt, einem Signal, das eine Drehzahl NMG2 des zweiten Motorgenerators MG2 anzeigt, einem Signal, das einen elektrischen Ladebetrag (verbleibender Betrag) SOC der elektrischen Speichervorrichtung 64 anzeigt, einem Signal, das die Gierrate (Gierwinkelgeschwindigkeit) Y anzeigt, einem Signal, das einen Lenkwinkel Φ des Vorderrads 34 anzeigt, etc. versorgt.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 80 gibt beispielsweise Steuerungssignale zu einer Maschinenausgabesteuerungsvorrichtung 60 (siehe 5) aus, die eine Maschinenausgabe steuert, ein Antriebssignal zu einem Drosselstellglied aus, das einen Drosselventilöffnungsgrad θ_TH einer elektronischen Drosselklappe einstellt, die in einem Einleitungsrohr der Maschine 20 angeordnet ist, ein Kraftstoffzufuhrmengensignal, das eine Kraftstoffzufuhrmenge in das Einleitungsrohr oder in Zylinder der Maschine 20 von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert, ein Zündungssignal, das einen Befehl für die Zeitabstimmung der Zündung der Maschine 20 durch eine Zündungsvorrichtung ausgibt, ein Ladedruckeinstellsignal zum Einstellen eines Ladedrucks, etc. aus. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 80 gibt auch ein Antriebssignal für eine elektrische Klimaanlage aus, um eine elektrische Klimaanlage zu aktivieren, Befehlssignale, die Befehle für die Betriebe des ersten Motorgenerators MG1 bzw. des zweiten Motorgenerators MG2 ausgeben; ein Schaltpositionsanzeigesignal (Betätigungspositionsanzeigesignal) zum Aktivieren einer Schaltanzeige; ein Übersetzungsverhältnisanzeigesignal zum Anzeigen eines Übersetzungsverhältnisses; ein Schneemodusanzeigesignal zum Anzeigen, dass der Schneemodus in Betrieb ist; ein ABS-Aktivierungssignal zum Aktivieren eines ABS-Stellglieds, das verhindert, dass Räder zu der Zeit des Bremsens rutschen; ein M-Modusanzeigesignal zum Anzeigen, dass der M-Modus ausgewählt ist; ein Ventilbefehlssignal zum Aktivieren eines elektromagnetischen Ventils (Linearsolenoidventil), das in einem hydraulischen Steuerungskreis 70 (siehe 5) umfasst ist, um das hydraulische Stellglied der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart und das Automatikgetriebe 30 zu steuern; ein Signal zum Regeln eines Leitungsöldrucks PL mit einem Regelventil (Druckregelventil), das in dem hydraulischen Steuerkreis 70 angeordnet ist; ein Antriebsbefehlssignal zum Aktivieren einer elektrischen Ölpumpe, die eine Öldruckquelle eines Ursprungsdrucks zum Regeln des Leitungsöldrucks PL ist; ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Erwärmungseinrichtung; ein Signal für einen Computer zum Steuern der Fahrsteuerung, etc..
4 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Schaltbetätigungsvorrichtung 68 als eine Umschaltvorrichtung, die eine Vielzahl von Arten von Schaltpositionen P_SH durch künstliche Manipulation umschaltet. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 68 ist beispielsweise in der Nähe eines Fahrersitzes angeordnet und hat den Schalthebel 66, der betätigt wird, um eine Vielzahl von Arten von Schaltpositionen P_SH auszuwählen. Der Schalthebel 66 ist angeordnet, um manuell zu einer „P“-Position (Parkposition) zum Parken, die verwendet wird, um in einem Neutralzustand zu sein, d.h. einem Neutralzustand, in dem der Leistungsübertragungsweg in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 unterbrochen ist, und um die AT-Ausgabewelle 58 des Automatikgetriebes 30 zu sperren; einer „R“-Position (Rückwärtsposition) zum Rückwärtsfahren; einer „N“-Position (Neutralposition), um in dem Neutralzustand zu sein, bei dem der Leistungsübertragungsweg in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 unterbrochen ist; einer „D“-Position (Antriebsposition) zum Erreichen eines automatischen Übertragungsmodus (D-Bereich), um die automatische Übertragungssteuerung in einer stufenlosen Übersetzungsverhältnisbreite des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart und allen Vorwärtsgangstufen „1.“ bis „O/D“ des Automatikgetriebes 30 auszuführen; oder zu einer „M“-Position (manuelle Position) zum Erreichen eines manuellem Übertragungsfahrmodus (M-Modus) betätigt, um einen sogenannten Schaltbereich festzulegen, der Schaltstufen an der Hochgeschwindigkeitsseite in dem Automatikgetriebe 30 begrenzt.
Die „M“-Position ist beispielsweise bei der gleichen Position wie die „D“-Position in der Längsrichtung eines Fahrzeugs und benachbart entlang der Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet, und wenn der Schalthebel 66 zu der „M“-Position betätigt wird, wird einer von vier Schaltbereichen von einem D-Bereich zu einem L-Bereich in Abhängigkeit der Betätigung des Schalthebels 66 ausgewählt. Im Speziellen ist die „M“-Position mit einer Hochschaltposition „+“ und einer Herunterschaltposition „-“ entlang der Längsrichtung eines Fahrzeugs versehen, und jedes Mal, wenn der Schalthebel 66 zu der Hochschaltposition „+“ oder der Herunterschaltposition „-“ betätigt wird, geht der Schaltbereich um eins herauf oder herunter. Die vier Schaltbereiche von dem D-Bereich bis zu dem L-Bereich sind Schaltbereiche einer Vielzahl von Arten mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen an der Hochgeschwindigkeitsseite (der Seite der kleineren Übersetzungsverhältnisse) in einem Änderungsbereich, wo die automatische Übertragungssteuerung der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 verfügbar ist; im Speziellen werden die hochgeschwindigkeitsseitigen Gangstufen, die für das Schalten des Automatikgetriebes 30 verfügbar sind, nacheinander verringert; und obwohl die höchste Geschwindigkeitsgangstufe die O/D-Gangstufe „O/D“ in dem D-Bereich ist, ist die höchste Geschwindigkeitsgangstufe auf die dritte Geschwindigkeitsgangstufe „3.“ in einem 3-Bereich, auf die zweite Geschwindigkeitsgangstufe „2.“ in einem 2-Bereich und auf die erste Geschwindigkeitsgangstufe „1.“ in einem L-Bereich festgelegt. Der Schalthebel 66 wird von der Hochschaltposition „+“ und der Herunterschaltposition „-“ durch eine Vorspanneinrichtung, wie beispielsweise eine Feder, automatisch in die „M“-Position zurückgeführt.
5 ist ein Funktionsblockliniendiagramm zum Erklären eines Hauptabschnitts der Steuerungsfunktion der elektronischen Steuerungsvorrichtung 80, und eine Steuerungseinrichtung 82 für eine gestufte Übertragung und eine Hybridsteuerungseinrichtung 90 sind funktional umfasst. Die Steuerungseinrichtung 82 für eine gestufte Übertragung bestimmt, ob das Schalten des Automatikgetriebes 30 ausgeführt werden sollte, auf der Basis des Fahrzeugzustands, der durch eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein Anfrageausgabedrehmoment TOUT gemäß einem vorläufig gespeicherten Schaltliniendiagramm angezeigt wird, das in 6 abgebildet ist, d.h. einer Beziehung (einem Schaltliniendiagramm, einem Schaltkennfeld) mit Hochschaltlinien (durchgehende Linien) und Herunterschaltlinien (gestrichelte Linien), die im Voraus unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Anfrageausgabedrehmoment TOUT (wie einem Beschleunigerbetätigungsbetrag Acc) als Parameter gespeichert ist, d.h. sie bestimmt die Gangstufe, die durch das Schalten des Automatikgetriebes 30 einzustellen ist, und führt die automatische Übertragungssteuerung des Automatikgetriebes 30 aus, um die bestimmte Gangstufe zu erhalten.
