DE112012003828T5

DE112012003828T5 - Antriebssteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112012003828T5
Application number: DE112012003828.2T
Authority: DE
Inventors: c/o Honda R&D Co. Ltd. Kazuki Ichikawa; Ltd. Iwadare Mitsuhiro c/o Honda R&D Co.
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-08-07
Also published as: JP5638146B2; US20140349814A1; JPWO2013039172A1; WO2013039172A1; CN103796887A; US9211882B2; CN103796887B

Abstract

In einer Antriebssteuerungseinrichtung in einem Antriebssystem, das ein stufenloses Getriebe des 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus-Typs mit einer Freilaufkupplung (OWC, One-Way Clutch) ist, die nur Leistung von einer Antriebsquelle auf die Antriebsräder übertragen kann, ist die Antriebssteuerungseinrichtung dazu ausgestaltet, ein Übersetzungsverhältnis oder eine Leistung der Antriebsquelle zu begrenzen, wenn eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes unter einem Grenzwert liegt. Der Grenzwert wird als eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes an einem Schnittpunkt einer Linie dargestellt, die ein Ausgangsdrehmoment darstellt, an dem eine maximale Antriebskraft erreicht wird, und einer Linie, die ein Drehmoment darstellt, das ausgegeben wird, wenn ein Schwingwinkel eines Eingangselements der Freilaufkupplung, die die Rotationskraft von der Antriebsquelle in Schwingkraft umwandelt, ein maximaler Torsionswinkel wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebssteuerungsvorrichtung eines Antriebssystems mit einer Antriebsquelle und einem stufenlosen Getriebe.
STAND DER TECHNIK
Ein stufenloses Getriebe ist unter dem Namen „IVT (Infinity Variable Transmission)” bekannt, das eine Rotationsbewegung einer Ausgangswelle eines Motors in eine Schwingbewegung umwandelt und weiterhin die Schwingbewegung in eine Rotationsbewegung umwandelt, um die daraus resultierende Bewegung von einer Ausgangswelle des Getriebes auszugeben. In einem Getriebe dieser Art kann ein Übersetzungsverhältnis in stufenloser Weise ohne Verwendung einer Kupplung variiert werden, und ein maximaler Wert des Übersetzungsverhältnisses kann auf „unendlich” festgelegt werden. Man beachte, dass bei einem solchen Getriebe die bei einem auf „unendlich” festgelegten Übersetzungsverhältnis erhaltene Ausgangsdrehzahl null ist.
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die die Anordnung einer Komponente eines stufenlosen Getriebes namens „IVT” in axialer Richtung davon betrachtet dargestellt. Das in 4 dargestellte stufenlose Getriebe weist auf: eine Eingangswelle 101, die um die Eingangsmittelachse O1 durch Erhalt der Rotationsleistung von einer Antriebsquelle wie einem Verbrennungsmotor rotiert; eine Exzenterscheibe 104, die zusammen mit der Eingangswelle 101 rotiert; ein Verbindungselement 130, über das eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite miteinander verbunden sind; und eine an der Ausgangsseite vorgesehene Freilaufkupplung 120.
Die Exzenterscheibe 104 ist in Kreisform ausgebildet, wobei ein erster Halterungspunkt O3 in der Mitte davon angeordnet ist. Der erste Halterungspunkt O3 ist so festgelegt, dass die Exzenterscheibe 104 zusammen mit der Eingangswelle 101 um die Eingangsmittelachse O1 rotiert, wobei eine bezüglich der Eingangsmittelachse O1 variable Mittenabweichung r1 beibehalten wird. Demgemäß wird die Exzenterscheibe 104 so festgelegt, dass die Exzenterscheibe 104 exzentrisch gemäß einer Rotation der Eingangswelle 101 um die Eingangsmittelachse O1 rotiert, während die Mittenabweichung r1 beibehalten wird.
Wie in 4 dargestellt, weist die Exzenterscheibe 104 auf: eine äußere Scheibe 105; und eine innere Scheibe 108, die integral mit der Eingangswelle 101 ausgebildet ist. Die innere Scheibe 108 ist in einer dicken Scheibe ausgebildet, deren Mitte um eine bestimmte Mittenabweichungsdistanz bezüglich der Eingangsmittelachse O1, die als Mittelachse der Eingangswelle 101 dient, versetzt ist. Die äußere Scheibe 105 ist in einer dicken Scheibe ausgebildet, deren Mitte der erste Halterungspunkt O3 ist, und weist eine erste kreisförmige Öffnung 106 auf, deren Mitte von der Mitte der äußeren Scheibe 105 (d. h. dem ersten Halterungspunkt O3) versetzt ist. Ein Außenumfang der inneren Scheibe 108 ist rotierbar am Innenumfang der ersten kreisförmigen Öffnung 106 angebracht.
Die innere Scheibe 108 ist mit einer zweiten kreisförmigen Öffnung 109 vorgesehen, deren Mitte die Eingangsmittelachse O1 ist, und deren Umfangsbereich teilweise in Richtung des Außenumfangs der inneren Scheibe 108 geöffnet ist. Ein Ritzel 110 ist rotierbar in der zweiten kreisförmigen Öffnung 109 enthalten. Durch Öffnungen an einem Außenumfang der zweiten kreisförmigen Öffnung 109 verzahnen sich Zähne des Ritzels 110 mit einem Innenzahnrad 107, das am Innenumfang der ersten kreisförmigen Öffnung 106 der äußeren Scheibe 105 vorgesehen ist.
Das Ritzel 110 ist dazu vorgesehen, koaxial mit der als Mittelachse der Eingangswelle 101 dienenden Eingangsmittelachse O1 rotiert zu werden. Anders ausgedrückt, fällt ein Rotationszentrum des Ritzels 110 mit der als Mittelachse der Eingangswelle 101 dienenden Eingangsmittelachse O1 zusammen. Das Ritzel 110 wird in der zweiten kreisförmigen Öffnung 109 durch ein Antriebselement rotiert. Im Normalfall wird unter Verwendung einer Referenzdrehzahl, in der eine Rotation des Ritzels 110 mit der der Eingangswelle 101 synchronisiert ist, eine Drehzahl, die über oder unter einer Drehzahl der Eingangswelle 101 liegt, an das Ritzel 110 übertragen, wodurch eine relative Rotation des Ritzels 110 bezüglich der Eingangswelle 101 verursacht wird. Wenn zum Beispiel das Ritzel 110 und eine Ausgangswelle eines Antriebselements 180 so angeordnet sind, dass sie miteinander verbunden sind und eine Rotationsdifferenz zwischen einer Rotation des Antriebselements 180 und der der Eingangswelle 101 auftritt, wird ein Drehzahlverringerungsmechanismus (zum Beispiel ein Planetengetriebe) dazu verwendet, einen relativen Winkel zwischen der Eingangswelle 101 und dem Ritzel 110 um einen Wert zu ändern, der durch Multiplikation der Rotationsdifferenz mit einem Drehzahlverringerungsverhältnis erhalten wird, wodurch die relative Rotation des Ritzels 110 bezüglich der Eingangswelle 101 ermöglicht wird. In diesem Fall verändert sich die Mittenabweichung r1 nicht, wenn keine Rotationsdifferenz zwischen dem Antriebselement 180 und der Eingangswelle 101 vorliegt, und die Rotationen davon werden synchronisiert.