In diesem Fall gibt die Steuerungseinrichtung 82 für eine gestufte Übertragung einen Befehl (einen Schaltausgabebefehl, einen Hydraulikdruckbefehl) zum in und außer Eingriffbringen der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen (der Kupplungen C und der Bremsen B), die bei dem Schalten des Automatikgetriebes 30 beteiligt sind, d.h. einen Befehl zum Ausführen des Kupplung-zu-Kupplung-Schaltens durch Lösen der löseseitigen Reibeingriffsvorrichtungen, die bei dem Schalten des Automatikgetriebes 30 beteiligt sind, und durch in Eingriffbringen der eingriffsseitigen Reibeingriffsvorrichtungen, zu dem hydraulischen Steuerkreis 70 aus, um eine vorbestimmte Gangstufe gemäß einer Eingriffstabelle einzurichten, die beispielsweise in 2(b) abgebildet ist. Der hydraulische Steuerungskreis 70 ändert den Eingriffsdruck der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen, die bei dem Schalten beteiligt sind, mit einem Linearsolenoidventil etc. gemäß einem vorbestimmten hydraulischen Änderungsmuster, wie es durch den Befehl vorgeschrieben ist, um zum Ausführen des Schaltens der Automatikgetriebes 30 die löseseitigen Reibeingriffsvorrichtungen zu lösen und die eingriffsseitigen Reibeingriffsvorrichtungen in Eingriff zu bringen.
Andererseits treibt die Hybridsteuerungseinrichtung 90 die Maschine 20 an, um in einem effizienten Betriebsbereich zu arbeiten, steuert die Leistungsverteilung zwischen der Maschine 20 und dem zweiten Motorgenerator MG2, und ändert eine Reaktionskraft aufgrund der elektrischen Erzeugung durch den ersten Motorgenerator MG1 zu dem optimalen Zustand, um das Übersetzungsverhältnis yS des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart zu steuern, der als ein elektrisches stufenloses Getriebe wirkt. Deshalb wird für eine Fahrfahrzeuggeschwindigkeit V zu einem Zeitpunkt eine Sollausgabe (Anfrageausgabe) eines Fahrzeugs von dem Beschleunigerbetätigungsbetrag Acc, der ein Ausgabeanfragebetrag eines Fahrers ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, und eine notwenige Gesamtsollausgabe wird von der Sollausgabe und einem Ladeanfragewert des Fahrzeugs berechnet. Eine Sollmaschinenausgabe wird dann derart berechnet, dass die Gesamtsollausgabe unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlusts, Lasten von Verbrauchern, eines Unterstützungsmoments des zweiten Motorgenerators MG2, etc. erhalten wird, um die Maschine 20 zu steuern und einen Betrag der elektrischen Erzeugung des ersten Motorgenerators MG1 zu steuern, um die Maschinendrehzahl NE und das Maschinendrehmoment TE zum Erhalten der Sollmaschinenausgabe zu erreichen.
Der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart wird betrieben, um als ein elektrisches stufenloses Getriebe zu funktionieren, um der Maschinendrehzahl NE zu entsprechen, die zum Betreiben der Maschine 20 in einem effizienten Betriebsbereich bestimmt ist, wobei die Drehzahl des Differenzialausgabebauteils 22 von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Schaltstufen des Automatikgetriebes 30, d.h. der Drehzahl des Hohlrads SR, bestimmt ist. Deshalb bestimmt die Hybridsteuerungseinrichtung 90 einen Sollwert des Gesamtübersetzungsverhältnisses der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V und steuert das Übersetzungsverhältnis yS des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart unter Berücksichtigung der Gangstufen des Automatikgetriebes 30, um den Sollwert zu erhalten, derart, dass die Maschine 20 entlang einer optimalen Kraftstoffverbrauchskurve betrieben wird, und zwar auf der Basis der optimalen Kraftstoffverbrauchskurve (Kraftstoffverbrauchskennfeld, Beziehung) der Maschine 20, die durch eine gestrichelte Linie von 7 dargestellt ist, empirisch erhalten wird und im Voraus gespeichert ist, um sowohl die Fahreigenschaft als auch die Kraftstoffverbrauchseigenschaft zu befriedigen, während einer Fahrt mit einer stufenlosen Übertragung in dem zweidimensionalen Koordinatensystem, das von der Maschinendrehzahl NE und dem Ausgabemoment (Maschinenmoment) TE der Maschine 20 gebildet wird.
In diesem Fall führt die Hybridsteuerungseinrichtung 90 die elektrische Energie, die durch den ersten Motorgenerator MG1 erzeugt wird, zu der elektrischen Speichervorrichtung 64 und dem zweiten Motorgenerator MG2 über einen Inverter 62 zu, und als eine Folge wird ein Hauptteil der Leistung der Maschine 20 mechanisch zu dem Differenzialausgabebauteil 22 übertragen, während ein Teil der Leistung der Maschine 20 für die elektrische Erzeugung des ersten Motorgenerators MG1 verbraucht wird und in elektrische Energie umgewandelt wird. Die elektrische Energie wird über den Inverter 62 zu dem zweiten Motorgenerator MG2 zugeführt, und der zweite Motorgenerator MG2 wird betrieben, um sein Drehmoment zu der Hinterradausgabewelle 26 zuzufügen. Die Einrichtungen, die die Erzeugung der elektrischen Energie bis zu dem Verbrauch der elektrischen Energie durch den zweiten Motorgenerator MG2 betreffen, bilden einen elektrischen Weg von der Umwandlung eines Teils der Leistung der Maschine 20 in elektrische Energie bis zu der Umwandlung der elektrischen Energie in mechanische Energie. Während eines normalen stetigen Fahrens, wie durch eine durchgehende Linie von 8 gekennzeichnet ist, wird die Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators MG1 im Wesentlichen auf Null gehalten, oder dieser wird in der positiven Drehrichtung, die gleich ist wie die Maschinendrehrichtung, in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V gedreht, um elektrische Energie durch die regenerative Steuerung zu erzeugen und die Reaktionskraft aufzunehmen, wenn das Differenzialausgabebauteil 22 (Hohlrad SR) in der positiven Drehrichtung durch die Maschine 20 drehangetrieben wird.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 90 steuert die Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators mit der elektrischen CVT-Funktion des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart derart, dass die Maschinendrehzahl NE im Wesentlichen konstant gehalten wird oder auf eine beliebige Drehzahl gesteuert wird, ungeachtet davon, ob das Fahrzeug angehalten ist oder fährt.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 90 umfasst funktional eine Maschinenausgabesteuerungseinrichtung, die Befehle separat oder in Verbindung mit der Maschinenausgabesteuerungseinrichtung 60 ausgibt, um ein Öffnen/Schließen der elektronischen Drosselklappe mit dem Drosselstellglied zur Drosselsteuerung zu steuern, um eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Einspritzzeitabstimmung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzsteuerung zu steuern, und um die Zeitabstimmung der Zündung durch die Zündungsvorrichtung wie ein Zünder für die Zündzeitabstimmungssteuerung zu steuern, wodurch die Ausgabesteuerung der Maschine 20 ausgeführt wird, um eine notwendige Maschinenausgabe zu erzeugen. Beispielsweise wird das Drosselstellglied grundsätzlich auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags Acc gemäß einer im Voraus gespeicherten Beziehung, die nicht dargestellt ist, gesteuert, um die Drosselsteuerung derart auszuführen, dass sich der Drosselklappenöffnungsgrad θ_TH erhöht, wenn sich der Beschleunigerbetätigungsbetrag Acc erhöht.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 90 kann das Motorfahren mit der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialwirkung) des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart ungeachtet davon erreichen, ob die Maschine 20 gestoppt ist oder sich in dem Leerlaufzustand befindet. Beispielsweise ist die Maschine 20 gestoppt oder in den Leerlaufzustand versetzt und das Motorfahren wird durch Verwenden von nur dem zweiten Motorgenerator MG2 als eine Leistungsquelle in einer relativ niedrigeren Ausgabedrehmomentzone durchgeführt, d.h. einer unteren Maschinendrehmomentzone, die im Allgemeinen als eine Zone mit schlechter Maschineneffizienz im Vergleich zu einer höheren Drehmomentzone erachtet wird, oder in einer relativ niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeitszone der Fahrzeuggeschwindigkeit V, d.h. einer unteren Lastzone. Beispielsweise ist in 6 ein vorbestimmter Motorfahrbereich an der Seite näher zu dem ursprünglichen Punkt als eine durchgehende Linie A gelegen, d.h. an der unteren Drehmomentseite oder der unteren Fahrzeuggeschwindigkeitsseite. Während des Motorfahrens werden nur die Hinterräder 34 für das Hinterradantriebsfahren angetrieben. Um das Schleppen der Maschine 20 zu unterdrücken und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, während die Maschine 20 gestoppt ist, ist es wünschenswert, dass beispielsweise der erste Motorgenerator MG1 in einen Nichtlastzustand versetzt ist und leerlaufen kann, um mit der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialwirkung) des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart die Maschinendrehzahl NE bei Null oder im Wesentlichen bei Null zu halten. Selbst in dem Motorfahrbereich wird die Maschine 20, je nach Notwendigkeit, zu der Zeit einer vorbestimmten Beschleunigung etc. zum Fahren unter Verwendung von sowohl der Maschine 20 als auch dem zweiten Motorgenerator MG2 als die Leistungsquellen betrieben. Die Maschine 20 wird je nach Notwendigkeit in den Betriebszustand zum Laden der elektrischen Speichervorrichtung 64, Aufwärmen etc. versetzt.