Demgemäß führt die Rotation des Ritzels 110 dazu, dass das Innenzahnrad 107 sich mit den Zähnen des Ritzels 110 verzahnt, d. h., der äußeren Scheibe 105, um relativ bezüglich der inneren Scheibe 108 zu rotieren, wodurch eine Distanz (d. h. die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104) zwischen der Mitte des Ritzels 110 (d. h. der Eingangsmittelachse 01) und der Mitte der äußeren Scheibe 105 (d. h. der erste Halterungspunkt O3) geändert wird.
In diesem Fall werden Einstellungen vorgenommen, sodass durch die Rotation des Ritzels 110 ermöglicht werden kann, dass die Mitte der äußeren Scheibe 105 (d. h. des ersten Halterungspunkts O3) mit der Mitte des Ritzels 110 (d. h. der Eingangsmittelachse O1) zusammenfällt, und die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 kann auf „null” festgelegt werden, indem ermöglicht wird, dass die Mitte der äußeren Scheibe 105 und die Mitte des Ritzels 110 zusammenfallen.
Die Freilaufkupplung 120 weist auf: ein Ausgangselement (Kupplungsinneres) 121, das um eine von der Eingangsmittelachse O1 entfernt befindliche Ausgangsmittelachse O2 rotiert; ein ringartiges Eingangselement (Kupplungsäußeres) 122, das um die Ausgangsmittelachse O2 durch den Erhalt von Antriebsleistung von außen in einer Rotationsrichtung schwingt; und eine Vielzahl von Rollen (Eingriffselemente) 123, die zwischen dem Eingangselement 122 und dem Ausgangselement 121 eingesetzt sind, um so das Eingangselement 122 und das Ausgangselement 121 in einen gesperrten Zustand oder einen entsperrten Zustand zu versetzen. Man beachte, dass die Freilaufkupplung 120 mit den Rollen 123 vorgesehen ist, wobei die Anzahl davon der Anzahl der Seiten des Ausgangselements 121 in einem Querschnitt davon entspricht.
Antriebsleistung (Drehmoment) wird vom Eingangselement 122 der Freilaufkupplung 120 auf das Ausgangselement 121 davon unter der Bedingung übertragen, dass eine Drehzahl des Eingangselements 122 in einer Vorwärtsrichtung (d. h. einer Richtung, die durch den Pfeil RD1 in 4 angegeben wird) eine Drehzahl des Ausgangselement 121 in der Vorwärtsrichtung überschreitet. Im Besonderen greifen in der Freilaufkupplung 120 das Eingangselement 122 und das Ausgangselement 121 erst dann ineinander über die Rollen 123 ein (sind gesperrt), wenn die Drehzahl des Eingangselements 122 die Drehzahl des Ausgangselements 121 übersteigt, und die Schwingkraft des Eingangselements 122 wird in eine Rotationsbewegung des Ausgangselements 121 umgewandelt.
Ein hervorstehender Bereich 124 ist an einer Umfangsposition des Eingangselements 122 vorgesehen, und der hervorstehende Bereich 124 ist mit einem zweiten von der Ausgangsmittelachse O2 entfernt angeordneten Halterungspunkt O4 vorgesehen. Ein Stift 125 ist am zweiten Halterungspunkt O4 des Eingangselements 142 vorgesehen, und eine Spitze (anderes Ende) 132 des Verbindungselements 130 ist rotierbar mit dem Eingangselement 122 über den Stift 125 verbunden.
Das Verbindungselement 130 weist einen Ringbereich 131 an einem Ende davon auf. Ein Innenumfang einer kreisförmigen Öffnung 133 des Ringbereichs 131 ist rotierbar an einem Außenumfang der Exzenterscheibe 104 über ein Lager 140 angebracht. Dementsprechend ist das eine Ende des Verbindungselements 130 rotierbar mit dem Außenumfang der Exzenterscheibe 104 verbunden, während das andere Ende des Verbindungselements 130 rotierbar mit dem zweiten Halterungspunkt O4 verbunden ist, der am Eingangselement 122 der Freilaufkupplung 120 in der oben beschriebene Weise vorgesehen ist, wodurch ein 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus vorgesehen wird, in dem vier Gelenke, d. h. die Eingangsmittelachse O1, der erste Halterungspunkt O3, die Ausgangsmittelachse O2 und der zweite Halterungspunkt O4 als Rotationspunkte fungieren, wie in 5 dargestellt.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Prinzipien der Übertragung der Antriebsleistung in einem stufenlosen Getriebe, das als vier Gelenk-Verbindungsmechanismus vorgesehen ist, darstellt. Im 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus wird eine auf die Exzenterscheibe 104 von der Eingangswelle 101 weitergegebene Rotationsbewegung als Schwingbewegung des Eingangselements 122 auf das Eingangswellenelement 122 der Freilaufkupplung 120 über das Verbindungselement 130 übertragen, und die Schwingbewegung des Eingangselements 122 wird in eine Rotationsbewegung des Ausgangselements 121 umgewandelt. Eine einzelne Rotation der Eingangswelle 101, die die Exzenterscheibe 104 rotiert, verursacht einen einzelnen hin- und hergehenden Schwung des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120. Wie in 5 dargestellt, bleibt unabhängig vom Wert der Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 ein Schwingzyklus des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 immer konstant. Eine Winkelgeschwindigkeit ω2 des Eingangselements 122 ist bestimmt durch eine Rotationswinkelgeschwindigkeit ω1 der Exzenterscheibe 104 (Eingangswelle 101) und der Mittenabweichung r1 davon.
In diesem Fall, kann in einem Mechanismus 112 mit variablem Übersetzungsverhältnis (Transmission Ratio Variable Mechanism), der aufweist: das Ritzel 110; die innere Scheibe 108, die die zweite kreisförmige Öffnung 109 aufweist, in der das Ritzel 110 enthalten ist; die äußere Scheibe 105, die die erste kreisförmige Öffnung 106 aufweist, in der die innere Scheibe 108 rotierbar enthalten ist, und das Antriebselement 180, die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 geändert werden, indem das Ritzel 110 durch das Antriebselement 180 verschoben wird. Indem die Mittenabweichung r1 geändert wird, kann ein Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 geändert werden, wodurch es möglich wird, ein Verhältnis einer Drehzahl des Ausgangselements 121 zu der der Eingangswelle 101 zu ändern (d. h. ein Übersetzungsverhältnis i). Anders ausgedrückt, eine Anpassung der Mittenabweichung r1 des ersten Halterungspunkts O3 bezüglich der Eingangsmittelachse O1 ändert den Schwingwinkel θ2 einer an das Eingangselement 122 über die Freilaufkupplung 120 von der Exzenterscheibe 104 übertragenen Schwingbewegung, wodurch es möglich wird, das Übersetzungsverhältnis zu ändern, das erhalten wird, wenn die auf die Eingangswelle 101 eingegebene Rotationsleistung an das Ausgangselement 121 der Freilaufkupplung 120 über die Exzenterscheibe 104 und das Verbindungselement 130 übertragen wird.