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 90 kann eine sogenannte Drehmomentunterstützung zum Ergänzen der Leistung der Maschine 20 durchführen, selbst während einer Maschinenfahrt unter Verwendung der Maschine 20 als die Antriebskraftquelle, und zwar durch Zuführen der elektrischen Energie von dem ersten Motorgenerator MG1 und/oder der elektrischen Energie von der elektrischen Speichervorrichtung 64 über den elektrischen Pfad, der vorstehend beschrieben ist, zu dem zweiten Motorgenerator MG2 und durch Antreiben des zweiten Motorgenerators MG2, um ein Drehmoment auf die Hinterräder 34 aufzubringen. Beispielsweise wird zu der Zeit einer Beschleunigungsfahrt oder an einer ansteigenden Straße, wenn das Gaspedal tief niedergedrückt ist, der zweite Motorgenerator MG2 der Leistungsbetriebssteuerung unterzogen, um die Drehmomentunterstützung durchzuführen. Obwohl der Maschinenfahrbereich zum Durchführen des Maschinenfahrens an der Außenseite der durchgehenden Linie A in 6 gelegen ist, d.h. an der höheren Drehmomentseite oder der höheren Fahrzeuggeschwindigkeitsseite, wird die Drehmomentunterstützung durch den zweiten Motorgenerator MG2 je nach Notwendigkeit durchgeführt. Der gesamte Bereich kann als der Maschinenfahrbereich definiert sein, ohne den Motorfahrbereich vorzusehen, der durch die durchgehende Linie A von 6 gekennzeichnet ist, um die Drehmomentunterstützung durch den zweiten Motorgenerator MG2 mit der elektrischen Energie durchzuführen, die durch die regenerative Steuerung des ersten Motorgenerators MG1 erhalten wird.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 90 kann gestatten, dass der erste Motorgenerator MG1 frei dreht, d.h. in dem Nichtlastzustand leer läuft, um den Zustand zu erreichen, in dem der Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart nicht in der Lage ist ein Drehmoment zu übertragen, d.h. der Zustand, der äquivalent zu dem Zustand ist, bei dem der Leistungsübertragungsweg in dem Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart unterbrochen ist und in dem die Ausgabe von der Leistungserzeugungsvorrichtung 11 nicht erzeugt wird. Deshalb kann die Hybridsteuerungseinrichtung 90 den ersten Motorgenerator MG1 in den Nichtlastzustand versetzen, um den Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart in den Neutralzustand (Neutralzustand) zu versetzen, in dem der Leistungsübertragungsweg elektrisch unterbrochen ist.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 90 hat eine Funktion als eine regenerative Steuerungseinrichtung, die den zweiten Motorgenerator MG2 als einen elektrischen Generator durch die regenerative Steuerung von diesem betreibt, wenn der zweite Motorgenerator MG2 durch kinetische Energie eines Fahrzeugs drehangetrieben wird, d.h. durch eine umgekehrte Antriebskraft, die von den Hinterrädern 34 eingegeben wird, und die die elektrische Speichervorrichtung 64 über den Inverter 62 mit der elektrischen Energie lädt, um den Kraftstoffverbrauch während des Trägheitsfahrens (während des Schubbetriebs), wenn nicht beschleunigt wird, und zu der Zeit des Bremsens durch die Fußbremse zu verbessern. Diese regenerative Steuerung wird gesteuert, um einen regenerativen Betrag zu erreichen, der auf der Basis einer Ladekapazität SOC der elektrischen Speichervorrichtung 64 und der Bremskraftverteilung einer Bremskraft von einer hydraulischen Bremse zum Erhalten einer Bremskraft entsprechend einem Bremspedalbetätigungsbetrag bestimmt ist.
Andererseits ist die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 eines vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeugs dieser Ausführungsform derart gestaltet, dass ein Eingabedrehelement, ein erstes Ausgabedrehelement und ein zweites Ausgabedrehelement in Reihe von einem Ende zu dem anderen Ende in dem Kollinearitätsdiagramm von 8 angeordnet sind, dass die Drehzahlen der drei Drehelemente (CS, CCA, CR) der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 an einer geraden Linie darstellen kann. Im Speziellen ist das Hohlrad CR der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 der Einritzelbauart das Eingabedrehelement und ist mit dem Differenzialausgabebauteil 22 gekoppelt; der Träger CCA ist das erste Ausgabedrehelement und ist mit der Hinterradausgabewelle 26 gekoppelt; und das Sonnenrad CS ist das zweite Ausgabedrehelement und ist mit dem Vorderradausgabezahnrad 28 gekoppelt. Deshalb begrenzt eine Drehzahl Ncr des Hohlrads CR, d.h. des Eingabedrehelements, eine Differenzialdrehung zwischen einer Drehzahl Ncca des Trägers CCA, der das erste Ausgabedrehelement ist, und einer Drehzahl Ncs des Sonnenrads CS, das das zweite Ausgabedrehelement ist, und begrenzt des Weiteren eine Differenzialdrehung zwischen dem hinteren Rad 34 und dem vorderen Rad 44, die daran gekoppelt sind.
Mit anderen Worten gesagt, sind die Drehzahlen Ncca, Ncs des ersten Ausgabedrehelements (Träger CCA) und des zweiten Ausgabedrehelements (Sonnenrad CS) derart begrenzt, dass die Drehzahlen Ncca, Ncs des ersten Ausgabedrehelements (Träger CCA) und des zweiten Ausgabedrehelements (Sonnenrad CS) in einer geraden Linie in Bezug zu der Drehzahl Ncr des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) verbunden sind, das an einem Ende des Kollinearitätsdiagramms angeordnet ist. Deshalb kann durch Steuern der Drehzahl Ncr des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) durch die Drehzahlsteuerung des ersten Motorgenerators MG1 der Leistungserzeugungsvorrichtung 11, die Differenzialdrehung zwischen dem ersten Ausgabedrehelement (Träger CCA) und dem zweiten Ausgabedrehelement (Sonnenrad CS) begrenzt werden und in einen vorbestimmten Differenzialzustand zu der Zeit des Kurvenfahrens versetzt werden. Die Drehzahlsteuerung des ersten Motorgenerators MG1 wird durch eine Regelung derart durchgeführt, dass die tatsächliche Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators auf eine vorbestimmte Solldrehzahl festgelegt ist.
Bspw. kann durch Steuern des Drehmoments (regeneratives Drehmoment) des ersten Motorgenerators MG1, wenn die Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators MG1 gesteuert wird, die Veränderlichkeit der Drehzahl Ncr des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) gesteuert werden, und deshalb kann die Differenzialbewegung des Vorder- und Hinterrads begrenzt oder gestattet werden. Falls das Drehmoment des ersten Motorgenerators MG1 erhöht wird, um eine Drehzahländerung des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) zu begrenzen, wird die Differenzialdrehung zwischen dem ersten Ausgabedrehelement (Träger CCA) und dem zweiten Ausgabedrehelement (Sonnenrad CS) begrenzt, was wiederum die Differenzialdrehung zwischen dem Hinterrad 34 und dem Vorderrad 44, die daran gekoppelt sind, begrenzt. Falls das Drehmoment des ersten Motorgenerators MG1 verringert wird, um eine Drehzahländerung des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) zu gestatten, wird die Differenzialdrehung zwischen dem ersten Ausgabedrehelement (Träger CCA) und dem zweiten Ausgabedrehelement (Sonnenrad CS) gestattet, was wiederum die Differenzialdrehung zwischen dem Hinterrad 34 und dem Vorderrad 44, die daran gekoppelt sind, gestattet.
Ein bestimmtes Beispiel einer solchen Differenzialsteuerung eines Vorder- und Hinterrads wird nachstehend beschrieben.