6A bis 6D und 7A bis 7C sind erläuternde Diagramme, die die Prinzipen der Drehzahländerungen veranschaulichen, die von dem in 4 dargestellten Mechanismus 112 mit variablem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes bewirkt werden. Wie in 6 und 7 dargestellt, wird das Ritzel 110 des Mechanismus 112 mit variablem Übersetzungsverhältnis rotiert, um die äußere Scheibe 105 bezüglich der inneren Scheibe 108 zu rotieren, wodurch möglich wird, die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 bezüglich der Eingangsmittelachse O1 anzupassen (d. h. die Rotationsmitte des Ritzels 110).
Wie zum Beispiel in 6A und 7A dargestellt, wenn die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 auf „GROß” festgelegt wird, kann der Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 erhöht werden, daher kann ein niedriges Übersetzungsverhältnis i erzielt werden. Wie in 6B und 7B dargestellt, wenn die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 auf „MITTEL” festgelegt wird, kann der Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 auf „MITTEL” festgelegt werden, daher kann ein mittleres Übersetzungsverhältnis i erzielt werden. Wie in 6C und 7C dargestellt, wenn die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 auf „KLEIN” festgelegt wird, kann der Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 verkleinert werden, daher kann ein hohes Übersetzungsverhältnis i erzielt werden. Wie in 6D dargestellt, wenn die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 auf „NULL” oder unter einen Mindestwert festgelegt wird, kann der Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 auf „NULL” oder „MINIMUM” festgelegt werden, daher kann das Übersetzungsverhältnis i auf „UNENDLICH (∞)” festgelegt werden. Man beachte, dass die kleinste Mittenabweichung r1 die kleinste Mittenabweichung ist, wenn die von der Eingangswelle 101 eingegebene Rotationsleistung auf das Ausgangselement 121 der Freilaufkupplung 120 im stufenlosen Getriebe übertragen wird.
Wenn die Mittenabweichung r1 im Mechanismus 112 mit variablem Übersetzungsverhältnis null ist, ist der Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 null. Wenn die Mittenabweichung r1 größer als 0 und kleiner als der Mindestwert ist, schwingt das Eingangselement 122 in einem sehr kleinen Schwingwinkel θ2. Die Schwingbewegung wird jedoch in diesem Fall von der Torsionseigenschaft des Motors 123 absorbiert, was später beschrieben wird, und wird daher nicht auf das Ausgangselement 121 übertragen. Dementsprechend ist nicht nur, wenn die Mittenabweichung r1 null ist, sondern auch wenn die Mittenabweichung r1 kleiner als der Mindestwert ist, das Übersetzungsverhältnis i letztendlich auf „UNENDLICH (∞)” festgelegt.
8 ist eine Querschnittsansicht der Freilaufkupplung 120, wobei ein Bereich davon vergrößert ist. 9A bis 9C sind teilweise vergrößerte Ansichten der Freilaufkupplung 120 in den entsprechenden Zuständen. Wie in 8 und in 9A bis 9C dargestellt, weist eine Fläche des Ausgangselements 121, die mit den Rollen 123 in Berührung steht, Vertiefungen auf, entlang derer die Rollen 123 in einer Schwingrichtung gemäß der Schwingbewegung des Eingangselements 121 bewegbar sind. Man beachte, dass die Tiefe der Vertiefungen in Abhängigkeit davon variiert, ob das Eingangselement 122 in einer Leerlaufrichtung oder in einer Richtung der Drehmomentübertragung bewegt wird, wie in 8 dargestellt, und die Tiefe einer Vertiefung an der Position in der Leerlaufrichtung ist tiefer als die der Vertiefung an der Position in der Richtung der Drehmomentübertragung.
Wenn das Eingangselement 122 in die Leerlaufrichtung relativ bezüglich des Ausgangselements 121 schwingt, bewegen sich die Rollen 123 ebenso in die Leerlaufrichtung.
Raum, der sich vom Eingangselement 122 zum Ausgangselement 121 an der Position in der Leerlaufrichtung erstreckt, ist etwas größer als eine Größe einer jeden Rolle 123. Daher läuft die Rolle 123, die sich in diese Position bewegt hat, im Leerlauf. Andererseits, wenn das Eingangselement 122 in die Richtung der Drehmomentübertragung relativ bezüglich des Ausgangselements 121 schwingt, bewegen sich die Rollen 123 ebenso in Richtung der Übertragung des Drehmoments. Raum, der sich vom Eingangselement 122 zum Ausgangselement 121 an der Position in der Richtung der Drehmomentübertragung erstreckt, ist etwas kleiner als eine Größe einer jeden Rolle 123. Daher ist die Rolle 123, die sich in diese Position bewegt hat, zwischen dem Eingangselement 122 und dem Ausgangselement 121 angeordnet und erhält so einen Druck in von diesen Elementen abgewandten Richtungen, wie in 9A dargestellt. In diesem Fall greifen das Eingangselement 122 und das Ausgangselement 121 ineinander über die Rollen 123 ein (sind gesperrt), und eine Schwingleistung des Eingangselements 122 wird in eine Rotationsbewegung des Ausgangselements 121 umgewandelt. Danach, wenn die Drehzahl des Eingangselements 122 unter die des Ausgangselements 121 fällt, und das Eingangselement 122 in die Leerlaufrichtung relativ bezüglich des Ausgangselements 121 schwingt, werden das Eingangselement 122 und das Ausgangselement 121, die über die Rollen 123 gesperrt sind, entsperrt, und die Freilaufkupplung 120 wird in einen freien Zustand (Leerlaufzustand) gebracht, wie in 9C dargestellt.
REFERENZPATENTSCHRIFT DES STANDS DER TECHNIK

Patentschrift 1: JP-A-2005-502543

ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Die oben beschriebenen in der Freilaufkupplung 120 enthaltenen Rollen 123 sind aus einem Material wie Metall hergestellt, das im Allgemeinen eine hohe Steifigkeit aufweist, aber eine Torsionseigenschaft (Verdrillungseigenschaft) besitzt. Die Torsionseigenschaft wird durch eine Kombination verschiedener Eigenschaften gebildet, von denen eine auf dem Gleiten der Rollen 123 bezüglich des Eingangselements 122 und des Ausgangselements 121 basiert, und die andere davon auf der elastischen Verformung der Rollen 122 basiert, die durch den von dem Eingangselement 122 und dem Ausgangswellenelement 121 ausgeübten Druck verursacht wird.
Die Eigenschaft der elastischen Verformung wird als ein „maximaler Torsionswinkel” bezeichnet, und wird durch einen relativen Torsionswinkel zwischen dem Ausgangselement 121 und dem Eingangselement 122 dargestellt. Der Begriff „maximaler Torsionswinkel” bezieht sich auf einen relativen Winkel des Eingangselements 122 bezüglich des Ausgangselements 121 in der Freilaufkupplung 120, wenn sich ein stufenloses Getriebe 155 in einem Eingriffszustand befindet, und bezieht sich im Besonderen auf einen relativen Winkel des Eingangselements 122 bezüglich des Ausgangselements 121 unter der Annahme, dass ein relativer Winkel dazwischen zu Beginn des Eingriffs 0 beträgt, und wenn eine relative Torsion zwischen dem Ausgangselement 121 und dem Eingangselement 122 auftritt und ein Kontaktdruck zwischen den Rollen 123 und dem Eingangselement 122 und dem Ausgangselement 121 in dem Maß maximiert wird, dass die Zuverlässigkeit über die Lebensspanne sichergestellt ist.
10 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Ausgangsdrehmomenten (d. h. einem Ausgangsdrehmoment, an dem eine maximale Antriebsleistung erzielt wird, und einem übertragenen Drehmoment, wenn der Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 in der Freilaufkupplung 120 des stufenlosen Getriebes der maximale Torsionswinkel ist) bezüglich einer Ausgangsdrehzahl des oben beschriebenen stufenlosen Getriebes dargestellt. Wie in 10 dargestellt, wird eine Linie der maximalen Antriebskraft durch eine dicke durchgehende Linie angegeben, die das Ausgangsdrehmoment darstellt, an dem die maximale Antriebskraft bezüglich der Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes erhalten wird, eine Drehmomentübertragungslinie wird durch eine Strich-Punkt-Linie dargestellt, die das bezüglich der Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes ausgegebene Drehmoment darstellt, wenn der Schwingwinkel θ2 der maximale Torsionswinkel ist, und die Linie der maximalen Antriebskraft und die Drehmomentübertragungslinie einander schneiden. Wenn ein Betriebspunkt der Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes sich in einem Bereich befindet (Bereich der Verkürzung der Lebensspanne), in dem die Ausgangsdrehzahl kleiner als der Schnittpunkt der beiden Linien ist und der von diesen Linien umgeben ist und durch die schrägen Linien angegeben wird, wird eine den zulässigen Wert übersteigende Antriebskraft auf die Rotoren 123 der Freilaufkupplung 120 ausgeübt. Folglich wird das Serviceleben des stufenlosen Getriebes einschließlich der Freilaufkupplung 120 verkürzt, wenn die Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes in diesem Bereich betrieben wird.
In einem Standardfahrzeug, in dem das oben beschriebene stufenlose Getriebe i zwischen einer Antriebsquelle wie einem Verbrennungsmotor und einem Antriebsrad eingebaut ist, ist ein Drehmomentgrenzwert, an dem das Antriebsrad eine Straßenoberfläche greifen kann (d. h. ein Rutsch-Grenzwert-Drehmoment), auf gleich oder kleiner als das am Schnittpunkt der beiden Linien erhaltene Drehmoment festgelegt, wie in 10 dargestellt. Dementsprechend ist das Antriebsrad nicht in der Lage, das gesamte Drehmoment auf die Straßenoberfläche zu übertragen und dies führt zum Wegrutschen, selbst wenn die Ausgangsseite des variablen Getriebes im Bereich der Verkürzung der Lebensspanne betrieben wird. Wenn das Antriebsrad wegrutscht, wird auf die Freilaufkupplung 120 ein Drehmoment ausgeübt, das keinen zulässigen Wert überschreitet. Wenn jedoch beispielsweise die Greifkraft eines Antriebsrads höher als normal ist oder wenn eine Substanz wie ein Fremdkörper mit einem hohen Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und dem Antriebsrad vorhanden ist, rutscht das Antriebsrad nicht weg und das Drehmoment wird auf die Straßenoberfläche übertragen, selbst wenn die Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes im Bereich der Verkürzung der Lebensspanne betrieben wird. In diesem Fall wird das Drehmoment, das den zulässigen Wert überschreitet, auf die Freilaufkupplung 120 angewendet, und daher wird das Serviceleben des stufenlosen Getriebes letztendlich verringert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Antriebssteuerungseinrichtung vorzusehen, die eine Verkürzung des Servicelebens eines stufenlosen Getriebes verhindern kann.
LÖSUNGEN FÜR DIESE PROBLEME
Um die obigen Probleme zu lösen und das obige Ziel zu verwirklichen, stellt ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Antriebssteuerungsvorrichtung (zum Beispiel eine Management-ECU 163 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung) eines Antriebssystems bereit. Das Antriebssystem weist auf: eine Antriebsquelle (zum Beispiel den Verbrennungsmotor 151 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), die eine Antriebsleistung zum Fahren eines Fahrzeugs generiert; und ein stufenloses Getriebe des 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus-Typs (zum Beispiel ein stufenloses Getriebe 155 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), das eine Antriebsleistung von der Antriebsquelle auf ein Antriebsrad (zum Beispiel ein Antriebsrad 169 gemäß der vorliegenden Ausführungsform) des Fahrzeugs überträgt, wobei das stufenlose Getriebe einen Übersetzungsmechanismus aufweist, der eine Antriebsleistung von einer Antriebsquelle an das Antriebsrad überträgt, und eine Freilaufkupplung (zum Beispiel eine Freilaufkupplung 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), die zwischen dem Übersetzungsmechanismus und dem Antriebsrad angeordnet ist, um nur eine Antriebsleistung von der Antriebsquelle auf das Antriebsrad zu übertragen. Wenn eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes unter einem Grenzwert liegt, ist die Antriebssteuerungseinrichtung dazu ausgestaltet, wenigstens eines von einem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes und einer Leistung der Antriebsquelle zu begrenzen. Der Grenzwert ist eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes an einem Schnittpunkt einer Linie des maximalen Antriebs und einer Drehmomentübertragungslinie. Die Linie des maximalen Antriebs stellt ein Ausgangsdrehmoment da, um eine maximale Antriebskraft für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes zu erhalten. Die Drehmomentübertragungslinie stellt ein Ausgangsdrehmoment für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes dar, wenn ein Schwingwinkel eines Eingangselements der Freilaufkupplung ein maximaler Torsionswinkel ist. Eine Rotationsleistung von der Antriebsquelle wird in die Schwingleistung umgewandelt, und die umgewandelte Schwingleistung wird in das Eingangselement der Freilaufkupplung eingegeben.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Antriebssteuerungsvorrichtung (zum Beispiel die Management-ECU 163 gemäß der vorliegenden Erfindung) eines Antriebssystems bereit. Das Antriebssystem weist auf: eine Antriebsquelle (zum Beispiel den Verbrennungsmotor 151 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), die eine Antriebsleistung zum Fahren eines Fahrzeugs generiert; und ein stufenloses Getriebe des 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus-Typs (zum Beispiel das stufenlose Getriebe 155 gemäß der vorliegenden Ausführungsform). Das stufenlose Getriebe weist auf: eine Eingangswelle (zum Beispiel eine Eingangswelle 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), die um eine Eingangsmittelachse (zum Beispiel eine Eingangsmittelachse O1 gemäß der vorliegenden Erfindung) rotiert, indem eine Rotationsleistung von der Antriebsquelle erhalten wird; eine Exzenterscheibe (zum Beispiel eine Exzenterscheibe 104 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), die in der Mitte davon einen ersten Halterungspunkt (zum Beispiel einen ersten Halterungspunkt O3 gemäß der vorliegenden Erfindung) aufweist, dessen Mittenabweichung (zum Beispiel eine Mittenabweichung r1 gemäß der vorliegenden Erfindung) bezüglich der Eingangsmittelachse variiert werden kann, wobei die Exzenterscheibe zusammen mit der Eingangswelle um die Eingangsmittelachse rotiert wird, während die Mittenabweichung beibehalten wird; eine Freilaufkupplung (zum Beispiel eine Freilaufkupplung 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), die aufweist: ein Ausgangselement (zum Beispiel ein Ausgangselement 121 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), das um eine Ausgangsmittelachse (zum Beispiel eine Ausgangsmittelachse O2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform) rotiert, die von der Eingangsmittelachse entfernt angeordnet ist, ein Eingangselement (zum Beispiel ein Eingangselement 122 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), das