Wie in dem Funktionsblockliniendiagramm von 5 abgebildet ist, umfasst die Hybridsteuerungseinrichtung 90 funktional eine Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung 92 zum Steuern der Differenzialbewegung zwischen dem Vorder- und Hinterrad. Auf der Basis eines Fahrzeugfahrzustands begrenzt die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung 92 die Differenzialdrehung zwischen dem Träger CCA, der das erste Ausgabedrehelement ist, und dem Sonnenrad CS, das das zweite Ausgabedrehelement ist, während einer Geradeausfahrt und berechnet den Betriebspunkt des ersten Motorgenerators MG1, der die Differenzialdrehung zwischen dem Träger CCA und dem Sonnenrad CS während einer Kurvenfahrt gestattet, d.h. eine differenzialzulässige Solldrehzahl NMG1def in diesem Fall, um den ersten Motorgenerator MG1 derart zu steuern, dass der Betrieb bei der differenzialzulässigen Solldrehzahl NMG1def erreicht wird, und die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung 92 führt spezielle Signalprozesse gemäß einem Flussdiagramm von 9 aus.
Die Drehzahl Ncca des Trägers CCA und die Drehzahl Ncs des Sonnenrads CS werden in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses γr von der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 zu dem Hinterrad 34, des Übersetzungsverhältnisses γf zu dem Vorderrad 44 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V (durchschnittliche Raddrehzahl) bestimmt, und können als die Drehzahlen Ncca = V × γr und Ncs = V × γf ausgedrückt werden. Da das Hinterradübersetzungsverhältnis γr ein Wert γTxir ist, der durch Multiplizieren des Übersetzungsverhältnisses γT des Automatikgetriebes 30 mit dem Differenzialverhältnis ir erhalten wird; das Vorderradübersetzungsverhältnis γf das Differenzialverhältnis if ist, und ir = if erfüllt ist, ist Ncca = Ncs erfüllt, wenn das Übersetzungsverhältnis γT 1 ist, d.h. in dem Fall der dritten Geschwindigkeitsgangstufe „3.“, und Ncca < Ncs ist erfüllt, wie in 8 abgebildet ist, im Falle der O/D-Gangstufe „O/D“ mit dem Übersetzungsverhältnis γT kleiner als 1, während Ncca > Ncs in dem Fall der ersten Geschwindigkeitsgangstufe „1.“ oder der zweiten Geschwindigkeitsgangstufe „2.“ mit dem Übersetzungsverhältnis γT größer als 1 erfüllt ist. Die Drehzahlen Ncca = V × γr und Ncs = V × γf, die in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Hinterradübersetzungsverhältnisses γr und des Vorderradübersetzungsverhältnisses γf bestimmt sind, sind Referenzdrehzahlen, wenn keine Differenzialbewegung erzeugt wird und bewirken den Differenzialzustand selbst dann nicht, wenn sich die Drehzahlen voneinander unterscheiden, und der Differenzialzustand wird bewirkt, wenn die Drehzahlen Ncca, Ncs von den Referenzdrehzahlen (Ncca = V × γr, Ncs = V × γf) in Verbindung mit einem Unterschied der Kurvenbahn zwischen dem Vorder- und Hinterrad während einer Kurvenfahrt abweichen. Die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung 92 gestattet oder begrenzt eine solche Differenzialbewegung. Falls sich die radialen Abmessungen des Vorder- und Hinterrads unterscheiden, werden die Drehzahlen Ncca, Ncs in Anbetracht des Unterschieds der radialen Abmessung erhalten.
In Schritt S1 von 9 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Lenkwinkel Φ, der Drosselöffnungsgrad θ_TH , etc. als Parameter eingelesen, die einen Fahrzeugfahrzustand repräsentieren, der die Differenzialbewegung des Vorder- und Hinterrads beeinflusst, und in Schritt S2 wird ein Drehzahlunterschied ΔN zwischen demn Vorder- und Hinterrad auf der Basis dieser Parameter berechnet (vorausgesagt). Der Drehzahlunterschied ΔN wird aufgrund eines Unterschieds der Kurvenbahn erzeugt, wenn sich die Kurvenbahnen des Vorderrads 44 und des Hinterrads 34 unterscheiden, wie in 10(a) und 10(b) abgebildet ist, und kann grundsätzlich von den Kurvenbahnen erhalten werden. Der Drehzahlunterschied ΔN kann von verschiedenen bekannten Berechnungsverfahren erhalten werden; da sich jedoch die Kurvenbahnen des Vorderrads 44 und des Hinterrads 34 in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V ändern, wie in 10(a) und 10(b) abgebildet ist, ist es wünschenswert, einen unterschiedlichen Algorithmus in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V zu erhalten. Beispielsweise kann zu der Zeit einer Kurvenfahrt mit niedriger Geschwindigkeit, wie in 10(a) dargestellt ist, eine Kurvenbahn geometrisch auf der Basis des Lenkwinkels Φ und Spezifikationen (wie beispielsweise eines Achsabstands) des Fahrzeugs erhalten werden, und die Räder 44, 34 rollen und drehen entlang der Kurvenbahn. In dem Fall einer solchen Kurve mit niedriger Geschwindigkeit, ist ein Kurvenbahnradius rf des Vorderrads 44 größer als ein Kurvenbahnradius rr des Hinterrads 34. Der Drehzahlunterschied ΔN kann durch Erhalten der Bewegungsstrecken und Drehzahlen der Räder 44, 34 unter der Annahme berechnet werden, dass sich ein Schwerpunkt C entlang eines Kreisbogens eines Radius r mit einer Winkelgeschwindigkeit bewegt, die beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt ist. Deshalb kann der Drehzahlunterschied ΔN von einem vorbestimmten arithmetischen Ausdruck oder einem Datenkennfeld unter Verwendung des Lenkwinkels Φ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter berechnet werden.
In dem Fall einer Kurvenfahrt mit hoher Geschwindigkeit, wie in 10(b) dargestellt ist, ist eine Kurvenbahn durch ein Gleichgewicht zwischen einer Seitenführungskraft und einer Zentrifugalkraft des Vorder- und Hinterrads bestimmt, und eine Abweichung (Schlupfwinkel) wird zwischen der Rolldrehrichtung und der Kurvenbahn der Räder 44, 34 erzeugt. Diese Abweichung, d.h. der Schlupfwinkel, erhöht sich, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht, wie in 10(c) dargestellt ist, und wenn sich der Schlupfwinkel erhöht, wird der Kurvenbahnradius rr des Hinterrads 34 größer als der Kurvenbahnradius rf des Vorderrads 44. Obwohl 10(b) den Fall darstellt, dass der Kurvenbahnradius rr des Hinterrads 34 größer als der Kurvenbahnradius rf des Vorderrads 44 ist, wird der Kurvenbahnradius rr des Hinterrads 34 in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als der Kurvenbahnradius rf des Vorderrads 44, wie bei dem Fall in 10(a). Da eine Seitenführungskraft durch den Lenkwinkel Φ, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Ausgabe einer Leistungsquelle, d.h. den Drosselventilöffnungsgrad θ_TH , die Gierrate Y, Spezifikationen eines Fahrzeugs wie ein Achsabstand etc. bestimmt ist, und die Kurvenbahn auf der Basis der Seitenführungskraft erhalten werden kann, kann der Drehzahlunterschied ΔN durch Erhalten der Bewegungsstrecken und der Drehzahlen der Räder 44, 34 unter Berücksichtigung des Schlupfwinkels unter der Annahme erhalten werden, dass sich der Schwerpunkt C entlang eines Kreisbogens eines Radius r mit einer Winkelgeschwindigkeit bewegt, die beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt ist. Deshalb kann der Drehzahlunterschied ΔN von einem vorbestimmten arithmetischen Ausdruck oder einem Datenkennfeld unter Verwendung des Lenkwinkels Φ, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Drosselventilöffnungsgrads θ_TH , etc. als Parameter berechnet werden. Der Drehzahlunterschied ΔN kann feiner und genauer unter Berücksichtigung zusätzlicher Parameter erhalten werden, die die Vorder- und Hinterraddifferenzialbewegung beeinflussen, wie beispielsweise ein Fahrzeuggewicht und ein Reibungskoeffizient µ einer Fahrbahnoberfläche.