um die Ausgangsmittelachse schwingt, indem es eine Rotationskraft von außen erhält; und ein Eingriffselement (zum Beispiel eine Rolle 123 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), die dem Eingangselement und dem Ausgangselement ermöglicht, in einem gesperrten Zustand oder einem entsperrten Zustand zu sein, wobei die Freilaufkupplung dazu ausgestaltet ist, eine vom Eingangselement eingegebene Rotationsleistung auf das Ausgangselement zu übertragen, um so eine Schwingbewegung des Eingangselements in eine Rotationsbewegung des Ausgangselements umzuwandeln, wenn eine Drehzahl in Vorwärtsrichtung des Eingangselements eine Drehzahl in Vorwärtsrichtung des Ausgangselements überschreitet; ein Verbindungselement (zum Beispiel ein Verbindungselement 130 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), das dazu ausgestaltet ist, eine Rotationsbewegung, die der Exzenterwelle von der Eingangswelle bereitgestellt wird, auf das Eingangselement der Freilaufkupplung als Schwingbewegung des Eingangselements zu übertragen, wobei ein Ende des Verbindungselements mit einem Außenumfang der Exzenterscheibe verbunden ist, um so um den ersten Halterungspunkt rotierbar zu sein, und das andere Ende des Verbindungselements rotierbar mit einem zweiten Halterungspunkt verbunden ist (zum Beispiel einen zweiten Halterungspunkt O4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), der sich am Eingangselement der Freilaufkupplung und von der Ausgangsmittelachse entfernt befindet; ein Antriebselement (zum Beispiel ein Antriebselement 180 gemäß der vorliegenden Ausführungsform), das dazu ausgebildet ist, die Mittenabweichung des ersten Halterungspunkts bezüglich der Eingangsmittelachse anzupassen, um so einen Schwingwinkel der von der Exzenterscheibe auf das Eingangselement der Freilaufkupplung übertragenen Schwingbewegung zu ändern. Das stufenlose Getriebe weist einen Mechanismus mit variablem Übersetzungsverhältnis auf (zum Beispiel einen Mechanismus 112 mit einem variablen Übersetzungsverhältnis gemäß der vorliegenden Ausführungsform), in dem ein Übersetzungsverhältnis zwischen der auf die Eingangswelle eingegebene Rotationskraft und der auf das Ausgangselement der Freilaufkupplung über die Exzenterscheibe und das Verbindungselement übertragenen Rotationskraft geändert wird, und das Übersetzungsverhältnis kann auf unendlich festgelegt werden, indem die Mittenabweichung so festgelegt wird, dass die Rotationskraft nicht auf das Ausgangselement übertragen wird. Wenn eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes unter einem Grenzwert liegt, ist die Antriebssteuerungseinrichtung dazu ausgestaltet, wenigstens eines von einem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes und einer Leistung der Antriebsquelle zu begrenzen. Der Grenzwert ist eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes an einem Schnittpunkt einer Linie des maximalen Antriebs und einer Drehmomentübertragungslinie ist, wobei die Linie des maximalen Antriebs ein Ausgangsdrehmoment darstellt, um eine maximale Antriebskraft für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes zu erhalten, und wobei die Drehmomentübertragungslinie ein Ausgangsdrehmoment für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes darstellt, wenn ein Schwingwinkel des Eingangselements der Freilaufkupplung ein maximaler Torsionswinkel ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Antriebssteuerungseinrichtung bereit, wobei, wenn eine Ausgangsdrehzahl an einem Betriebspunkt einer Ausgangsseite des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Getriebes unter einer Ausgangsdrehzahl am Schnittpunkt der Linie des maximalen Antriebs und der Drehmomentübertragungslinie liegt, und der Betriebspunkt sich in einem Bereich befindet, der von der Linie des maximalen Antriebs und der Drehmomentübertragungslinie umgeben ist, ist die Antriebssteuerungseinrichtung dazu ausgestaltet, wenigstens eines von dem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes und der Leistung der Antriebsquelle zu begrenzen.
In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Antriebssteuerungsvorrichtung bereitgestellt, wobei wenn die Antriebssteuerungsvorrichtung das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes begrenzt, wird das Übersetzungsverhältnis auf gleich oder kleiner einem Übersetzungsverhältnis am Schnittpunkt begrenzt.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Antriebssteuerungsvorrichtung bereit, wobei wenn die Antriebsquelle ein Verbrennungsmotors ist und die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung die Leistung der Antriebsquelle begrenzt, wird wenigstens eines von einem Benzineinspritzungsbetrag, einem Zündungszeitpunkt und einem Frischluftbetrag angepasst.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
In der Antriebssteuerungsvorrichtung gemäß dem ersten bis fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Verkürzung des Servicelebens eines stufenlosen Getriebes verhindert werden.
In der Antriebssteuerungsvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Verkürzung des Servicelebens des stufenlosen Getriebes verhindert werden; darüber hinaus kann ein erforderliches Ausgangsdrehmoment erhalten werden, und eine Drehzahl der Antriebsquelle kann auf einen niedrigen Wert eingestellt werden, wodurch es möglich wird, die Benzineinsparung zu verbessern.
In der Antriebssteuerungsvorrichtung gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Leistung der Antriebsquelle sofort begrenzt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Gestaltung eines Fahrzeugs zeigt.
2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Ausgangsdrehmomenten (d. h. einem Ausgangsdrehmoment, an dem eine maximale Antriebskraft erzielt wird, und einem übertragenen Drehmoment, wenn ein Schwingwinkel θ2 eines Eingangselements 122 in einer Freilaufkupplung 120 eines stufenlosen Getriebes 155 ein maximaler Torsionswinkel ist) bezüglich einer Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes 155 darstellt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das Operationen darstellt, die ausgeführt werden, wenn ein Verbrennungsmotor 151 und das stufenlose Getriebe 155 von der Management-ECU 163 gesteuert werden.
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die die Anordnung eines Teils eines stufenlosen Getriebes namens „IVT” in axialer Richtung davon betrachtet darstellt.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Prinzipien der Übertragung der Antriebskraft in einem als 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus vorgesehenen stufenlosen Getriebe darstellt.
6A bis 6D sind erläuternde Diagramme, die die Prinzipien der Drehzahländerung unter Verwendung eines Mechanismus 112 mit variablem Übersetzungsverhältnis in dem in 4 dargestellten stufenlosen Getriebe veranschaulichen.
7A bis 7C sind erläuternde Diagramme, die die Prinzipien der Drehzahländerung, die unter Verwendung des Mechanismus 112 mit variablem Übersetzungsverhältnis im in 4 dargestellten stufenlosen Getriebe veranschaulichen.
8 ist eine Querschnittsansicht der Freilaufkupplung 120, wobei ein Bereich davon vergrößert ist.
9A bis 9C sind teilweise vergrößerte Ansichten der Freilaufkupplung 120 in den entsprechenden Zuständen.
10 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Ausgangsdrehmomenten (d. h. einem Ausgangsdrehmoment, an dem eine maximale Antriebskraft erzielt wird, und einem übertragenen Drehmoment, an dem der Schwingwinkel θ2 des Eingangselements 122 in der Freilaufkupplung 120 des stufenlosen Getriebes der maximale Torsionswinkel ist) bezüglich einer Ausgangsdrehzahl des oben beschriebenen stufenlosen Getriebes darstellt.