In Schritt S3 wird eine Drehzahl Ncrdef des Eingabedrehelements (Hohlrad CR), die die Vorder- und Hinterraddifferenzialbewegung bei dem Drehzahlunterschied ΔN gestattet, gemäß Gleichung (1) berechnet, die unter Verwendung des Übersetzungsverhältnisses pC der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24, des Vorderradübersetzungsverhältnisses γf und des Hinterradübersetzungsverhältnisses γr definiert ist. Gleichung (1) ist eine Basisgleichung, die eine Beziehung zwischen Drehzahlen der drei Drehelemente einer Planetengetriebevorrichtung der Einritzelbauart repräsentiert und korrespondiert zu dem Fall, dass der Drehzahlunterschied ΔN zur Hälfte an jedem von dem Vorder- und dem Hinterrad geändert wird. Eine durchgehende Linie eines Kollinearitätsdiagramms, das in 11 abgebildet ist, stellt den Fall dar, dass zu der Zeit einer Kurvenfahrt der Kurvenbahnradius rr des Hinterrads 34 kleiner wird als der Kurvenbahnradius rf des Vorderrads 44, und dass eine Drehzahl Nf des Vorderrads 44 um ΔN/2 erhöht ist, während eine Drehzahl Nr des Hinterrads 34 um ΔN/2 verringert ist, wenn das Automatikgetriebe 30 zu der O/D-Gangstufe „O/D“ eingestellt ist; das Übersetzungsverhältnis γT ist kleiner als 1; und γr < γf und Ncr < Ncca < Ncs sind erfüllt (gestrichelte Linie). Beispielsweise können statt des Erhaltens des Drehzahlunterschieds ΔN in Schritt S2, Drehzahländerungsbeträge ΔNf, ΔNr aufgrund einer Differenzialbewegung separat für das Vorderrad 44 und das Hinterrad 34 erhalten werden oder Drehzahlen Nfdef, Nrdef können direkt für das Vorderrad 44 und das Hinterrad 34 berechnet werden, nachdem eine Differenzialbewegung auftritt, um die Drehzahl Ncrdef des Hohlrads CR, die die Vorder- und Hinterraddifferenzialbewegung gestattet, gemäß dem arithmetischen Ausdruck zu erhalten, der gleich wie Gleichung (1) ist, und verschiedene andere Techniken können verwendet werden. $\begin{array}{r} Ncrdef = {Ncca - (Δ N / 2) \cdot γ r} \cdot (1 + ρ C) \\ - (Ncs + (Δ N/2) \cdot γ f) \cdot ρ C \end{array}$
Im nächsten Schritt S4 wird das Übersetzungsverhältnis ρS der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 zum Berechnen einer differenzialzulässigen Solldrehzahl NMG1def des ersten Motorgenerators MG1 gemäß Gleichung (2) verwendet, die bewirkt, dass die Drehzahl Ncr des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) eine ΔN zulässige Drehzahl Ncrdef ist, die den Drehzahlunterschied ΔN ohne Ändern der Maschinendrehzahl NE gestattet. Gleichung (2) ist eine Basisgleichung, die eine Beziehung zwischen Drehzahlen der drei Drehelemente einer Planetengetriebevorrichtung der Einritzelbauart repräsentiert, wie in dem Fall mit Gleichung (1), die vorstehend beschrieben ist, und Gleichung (2) wird erhalten, weil die Drehzahl Nsr des Hohlrads SR der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 Ncrdef ist und die Drehzahl Nsca des Trägers SCA NE ist. Der erste Motorgenerator MG1 wird durch eine Regelung oder eine Feedforward-Steuerung derart gesteuert, dass die Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators MG1 auf die differenzialzulässige Solldrehzahl NMG1def festgelegt ist. $\begin{matrix} NMG1def = Nsca \cdot (1 + ρ S) - Nsr \\ = NE \cdot (1 + ρ S) - Ncrdef \end{matrix}$
Als eine Folge ist die Drehzahl Ncr des Hohlrads CR, d.h. des Eingabedrehelements der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 auf die ΔN zulässige Drehzahl Ncrdef festgelegt, um die Differenzialdrehung des Vorder- und Hinterrads zuzulassen, wobei die Drehzahl Nf des Vorderrads 44 um ΔN/2 von der Referenzdrehzahl entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V geändert ist und die Drehzahl Nr des Hinterrads 34 um -ΔN/2 von der Referenzdrehzahl entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V geändert ist, und ein sanftes Kurvenverhalten wird gemäß dem Fahrzeugfahrzustand wie der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem Lenkwinkel Φ und dem Drosselventilöffnungsgrad θ_TH erhalten. 11 zeigt den Fall, dass der Kurvenbahnradius rr des Hinterrads 34 kleiner als der Kurvenbahnradius rf des Vorderrads 44 zu der Zeit des Kurvenfahrens wird, und die Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators MG1 wird erhöht, um zu gestatten, dass sich die Drehzahl Nf des Vorderrads 44 um ΔN/2 erhöht und die Drehzahl Nr des Hinterrads 34 um ΔN/2 verringert. Im Gegensatz dazu, falls der Kurvenbahnradius rr des Hinterrads 34 größer wird als der Kurvenbahnradius rf des Vorderrads 44 zu der Zeit des Kurvenfahrens, wie in 10(b) dargestellt ist, wird die Drehzahl NMG1 des ersten Motorgenerators MG1 verringert, um zu gestatten, dass sich die Drehzahl Nf des Vorderrads 44 um ΔN/2 verringert und die Drehzahl Nr des Hinterrads 34 um ΔN/2 erhöht, und die Leistungsbetriebssteuerung wird je nach Notwendigkeit in der umgekehrten Drehrichtung durchgeführt.
Falls der Drehzahlunterschied ΔN im Wesentlichen Null ist, wird eine Änderung der Drehzahl Ncr des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) begrenzt, und deshalb wird die Vorder- und Hinterraddifferenzialbewegung während einer Geradeausfahrt unterdrückt, wodurch eine exzellente Geradeausfahrtstabilität sichergestellt wird.
12 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines weiteren Beispiels der Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerung, die durch die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerungseinrichtung 92 durchgeführt wird, und in diesem Beispiel wird eine Erhöhung/Verringerung eines Drehmoments TMG1 des ersten Motorgenerators MG1 auf der Basis der tatsächlichen Gierrate Y korrigiert, um die Differenzialbewegung derart zu begrenzen, dass ein Übersteuern unterdrückt wird, oder um die Differenzialbewegung derart zu gestatten, dass ein Untersteuern unterdrückt wird, und eine Erhöhung/Verringerung eines Drehmoments TMG2 des zweiten Motorgenerators MG2, d.h. einer Nebenleistungsquelle, wird korrigiert, um zu verhindern, dass sich eine Antriebskraft eines Fahrzeugs aufgrund der Erhöhungs-/Verringerungskorrektur des Drehmoments TMG1 des ersten Motorgenerators MG1 ändert. Falls das Drehmoment TMG1 des ersten Motorgenerators MG1 erhöht wird, um ein Übersteuern zu unterdrücken, wird das Maschinenmoment inkrementweise bzw. erhöhend korrigiert, um zu verhindern, dass sich die Maschinendrehzahl NE verringert.