MODUS ZUR VERWIRLICHUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Gestaltung eines Fahrzeugs zeigt. Das in 1 dargestellte Fahrzeug weist auf: einen Verbrennungsmotor (ENG) 151; einen Drehzahlsensor 153; ein stufenloses Getriebe 155, das als 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus vorgesehen ist; eine Kupplung 156; ein Differenzialgetriebe 157; einen Wellendrehzahlsensor 161; und eine Management-ECU (MG ECU) 163. Man beachte, dass die Pfeile der gepunktete Linie in 1 Wertdaten darstellen, und Pfeile der durchgezogene Linie in 1 Steuersignale einschließlich Anweisungsbeschreibungen darstellen.
Der Verbrennungsmotor 151 generiert eine zum Fahren des Fahrzeugs erforderliche Antriebsleistung. Eine Leistung des Verbrennungsmotors 151 wird in das stufenlose Getriebe 155 eingegeben. Der Drehzahlsensor 153 erfasst eine Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 151 (die einer Eingangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes 155 entspricht). Ein vom Drehzahlsensor 153 erfasstes Signal, das die Drehzahl NE angibt, wird in die Management-ECU 163 eingegeben.
Das stufenlose Getriebe 155 ist ein stufenloses Getriebe, das als „IVT (Infinity Variable Transmission)” bezeichnet wird und mit Bezugnahme auf 4 bis 9 oben beschrieben wurde. Im Folgenden kann das stufenlose Getriebe 155 auch als „BD” dargestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform muss zwischen dem stufenlosen Getriebe 155 und dem Verbrennungsmotor 151 keine Kupplung vorgesehen sein, und die Leistung des Verbrennungsmotors 151 wird direkt in eine Eingangswelle des stufenlosen Getriebes 155 eingegeben. Eine Leistung des stufenlosen Getriebes 155 wird an Achswellen 167 über die Kupplung 156 und das Differenzialgetriebe 157 übertragen.
Das stufenlose Getriebe 155 wandelt eine Rotationsbewegung einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 151 in eine Schwingbewegung um, und wandelt die Schwingbewegung weiter in eine Rotationsbewegung um. Daher kann das stufenlose Getriebe 155 ein Übersetzungsverhältnis in stufenloser Weise ändern, indem eine Mittenabweichung r1 angepasst wird, und kann einen Maximalwert des Übersetzungsverhältnisses auf unendlich festlegen. Man beachte, dass die bei einem auf „unendlich” festgelegten Übersetzungsverhältnis erhaltene Ausgangsdrehzahl im stufenlosen Getriebe 155 null ist. Wie in 4 dargestellt, weist das stufenlose Getriebe 155 auf: eine Antriebseinrichtungen mit exzentrischem Aufbau, deren Eingangswelle direkt mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 151 verbunden ist; eine an der Ausgangsseite vorgesehene Freilaufkupplung 120; und ein Verbindungselement 130, durch das die Antriebseinrichtung mit exzentrischem Aufbau und die Freilaufkupplung 120 miteinander verbunden sind.
Die Antriebsvorrichtung mit exzentrischem Aufbau weist auf: eine Eingangswelle 101, die um eine Eingangsmittelachse O1 durch Erhalt der Rotationsleistung vom Verbrennungsmotor 151 rotiert; und eine Exzenterscheibe 104, die zusammen mit der Eingangswelle 101 rotiert. Die Antriebseinrichtungen mit exzentrischem Aufbau wird mit einem Ritzel 102 vorgesehen, das koaxial zur Eingangsmittelachse O1 rotiert. Bei Rotation des Ritzels 110 wird eine Distanz (d. h. die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104) zwischen der Mitte des Ritzels 110 (d. h. die Eingangsmittelachse O1) und einem ersten Halterungspunkt O3 geändert. Wenn der erste Halterungspunkt O3 mit der Eingangsmittelachse O1 als Ergebnis der Rotation des Ritzels 110 zusammenzufallen vermag, ist die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 „NULL”, und das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 wird auf unendlich festgelegt.
Antriebskraft wird vom Eingangselement 122 der Freilaufkupplung 120 auf ein Ausgangselement 121 davon unter der Bedingung übertragen, dass eine Drehzahl des Eingangselements 122 in einer Vorwärtsrichtung (d. h. einer Richtung, die durch den Pfeil RD1 in 4 angegeben wird) eine Drehzahl des Ausgangselements 121 in der Vorwärtsrichtung überschreitet. Im Besonderen greifen in der Freilaufkupplung 120 das Eingangselement 122 und das Ausgangselement 121 erst dann ineinander über die Rollen 123 ein (sind gesperrt), wenn die Drehzahl des Eingangselements 122 die Drehzahl des Ausgangselements 121 übersteigt, und die Schwingkraft des Eingangselements 122 wird in eine Rotationsbewegung des Ausgangselements 121 umgewandelt. Demgemäß wird in dem in 1 dargestellten Fahrzeug die Antriebsleistung vom Verbrennungsmotor 151 auf Antriebsräder 169 über das stufenlose Getriebe 155 unter der Bedingung übertragen, dass die Drehzahl des Eingangselements 122 der Freilaufkupplung 120 in Vorwärtsrichtung, die von der Leistung des Verbrennungsmotors 151 herrührt, die Drehzahl des Ausgangselements 121 in der Vorwärtsrichtung übersteigt. Man beachte, dass ein Zustand des stufenlosen Getriebes 155 als ein „Eingriffszustand” bezeichnet wird, wenn die obige Bedingung erfüllt ist, und ein Zustand des stufenlosen Getriebes 155 als „eingriffsloser Zustand” bezeichnet wird, wenn die obige Bedingung nicht erfüllt ist.
Die Kupplung 156 öffnet und schließt einen Antriebskraftübertragungspfad vom stufenlosen Getriebe 155 auf das Differenzialgetriebe 157. Die Kupplung 156 wird von der Management-ECU gesteuert. Das Differenzialgetriebe 157 verteilt eine Antriebsleistung, die vom Verbrennungsmotor 151 übertragen wurde, auf die Achswellen 167, die sich an der linken und rechten Seite des Fahrzeugs befinden.
Der Wellendrehzahlsensor 161 erfasst eine Drehzahl Ra der Achswelle 167 (die im Folgenden als „Wellendrehzahl” bezeichnet wird). Ein vom Drehzahlsensor 161 erfasstes Signal, das die Wellendrehzahl Ra angibt, wird an die Management-ECU 163 gesendet. Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Wellendrehzahl Ra der Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes 155 entspricht. Zusätzlich zum Signal vom Wellendrehzahlsensor 161 wird ebenso ein Signal, das eine Öffnung eines vom Fahrer betätigten Gaspedals (d. h. eine AP-Öffnung) angibt, in die Management-ECU 163 eingegeben.
Die Management-ECU 163 führt zum Beispiel die gesamte Steuerung des Verbrennungsmotors 151 und des stufenlosen Getriebes 153 aus. Im Besonderen berechnet in der vorliegenden Ausführungsform die Management-ECU 163 eine Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) VP des Fahrzeugs aus der Wellendrehzahl Ra und leitet eine Leistungsanforderung P basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit VP und der AP-Öffnung ab. Die Management-ECU 163 legt auch eine Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und ein Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 gemäß der Leistungsanforderung P fest.
Es wird davon ausgegangen, dass die Wellendrehzahl Ra kleiner als ein Grenzwert ist und dass ein Betriebspunkt der Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes 155, der der Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und dem Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 entspricht, die gemäß der Leistungsanforderung P festgesetzt werden, sich in einem Bereich der Verkürzung der Lebensspanne befindet, wie in 10 dargestellt. Dann setzt die Management-ECU 163 die Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und das Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 zurück. In diesem Fall setzt die Management-ECU 163 die Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und das Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 zurück, indem Grenzwerte angewendet werden, sodass der Betriebspunkt der Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes 155 sich außerhalb des Bereichs der Verkürzung der Lebensspanne befindet, während die Leistungsanforderung P so weit wie möglich erfüllt wird. Man beachte, dass der Grenzwert der Wellendrehzahl Ra eine Ausgangsdrehzahl Rth des stufenlosen Getriebes 155 an einem Schnittpunkt einer Linie einer maximalen Antriebskraft und einer Drehmomentübertragungslinie ist, die erhalten wird, wenn ein Schwingwinkel des Eingangselements 122 ein maximaler Torsionswinkel ist, wie in 2 dargestellt.
Die Management-ECU 163 kann die Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und das Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 zurücksetzen, indem entweder die Zielleistung oder das Zielübersetzungsverhältnis begrenzt wird. Zum Beispiel sind die folgenden Verfahren 1 bis 3 vorstellbar.

1. Verfahren: Ein Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 151 wird ohne Veränderung des Zielübersetzungsverhältnisses verringert.
2. Verfahren: Das Zielübersetzungsverhältnis wird in eine OD(Overdrive)-Seite geändert, und eine Drehzahl des Verbrennungsmotors 151 wird verringert. In diesem Fall wird das Ausgabedrehmoment des Verbrennungsmotors 151 ebenso gemäß dieser Änderung angepasst.
3. Verfahren: Das Zielübersetzungsverhältnis wird in eine UD(Underdrive)-Seite geändert, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 151 wird erhöht, und das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 151 wird verringert.

Man beachte, dass in Anbetracht der Benzineinsparung der Verbrennungsmotor 151 vorzugsweise so betrieben wird, dass die Drehzahl verringert und das Drehmoment erhöht wird. In dieser Hinsicht sind das erste Verfahren oder das zweite Verfahren bevorzugt.
Die Management-ECU 163 steuert den Verbrennungsmotor 151, sodass die Leistung des Verbrennungsmotors 151 die Zielleistung erreicht, und steuert ebenso die Mittenabweichung r1 der Exzenterscheibe 104 des stufenlosen Getriebes 155, sodass das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 das Zielübersetzungsverhältnis erreicht. Bei der Steuerung des Verbrennungsmotors 151, sodass die Leistung des Verbrennungsmotors 151 die Zielleistung erreicht, passt das Management-ECU 163 die Leistung durch Anpassen von wenigstens einem von einem Benzineinspritzungsbetrag, einem Zündungszeitpunkt und einem Frischluftbetrag im Verbrennungsmotor 151 an. Man beachte, dass der Ausdruck „Frischluftbetrag” sich auf einen Betrag an Sauerstoff bezieht, den der Verbrennungsmotor 151 zum Beispiel gemäß einer Drosselklappenöffnung bezieht.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das Operationen dargestellt, die ausgeführt werden, wenn ein Verbrennungsmotor 151 und das stufenlose Getriebe 155 von der Management-ECU 163 gesteuert werden. Wie in 3 dargestellt, erfasst die Management-ECU 163 die Wellendrehzahl Ra basierend auf dem Signal vom Wellendrehzahlsensor 161 (Schritt S101). Dann berechnet die Management-ECU 163 die Fahrzeuggeschwindigkeit VP aus der Wellendrehzahl Ra (Schritt S103). Danach leitet die Management-ECU 163 die Leistungsanforderung P basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit VP und der AP-Öffnung ab (Schritt S105). Als Nächstes legt die Management-ECU 163 die Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und das Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 gemäß der Leistungsanforderung P fest (Schritt S107).
Dann bestimmt die Management-ECU 163, ob die Wellendrehzahl Ra unter dem Grenzwert Rth liegt, (der die Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes 155 am Schnittpunkt der Linie der maximalen Antriebskraft und der Drehmomentübertragungslinie ist, wie in 2 dargestellt) d. h. ob Ra < Rth ist (Schritt S109). Wird in Schritt S109 bestimmt, dass Ra < Rth ist, geht der Prozess zu Schritt S111 weiter. Ist Ra ≥ Rth, geht der Prozess zu Schritt S113 weiter.
In Schritt S111 setzt die Management-ECU 163 die Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und das Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 durch Anwendung von Grenzwerten zurück. In Schritt S113 steuert die Management-ECU 163 den Verbrennungsmotor 151, sodass die Leistung des Verbrennungsmotors 151 die Zielleistung erreicht, und steuert ebenso das stufenlose Getriebe 155, sodass das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 das Zielübersetzungsverhältnis erreicht.
Wie oben beschrieben, wenn sich in der vorliegenden Ausführungsform der Betriebspunkt der Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes 155, der gemäß der Leistungsanforderung P festgelegt wird, sich im in 2 dargestellten Bereich der Verkürzung der Lebensspanne befindet, werden die Zielleistung des Verbrennungsmotors 151 und das Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155 durch die Anwendung von Grenzwerten zurückgesetzt, sodass der Betriebspunkt der Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes 155 sich außerhalb des Bereichs der Verkürzung der Lebensspanne befindet. Demgemäß wird die Ausgangsseite des stufenlosen Getriebes 155 nicht an dem Betriebspunkt im Bereich der Verkürzung der Lebensspanne angetrieben, und daher wird kein den zulässigen Wert übersteigendes Drehmoment auf die Freilaufkupplung 120 angewendet. In der Folge kann eine Verkürzung des Servicelebens des stufenlosen Getriebes 155 verhindert werden.
Wenn das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 151 verringert wird, ohne dass das Zielübersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes 155, das zurückgesetzt werden muss, geändert wird, oder wenn die Zielübersetzungsrate in die OD(Overdrive)-Seite geändert wird und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 151 verringert wird, kann eine Verkürzung im Serviceleben des stufenlosen Getriebes 155 verhindert werden; zudem wird das erforderliche Drehmoment erhalten und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 151 kann auf einen niedrigen Wert eingestellt werden, wodurch es möglich wird, die Benzineinsparung zu verbessern. Die Zielleistung des Verbrennungsmotors 151, die zurückgesetzt werden muss, wird zurückgesetzt, in dem wenigstens einer von dem Benzineinspritzungsbetrag, dem Zündungszeitpunkt und dem Frischluftbetrag im Verbrennungsmotor 151 angepasst wird. In der Folge kann die Leistung des Verbrennungsmotors 151 sofort begrenzt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert mit Bezugnahme auf die spezielle Ausführungsform davon beschrieben wurde, ist es für Fachleute ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-201025 , die am 14. September 2011 eingereicht wurde, und deren Inhalte hier durch Bezugnahme enthalten sind.