Mit spezifischer Beschreibung in Bezug auf das Flussdiagramm von 12 werden in Schritten R1 und R2 die Fahrzeuggeschwindigkeit V etc. ausgelesen, und der Drehzahlunterschied ΔN zwischen den Vorder- und Hinterrädern wird auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V etc. berechnet, wie in dem Fall bei Schritten S1 und S2 von 9, die vorstehend beschrieben sind. Bei Schritt R3 wird die tatsächliche Gierrate Y, die durch einen Gierratensensor erfasst wird, ausgelesen, und bei Schritt R4 wird bestimmt, ob die Gierrate Y größer als ein Bestimmungswert (Yr + Δy) ist, der durch Addieren einer zulässigen Abweichung Δy zu einer vorbestimmten Sollgierrate Yr erhalten wird, mit anderen Worten gesagt, ob es eine Übersteuerungstendenz gibt oder nicht. Die Sollgierrate Yr ist ein optimaler Wert zum Erhalten eines geeigneten Kurvenverhaltens, ist im Voraus auf der Basis des Fahrzeugfahrzustands, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem Lenkwinkel Φ, dem Drosselklappenöffnungsgrad θ_TH und dem Drehzahlunterschied ΔN, der in Schritt R2 erhalten wird, und Fahrzeugspezifikationen wie ein Achsabstand bestimmt, und wird durch ein Datenkennfeld etc. unter Verwendung dieser als Parameter festgelegt. 13 ist ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Sollgierrate Yr und der Fahrzeuggeschwindigkeit V unter einer vorbestimmten Bedingung, und die Sollgierrate Yr erhöht sich proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die Sollgierrate Yr kann feiner unter Berücksichtigung zusätzlicher Parameter, wie beispielsweise einem Fahrzeuggewicht und einer Querbeschleunigung, eingestellt werden. Die zulässige Abweichung Δy dient zum Verhindern eines häufigen Umschaltens zwischen der Differenzialsteuerung für ein Übersteuern von Schritt R5 und der Differenzialsteuerung für ein Untersteuern von Schritt R8, und kann als ein konstanter Wert definiert sein; jedoch ist in dieser Ausführungsform die zulässige Abweichung Δy als ein Wert definiert, der erhöht wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht, d.h. wenn sich die Sollgierrate Yr erhöht, wie in 13 dargestellt ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S4 JA (positiv) ist, d.h. in dem Fall einer Übersteuertendenz, die durch Y > Yr + Δy gekennzeichnet ist, werden der Schritt R5 und die nachfolgenden Schritte der Reihe nach ausgeführt. In Schritt R5, um die Differenzialbewegung zwischen den Vorder- und Hinterrädern zu begrenzen, um ein Übersteuern zu unterdrücken, werden der erste Motorgenerator MG1 und die Maschine 20 gesteuert, um eine Ausgabe derart zu erhöhen, dass eine Drehzahländerung des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) unterdrückt wird. Deshalb, falls die Drehzahl Ncr des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) verringert wird, wie beispielsweise durch eine durchgehende Linie von 11 gekennzeichnet ist, aufgrund eines Übersteuerns, wird das Drehmoment TMG inkremental bzw. erhöhend um einen vorbestimmten Korrekturbetrag ΔTMG1o korrigiert, wenn die Drehzahlsteuerung des ersten Motorgenerators MG1 derart durchgeführt wird, dass eine Drehzahländerung des ersten Motorgenerators MG1 unterdrückt wird, um diese Verringerung zu verhindern, und das Drehmoment TE der Maschine 20 wird inkremental bzw. erhöhend um einen vorbestimmten Korrektorbetrag ΔTEo korrigiert, um eine Verringerung der Maschinendrehzahl NE zu verhindern. Im Speziellen wird der Drosselklappenöffnungsgrad θ_TH erhöht. Die Korrekturbeträge ΔTMG1o und ΔTEo können als konstante Werte definiert werden oder können durch einen arithmetischen Ausdruck, ein Datenkennfeld etc. festgelegt sein, in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Gierrate Y und der Sollgierrate Yr, derart, dass die Korrekturbeträge ΔTMG1o und ΔTEo erhöht werden, wenn sich die Abweichung erhöht.
Da die Antriebskraft eines Fahrzeugs erhöht wird, wenn der erste Motorgenerator MG1 und die Maschine 20 in Schritt R5 gesteuert werden, um eine Ausgabe zu erhöhen, wird das Drehmoment TMG2 des zweiten Motorgenerators MG2 um einen Korrekturbetrag ΔTMG2o in dem nächsten Schritt R6 verringert, um diese Änderung der Antriebskraft aufzuheben. Der Korrekturbetrag ΔTMG2o ist in Abhängigkeit der Korrekturbeträge ΔTMG1o und ΔTEo festgelegt.
Falls die Bestimmung in Schritt R4 NEIN ist (negativ), d.h. in dem Fall keiner Übersteuerungstendenz, die durch Y > Yr + Δy gekennzeichnet ist, wird in Schritt R7bestimmt, ob die Gierrate Y kleiner als ein Bestimmungswert (Yr - Δy) ist, der durch Subtrahieren einer zulässigen Abweichung Δy von der vorbestimmten Sollgierrate Yr erhalten wird, mit anderen Worten gesagt, ob es eine Untersteuertendenz gibt oder nicht. Die zulässige Abweichung Δy in diesem Fall kann derselbe Wert wie der in dem Fall der Übersteuerungsbestimmung sein oder kann als ein anderer Wert festgelegt sein. In dem Fall einer Untersteuerungstendenz, die durch Y < Yr - Δy gekennzeichnet ist, werden der Schritt R8 und die nachfolgenden Schritte der Reihe nach ausgeführt. In Schritt R8, um die Differenzialbewegung zwischen den Vorder- und Hinterrädern zuzulassen, um ein Untersteuern zu unterdrücken, wird der erste Motorgenerator MG1 gesteuert, um eine Ausgabe derart zu verringern, dass eine Drehzahländerung des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) gestattet ist. Deshalb, falls es gestattet ist, dass die Drehzahl Nc des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) verringert wird, wie durch eine durchgehende Linie von 11 gekennzeichnet ist, um ein Untersteuern zu unterdrücken, wird das Drehmoment TMG1 verringert und um einen vorbestimmten Korrekturbetrag ΔTMG1u korrigiert, wenn die Drehzahlsteuerung des ersten Motorgenerators MG1 durchgeführt wird, so dass sich die Drehzahl LMG1 des ersten Motorgenerators MG1 leicht ändert. Der Korrekturbetrag ΔTMG1u kann als ein konstanter Wert definiert sein oder kann durch einen arithmetischen Ausdruck, ein Datenkennfeld etc. in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Gierrate Y und der Sollgierrate Yr derart festgelegt sein, dass sich der Korrekturbetrag ΔTMG1u erhöht, wenn sich die Abweichung erhöht. In Schritt R8 wird eine Last der Maschine 20 nicht erhöht, und deshalb ist es nicht notwendig, das Drehmoment TE der Maschine 20 inkremental bzw. erhöhend zu korrigieren, wie in dem Fall von Schritt R5.
Da eine Antriebskraft eines Fahrzeugs verringert wird, wenn der erste Motorgenerator MG1 in Schritt R8 gesteuert wird, um eine Ausgabe zu verringern, wird das Drehmoment TMG2 des zweiten Motorgenerators MG2 durch einen Korrekturbetrag ΔTMG2u im nächsten Schritt R9 erhöht, um diese Änderung der Antriebskraft zu beseitigen. Der Korrekturbetrag ΔTMG2u ist in Abhängigkeit des Korrekturbetrags ΔTMG1u festgelegt.
Falls die Bestimmung in Schritt R7 NEIN (negativ) ist, d.h. in dem Fall, dass es weder eine Übersteuerungs- noch Untersteuerungstendenz gibt und sich die Gierrate Y innerhalb eines Bereichs von Yr - Δy ≤ Y ≤ Yr + Δy befindet, wird Schritt R10 ausgeführt. In diesem Fall, da die gegenwärtige tatsächliche Gierrate Y nahe der Sollgierrate Yr ist und ein geeignetes Kurvenverhalten erwartet wird, wird die gegenwärtige Ausgabesteuerung aufrechterhalten ohne die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerung in Bezug auf die Ausgabesteuerung der Maschine 20, des ersten Motorgenerators MG1 und des zweiten Motorgenerators MG2 zusätzlich zu korrigieren.
Da die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 eines vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeugs dieser Ausführungsform einen Betriebszustand des ersten Motorgenerators MG1 steuern kann, d. h. die Drehzahl NMG1, wie beispielsweise in dem Flussdiagramm von 9, und das Drehmoment TMG1 des ersten Motorgenerators MG1, wie in dem Flussdiagramm von 12, steuern kann, um die Differenzialdrehung des ersten Ausgabedrehelements (Träger CCA) und des zweiten Drehelements (Sonnenrad CS) zu begrenzen oder zu gestatten, ist es nicht notwendig, eine mechanische Differenzialsteuerungseinrichtung wie eine Kupplung oder eine Tellerfeder separat vorzusehen, und die Vorrichtung ist einfach und kostengünstig gestaltet.
Da die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform den Differenzialabschnitt 12 der elektrischen Bauart hat, und die Drehzahl des Differenzialausgabebauteils 22, d.h. die Drehzahl Ncr des Eingabedrehelements (Hohlrad CR) der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14, durch die Drehzahlen MNG1 und NE von sowohl dem ersten Motorgenerator MG1 als auch der Maschine 20 bestimmt wird, kann die Drehzahl Ncr durch die Drehzahlsteuerung des ersten Motorgenerators MG1 gesteuert werden, wie in dem Flussdiagramm von 9 abgebildet ist, um die Differenzialdrehung des Vorder- und Hinterrads zu begrenzen oder einen vorbestimmten Differenzialzustand zu ereichen. Wie in dem Flussdiagramm von 12 dargestellt ist, kann die Drehmomentsteuerung des ersten Motorgenerators MG1 durchgeführt werden, um die Differenzialdrehung der Vorder- und Hinterräder zu begrenzen, oder um die Differenzialbewegung zu gestatten. In diesem Fall, wenn sich beispielsweise ein umgekehrtes Eingabedrehmoment von den Rädern 34, 44 plötzlich ändert, kann ein Lastmoment durch eine Drehzahländerung der Maschine 20 absorbiert werden, um zu verhindern, dass eine übermäßige Last auf den ersten Motorgenerator MG1 und andere Drehelemente wirkt.
Da die Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerung des Flussdiagramms von 9 ein Berechnen eines Betriebspunkts des ersten Motorgenerators MG1 umfasst, bei dem das erste Ausgabedrehelement (Träger CCA) und das zweite Ausgabedrehelement (Sonnenrad CS) in einen vorbestimmten Differenzialzustand, d.h. die differenzialzulässige Solldrehzahl NMG1def, auf der Basis des Fahrzeugfahrzustands versetzt werden, wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem Lenkwinkel Φ und dem Drosselklappenöffnungsgrad θ_TH , und der erste Motorgenerator MG1 gesteuert wird, um bei der differenzialzulässigen Solldrehzahl NMG1def zu arbeiten, kann die Differenzialdrehung während eines Kurvenfahrens etc. gestattet werden, während die Differenzialdrehung während einer Geradeausfahrt begrenzt wird, um zu verhindern, dass ein Bremsphänomen bei einer engen Kurve auftritt, oder um ein Untersteuern zu unterdrücken.
In der Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerung des Flussdiagramms von 12, falls eine Übersteuerungstendenz bestimmt wird, wird das Drehmoment TMG1 in Schritt R5 inkremental bzw. erhöhend korrigiert, um eine Drehzahländerung des ersten Motorgenerators MG1 zu unterdrücken, und das Drehmoment TE der Maschine 20 wird inkremental bzw. erhöhend korrigiert, um eine Änderung der Drehzahl der Differenzialeingabewelle 18 zu unterdrücken, d.h. der Maschinendrehzahl NE, um die Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements (Träger CCA) und des zweiten Ausgabedrehelements (Sonnenrad CS) relativ zueinander zu begrenzen, und deshalb wird das Übersteuern während einer Kurvenfahrt in geeigneter Weise unterdrückt, das durch eine Erhöhung der Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements (Träger CCA) und des zweiten Ausgabedrehelements (Sonnerad CS) verursacht wird.
In der Vorder- und Hinterraddifferenzialsteuerung des Flussdiagramms von 12 wird die Drehmomentkorrektursteuerung des zweiten Motorgenerators MG2 in Schritt R6 oder R9 durchgeführt, um zu verhindern, dass sich eine Antriebskraft eines Fahrzeugs aufgrund der Drehmomentkorrektursteuerung des ersten Motorgenerators MG1 oder der Drehmomentkorrektursteuerung der Maschine 20 in Schritt R5 oder R8 ändert, und deshalb wird eine Änderung der Antriebskraft des Fahrzeugs in geeigneter Weise unterdrückt, die durch die Differenzialsteuerung zum Begrenzen oder Gestatten der Vorder- und Hinterraddifferenzialbewegung verursacht wird.
Im Anschluss werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen sind die Abschnitte, die mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemeinsam sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht im Detail beschrieben.
14(a) und 14(b) sind Skizzen zum Erklären weiterer Beispiele der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14. Eine Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 210 von 14(a) korrespondiert zu dem Fall eines vorder- und hinterradangetriebenen Fahrzeugs auf der Basis eines vorderradangetriebenen Fahrzeugs der Querbauart, und obwohl das Hohlrad CR der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 24 das Eingabedrehelement ist und mit dem Differenzialausgabebauteil 22 in der gleichen Weise gekoppelt ist, ist der Träger CCA, der als das erste Ausgabedrehelement wirkt, mit einer Vorderradausgabewelle 212 gekoppelt; die Vorderradausgabewelle 212 ist mit dem zweiten Motorgenerator MG2 und dem Automatikgetriebe 30 versehen; und das Sonnenrad CS, das als das zweite Ausgabedrehelement dient, ist mit einem Hinterradausgabezahnrad 214 gekoppelt. Ein Kegelrad kann als das Hinterradausgabezahnrad 214 verwendet werden und kann direkt mit einer Antriebswelle etc. gekoppelt werden. In diesem Fall kann im Wesentlichen der gleiche Betriebseffekt wie bei der Ausführungsform erhalten werden mit Ausnahme, dass sich das Vorder- und Hinterrad unterscheiden.
In einer Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 220 von 14(b) ist das Sonnerad CS der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 24 das Eingabedrehelement und ist mit dem Differenzialausgabebauteil 22 gekoppelt; der Träger CCA ist das erste Ausgabedrehelement und ist mit der Hinterradausgabewelle 26 gekoppelt; und das Hohlrad CR ist das zweite Ausgabedrehelement und ist mit dem Vorderradausgabezahnrad 28 gekoppelt. In diesem Fall kann derselbe Betriebseffekt wie in der Ausführungsform erhalten werden. Die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 220 ist auch auf ein vorder- und hinterradangetriebenes Fahrzeug auf der Basis eines Vorderradantriebsfahrzeugs der Querbauart anwendbar, wie in dem Fall von 14(a), und, wie in Klammern dargestellt ist, der Träger CCA, der als das erste Ausgabedrehelement wirkt, kann mit der Vorderradausgabewelle 212 gekoppelt sein, und das Hohlrad CR, das als das zweite Ausgabedrehelement wirkt, kann mit dem Hinterradausgabezahnrad 214 gekoppelt sein.
15(a) und 15(b) sind Skizzen zum Erklären weiterer Beispiele der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14, und eine Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 232 der Doppelritzelbauart wird statt der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 verwendet. In einer Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 230 von 15(a), ist das Sonnenrad CS der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 232 das Eingabedrehelement und ist mit dem Differenzialausgabebauteil 22 gekoppelt; das Hohlrad CR ist das erste Ausgabedrehelement und ist mit der Hinterradausgabewelle 26 gekoppelt; und der Träger CCA ist das zweite Ausgabedrehelement und ist mit dem Vorderradausgabezahnrad 28 gekoppelt. In diesem Fall können dieselben Betriebseffekte wie bei der Ausführungsform erhalten werden. Die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 230 ist auf ein vorder- und hinterradangetriebenes Fahrzeug auf der Basis eines vorderradangetriebenen Fahrzeugs der Querbauart anwendbar, und, wie in Klammern dargestellt ist, das Hohlrad CR, das als das erste Ausgabedrehelement wirkt, kann mit der Vorderradausgabewelle 212 gekoppelt sein, und der Träger CCA, der als das zweite Ausgabedrehelement wirkt, kann mit dem Hinterradausgabezahnrad 214 gekoppelt sein.
In einer Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 240 von 15(b) ist der Träger CCA der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 232 das Eingabedrehelement und ist mit dem Differenzialausgabebauteil 22 gekoppelt; das Hohlrad CR ist das erste Ausgabedrehelement und ist mit der Hinterradausgabewelle 26 gekoppelt; und das Sonnenrad CS ist das zweite Ausgabedrehelement und ist mit dem Vorderradausgabezahnrad 28 gekoppelt. In diesem Fall kann derselbe Betriebseffekt wie bei der Ausführungsform erhalten werden. Die Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 240 ist auch auf ein vorder- und hinterradangetriebenes Fahrzeug auf der Basis eines vorderradangetriebenen Fahrzeugs der Querbauart anwendbar, und, wie in Klammern dargestellt ist, das Hohlrad CR, das als das erste Ausgabedrehelement wirkt, kann mit der Vorderradausgabewelle 212 gekoppelt sein, und das Sonnenrad CS, das als das zweite Ausgabedrehelement wirkt, kann mit dem Hinterradausgabezahnrad 214 gekoppelt sein.