Bezugszeichenliste

101: Eingangswelle
104: Exzenterscheibe
120: Freilaufkupplung
121: Ausgangselement
122: Eingangselement
123: Rolle (Eingriffselement)
130: Verbindungselement
151: Verbrennungsmotor (ENG)
153: Drehzahlsensor
155: Stufenloses Getriebe (BD)
156: Kupplung
157: Differenzialgetriebe
161: Wellendrehzahlsensor
163: Management-ECU (MG ECU)
167: Achswelle
169: Antriebsrad

Claims

Antriebssteuerungsvorrichtung eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem aufweist: eine Antriebsquelle, die eine Antriebsleistung zum Fahren eines Fahrzeugs generiert; und ein stufenloses Getriebe vom 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus-Typ, das eine Leistung von der Antriebsquelle auf ein Antriebsrad des Fahrzeugs überträgt, wobei das stufenlose Getriebe aufweist: einen Übertragungsmechanismus, der eine Antriebsleistung von der Antriebsquelle auf das Antriebsrad überträgt; und eine Freilaufkupplung, die zwischen dem Übertragungsmechanismus und dem Antriebsrad angeordnet ist, um nur eine Antriebsleistung von der Antriebsquelle auf das Antriebsrad zu übertragen, wobei die Antriebssteuerungsvorrichtung dazu ausgestaltet ist, wenigstens eines von einem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes und einer Leistung der Antriebsquelle zu begrenzen, wenn eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes unter einem Grenzwert liegt, wobei der Grenzwert eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes an einem Schnittpunkt einer Linie des maximalen Antriebs und einer Drehmomentübertragungslinie ist, wobei die Linie des maximalen Antriebs ein Ausgangsdrehmoment darstellt, um eine maximale Antriebskraft für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes zu erhalten, und wobei die Drehmomentübertragungslinie ein Ausgangsdrehmoment für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes darstellt, wenn ein Schwingwinkel eines Eingangselements der Freilaufkupplung ein maximaler Torsionswinkel ist, wobei eine Rotationsleistung von der Antriebsquelle in die Schwingleistung umgewandelt wird und die umgewandelte Schwingleistung in das Eingangselement der Freilaufkupplung eingegeben wird.
Antriebssteuerungsvorrichtung eines Antriebssystems, wobei das Antriebssystem aufweist: eine Antriebsquelle, die eine Antriebsleistung zum Fahren eines Fahrzeugs generiert; und ein stufenloses Getriebe des 4-Gelenk-Verbindungsmechanismus-Typs aufweist: eine Eingangswelle, die um eine Eingangsmittelachse rotiert, indem sie eine Rotationsleistung von der Antriebsquelle erhält; eine Exzenterscheibe, die in ihrer Mitte einen ersten Halterungspunkt aufweist, dessen Mittenabweichung bezüglich der Eingangsmittlachse variiert werden kann, wobei die Exzenterscheibe zusammen mit der Eingangswelle um die Eingangsmittelachse rotiert wird, während die Mittenabweichung beibehalten wird; eine Freilaufkupplung, die aufweist: ein Ausgangselement, das um eine Ausgangsmittelachse rotiert, die von der Eingangsmittelachse entfernt angeordnet ist; ein Eingangselement, das um die Ausgangsmittelachse schwingt, indem es von außen eine Rotationsleistung erhält; und ein Eingriffselement, das es einem Eingangselement und einem Ausgangselement ermöglicht, sich in einem gesperrten Zustand oder in einem entsperrten Zustand zu befinden, wobei die Freilaufkupplung dazu ausgestaltet ist, eine vom Eingangselement eingegebene Rotationsleistung auf das Ausgangselement zu übertragen, und so eine Schwingbewegung des Eingangselements in eine Rotationsbewegung des Ausgangselements umzuwandeln, wenn eine Drehzahl in Vorwärtsrichtung des Eingangselements eine Drehzahl in Vorwärtsrichtung des Ausgangselements übersteigt; ein Verbindungselement, das dazu ausgestaltet ist, eine Rotationsbewegung, die der Exzenterscheibe von der Eingangswelle bereitgestellt wird, an das Eingangselement der Freilaufkupplung als Schwingbewegung des Eingangselements zu übertragen, wobei ein Ende des Verbindungselements mit einem Außenumfang der Exzenterscheibe verbunden ist, um so um den ersten Halterungspunkt rotierbar zu sein, und das andere Ende des Verbindungselements rotierbar mit einem zweiten Halterungsunkt verbunden ist, der sich auf dem Eingangselement der Freilaufkupplung und entfernt von der Ausgangsmittelachse befindet; ein Antriebselement, das dazu ausgestaltet ist, die Mittenabweichung des ersten Halterungspunktes bezüglich der Eingangsmittelachse anzupassen, und so einen Schwingwinkel der an das Eingangselement der Freilaufkupplung von der Exzenterscheibe übertragenen Schwingbewegung zu ändern, wobei das stufenlose Getriebe einen Mechanismus mit variablem Übersetzungsverhältnis aufweist, in dem ein Übersetzungsverhältnis zwischen der an die Eingangswelle eingegebenen Rotationsleistung und der an das Ausgangselement der Freilaufkupplung über die Exzenterscheibe und dem Verbindungselement übertragenen Rotationsleistung geändert wird, und das Übersetzungsverhältnis auf unendlich festgelegt werden kann, indem die Mittenabweichung so festgelegt wird, dass die Rotationsleistung nicht an das Ausgangselement übertragen wird, wobei die Antriebssteuerungseinrichtung dazu ausgestaltet ist, wenigstens eines von dem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes und einer Leistung der Antriebsquelle zu begrenzen, wenn eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes unter einem Grenzwert liegt, wobei der Grenzwert eine Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes an einem Schnittpunkt einer Linie des maximalen Antriebs und einer Drehmomentübertragungslinie ist, wobei die Linie des maximalen Antriebs ein Ausgangsdrehmoment darstellt, um eine maximale Antriebskraft für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes zu erhalten, und wobei die Drehmomentübertragungslinie ein Ausgangsdrehmoment für jede Ausgangsdrehzahl des stufenlosen Getriebes darstellt, wenn ein Schwingwinkel des Eingangselements der Freilaufkupplung ein maximaler Torsionswinkel ist.
Antriebssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn eine Ausgangsdrehzahl an einem Betriebspunkt einer Ausgangsseite des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Getriebes unter einer Ausgangsdrehzahl am Schnittpunkt der Linie der maximalen Antriebs und der Drehmomentübertragungslinie liegt, und der Betriebspunkt sich in einem Bereich befindet, der von der Linie des maximalen Antriebs und der Drehmomentübertragungslinie umgeben ist, ist die Antriebssteuerungseinrichtung dazu ausgestaltet, wenigstens eines von dem Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes und der Leistung der Antriebsquelle zu begrenzen.
Antriebssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn die Antriebssteuerungseinrichtung das Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Getriebes begrenzt, das Übersetzungsverhältnis auf gleich oder kleiner einem Übersetzungsverhältnis an dem Schnittpunkt begrenzt wird.
Antriebssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenn die Antriebsquelle ein Verbrennungsmotor ist und die Antriebskraftsteuerungseinrichtung die Leistung der Antriebsquelle begrenzt, wird wenigstens einer von einem Benzineinspritzungsbetrag, einem Zündungszeitpunkt und einem Frischluftbetrag angepasst.