16 ist ein Kollinearitätsdiagramm zum Erklären eines weiteren Beispiels des Differenzialabschnitts 12 der elektrischen Bauart, und in dem Fall eines Differenzialabschnitts 250 der elektrischen Bauart, obwohl der erste Motorgenerator MG1 mit dem Sonnenrad SS der Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 in der gleichen Weise gekoppelt ist, ist der Träger SCA, der in der Mitte in dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet ist, mit dem Differenzialausgabebauteil 22 gekoppelt und das Hohlrad SR ist mit der Differenzialeingabewelle 18 gekoppelt und mit der Maschine 20 verbunden. In diesem Fall, während der erste Motorgenerator MG1 in der umgekehrten Richtung gedreht wird, wird die regenerative Steuerung durchgeführt, um zu bewirken, dass ein regeneratives Drehmoment auf das Sonnenrad SS derart wirkt, dass eine Reaktionskraft aufgenommen wird und der Träger SCA Leistung ausgibt.
17 ist eine Skizze zum Erklären einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Leistungsübertragungsvorrichtung 260 hat im Vergleich zu der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 einen Unterschied in einer Leistungserzeugungsvorrichtung 262, und in dieser Ausführungsform ist die Leistungserzeugungsvorrichtung 262 aus nur dem ersten Motorgenerator MG1 gebildet, der über ein Leistungsübertragungsbauteil 264 einstückig mit einem Hohlrad CR gekoppelt ist, das ein Eingabedrehelement der Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung 14 ist.
18 ist eine Skizze zum Erklären einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Leistungsübertragungsvorrichtung 270 entspricht dem Fall, dass die vorliegende Erfindung auf eine Leistungsverteilungsvorrichtung 272 für ein linkes und rechtes Rad angewendet ist, und die Leistungsverteilungsvorrichtung 272 für ein linkes und ein rechtes Rad ist hauptsächlich aus der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 der Einritzelbauart gebildet, wie es bei der ersten Ausführungsform der Fall ist. Das Hohlrad CR der Verteilungsplanetengetriebevorrichtung 24 ist ein Eingabedrehelement, zu dem Leistung von der Leistungserzeugungsquelle 11 über eine Leistungsübertragungswelle 274, etc. übertragen wird. Die Leistungsübertragungswelle 274 ist je nach Notwendigkeit mit dem Automatikgetriebe 30 vorgesehen. Der Träger CCA ist ein erstes Ausgabedrehelement und ist mit einem linken Rad 276L wirkgekoppelt, und das Sonnenrad CS ist ein zweites Ausgabedrehelement und ist mit einem rechten Rad 276R wirkgekoppelt. Das linke Rad 276L entspricht einem ersten Rad, und das rechte Rad 276R entspricht einem zweiten Rad.
Diese Leistungsübertragungsvorrichtung 270 kann auch den Betriebszustand des ersten Motorgenerators MG1 steuern, d.h. die Drehzahl NMG1 und das Drehmoment TMG1, um die Differenzialdrehung des ersten Ausgabedrehelements (Träger CA) und des zweiten Ausgabedrehelements (Sonnenrad CS) zu begrenzen und zu gestatten, d.h. die Differenzialdrehung der linken und rechten Räder 276L, 276R, und deshalb kann derselbe Betriebseffekt wie bei der Ausführungsform erhalten werden, da es nicht notwendig ist, eine mechanische Differenzialsteuerungseinrichtung wie eine Kupplung oder eine Tellerfeder separat vorzusehen, und die ist Vorrichtung einfach und kostengünstig gestaltet.
Obwohl die Differenzialplanetengetriebevorrichtung 16 der Einritzelbauart als ein Differenzialmechanismus in den beiden Differenzialabschnitten 12 und 250 der elektrischen Bauart in den Ausführungsformen verwendet wird, kann auch eine Planetengetriebevorrichtung der Doppelritzelbauart verwendet werden. Obwohl das Automatikgetriebe 30 an all den Ausführungsformen montiert ist, ist das Automatikgetriebe 30 nicht notwendigerweise essentiell für die Realisierung der vorliegenden Erfindung.
Obwohl es exemplarisch nicht eins zu eins dargestellt ist, kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen modifizierten oder abgeänderten Formen auf der Basis des Wissens eines Fachmanns realisiert werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Da die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung derart gestaltet ist, dass ein Eingabedrehelement, ein erstes Ausgabedrehelement und ein zweites Ausgabedrehelement in dieser Reihenfolge von einem Ende zu dem anderen Ende in einem Kollinearitätsdiagramm angeordnet sind, das die Drehzahlen der drei Drehelemente einer Leistungsverteilungsvorrichtung an einer geraden Linie darstellen kann, kann die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung die Differenzialdrehung des ersten Ausgabedrehelements und des zweiten Ausgabedrehelements durch Steuern eines Betriebszustands, d.h. einer Drehzahl und eines Drehmoments einer drehenden Maschine einer Leistungserzeugungsvorrichtung, und Steuern der Drehzahl des Eingabedrehelements und der Veränderlichkeit der Drehzahl begrenzen und gestatten. Da dies die Notwendigkeit zum separaten Vorsehen einer mechanischen Differenzialsteuerungseinrichtung wie einer Kupplung oder einer Tellerfeder eliminiert und die Vorrichtung einfach und kostengünstig gestaltet ist, wird die vorliegende Erfindung bevorzugt auf ein Fahrzeug angewendet, das beispielsweise eine Leistungsverteilungsvorrichtung wie eine Vorder- und Hinterradleistungsverteilungsvorrichtung hat, die Leistung zu einem Vorder- und einem Hinterrad verteilt.

Claims

Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) mit: einer Leistungserzeugungsvorrichtung (11, 262), die eine drehende Maschine (MG1) umfasst, deren Drehmoment elektrisch steuerbar ist; einer Leistungsverteilungsvorrichtung (14, 210, 220, 230, 240) mit drei Drehelementen, die ein Eingabedrehelement (CR, CS, CCA), ein erstes Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR), das mit einem ersten Rad (34, 276L) wirkgekoppelt ist, und ein zweites Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) sind, das mit einem zweiten Rad (44, 276R) wirkgekoppelt ist, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung (14, 210, 220, 230, 240) Leistung, die zu dem Eingabedrehelement (CR, CS, CCA) von der Leistungserzeugungsvorrichtung (11, 262) eingegeben wird, zu dem ersten Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR) und zu dem zweiten Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) verteilt, einem Differenzialabschnitt (12, 250) der elektrischen Bauart, wobei die drehende Maschine (MG1) mit einem Differenzialmechanismus (16) in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, um einen Differenzialzustand zwischen einer Drehzahl eines Differenzialeingabebauteils (18) und einer Drehzahl eines Differenzialausgabebauteils (22) durch Steuern des Betriebszustands der drehenden Maschine (MG1) zu steuern, und einer Leistungsquelle (20), die mit dem Differenzialeingabebauteil (18) in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Leistungsverteilungsvorrichtung (14, 210, 220, 230, 240) derart gestaltet ist, dass, wenn die Drehzahlen der Drehelemente in einem Kollinearitätsdiagramm abgebildet werden, das Eingabedrehelement (CR, CS, CCA), das erste Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR) und das zweite Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) in dieser Reihenfolge von einem Ende zu dem anderen Ende in dem Kollinearitätsdiagramm angeordnet sind, und der Betriebszustand der drehenden Maschine (MG1) gesteuert wird, um das erste Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR) und das zweite Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) in einen vorbestimmten Differenzialzustand zu versetzen.
Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) einen Betriebspunkt der drehenden Maschine (MG1), bei dem das erste Ausgabedrehelement (CS, CCA, CR) und das zweite Ausgabedrehelement (CCR, CR, CS) in einen vorbestimmten Differenzialzustand versetzt sind, auf der Basis eines Fahrzeugfahrzustands berechnet, um die drehende Maschine (MG1) zu steuern, um bei dem Betriebspunkt zu arbeiten.
Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) eine Drehzahländerung der drehenden Maschine (MG1) unterdrückt, um eine Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements (CS, CCA, CR) und des zweiten Ausgabedrehelements (CCR, CR, CS) relativ zueinander zu begrenzen.
Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (10, 260, 270) eine Drehzahländerung der drehenden Maschine (MG1) unterdrückt, um eine Differenzialbewegung des ersten Ausgabedrehelements (CS, CCA, CR) und des zweiten Ausgabedrehelements (CCR, CR, CS) relativ zueinander zu begrenzen, und die Leistungsquelle (20) steuert, um eine Änderung der Drehzahl des Differenzialeingabebauteils (18) aufgrund der Unterdrückung der Drehzahländerung der drehenden Maschine (MG1) zu unterdrücken.