DE102005021582A1

DE102005021582A1 - Steuervorrichtung für Fahrzeug-Kraftübertragungsmechanismus

Info

Publication number: DE102005021582A1
Application number: DE102005021582A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Toyota Tabata; Yutaka Toyota Taga
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2025-05-11
Also published as: US7322902B2; DE102005021582B4; US20050247495A1

Abstract

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem (8, 10, 70), das eine Kraftweiche (16) einschließt, die dazu dient, die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und ein Kraftübertragungselement (18) zu übertragen, sowie einen zweiten Elektromotor (M2), der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Antriebsrad (38) eines Fahrzeugs angeordnet ist. Die Steuervorrichtung schließt eine Differentialzustands-Schalteinrichtung (C0, B0) ein, die dazu dient, die Kraftweiche selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen, und eine Schaltsteuereinrichtung (50), die dazu dient, die Differentialzustands-Schalteinrichtung so zu steuern, daß sie die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion bringt, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, in dem mindestens einer der ersten und zweiten Elektromotoren als Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs betrieben wird. Das Fahrzeug-Antriebssystem schließt einen Differentialabschnitt (11) ein, der die Kraftweiche (16) und den zweiten Elektromotor (M2) einschließt, und kann ferner einen Automatikgetriebeabschnitt (20, 72) einschließen, der als Automatikgetriebe dient und einen Teil des Kraftübertragungswegs bildet.

Description

Die vorliegende Erfindung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2004-140387 und 2004-275731, eingereicht am 10. Mai bzw. am 22. September 2004, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem, das eine Kraftweiche einschließt, die als Kraftübertragungseinrichtung dient, welche als Differential fungieren kann, und genauer ein Verfahren zum Steuern der Kraftweiche im Motor-Antriebsmodus, in dem nur ein Elektromotor als Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs verwendet wird.

Bereits bekannt ist ein Fahrzeug-Antriebssystem, das eine Kraftweiche einschließt, die so ausgelegt ist, daß sie die Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine auf einen ersten Elektromotor und eine Abtriebswelle, sowie einen zweiten Elektromotor überträgt, der zwischen der Abtriebswelle der Kraftweiche und den Antriebsrädern eines Fahrzeugs angeordnet ist. Beispiele für diese Art von Fahrzeug-Antriebssystem schließen Antriebssysteme für ein Hybridfahrzeug ein, wie in JP-2003-130202A, JP-2003-130203A, JP-2003-127681A, JP-2000-238555A und JP-2000-197208A, typisch in JP-2003-130202A, offenbart. In diesen Hybridfahrzeug-Antriebssystemen besteht die Kraftweiche zum Beispiel aus einem Planetenradsatz, und der größte Teil der Antriebskraft, die von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wird durch die Differentialfunktion der Kraftweiche mechanisch auf die Antriebsräder übertragen, während der übrige Teil der Antriebskraft elektronisch vom ersten Elektromotor zum zweiten Elektromotor übertragen wird, und zwar auf einem dazwischen liegenden elektrischen Weg, so daß die Kraftweiche als Kraftübertragungseinrichtung dient, deren Übersetzung elektrisch variiert werden kann, wodurch es möglich ist, das Fahrzeug anzutreiben, während die Brennkraftmaschine optimal bei verbesserter Kraftstoffausnutzung läuft.

In der Regel gilt eine stufenlose Kraftübertragungseinrichtung bzw. ein CVT als Kraftübertragungsmechanismus, der die Kraftstoff-Verbrauchswerte eines Fahrzeugs verbessern kann, während andererseits eine Zahnrad-Getriebevorrichtung oder ein automatisches Stufenwechselgetriebe als Kraftübertragungsmechanismus gilt, der den Wirkungsgrad der Kraftübertragung verbessern kann. Bisher ist jedoch kein Kraftübertragungsmechanismus bekannt, der sowohl die Kraftstoff-Verbrauchswerte als auch den Wirkungsgrad der Kraftübertragung verbessern kann. Das in JP-2003-130202A offenbarte Hybridfahrzeug-Antriebssystem weist beispielsweise einen elektrischen Weg auf, auf dem elektrische Energie vom ersten Elektromotor zum zweiten Elektromotor übertragen wird, d.h. einen Kraftübertragungsweg, auf dem ein Teil der Fahrzeug-Antriebskraft, der aus mechanischer Energie in elektrische Energie umgewandelt wurde, übertragen wird. Dieses Antriebssystem macht es erforderlich, daß der erste Elektromotor wegen der Zunahme der von der Brennkraftmaschine geforderten Antriebsleistung groß dimensioniert ist, wodurch das Antriebssystem insgesamt leider größer wird. Dasselbe Antriebssystem leidet auch unter dem Risiko der Verschlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte, und zwar aufgrund der Umwandlung eines Teils der mechanischen Energie, die in der Brennkraftmaschine erzeugt wird, in elektrische Energie, die anschließend in mechanische Energie umgewandelt wird, welche auf die Antriebsräder des Fahrzeugs übertragen wird. Ein ähnliches Problem stellt sich in einem Fahrzeug-Antriebssystem, in dem eine Kraftweiche als Kraftübertragungseinrichtung mit elektronisch variabler Übersetzung dienen kann, zum Beispiel als stufenlose Kraft übertragungseinrichtung, bei der es sich um ein sogenanntes „elektronisch gesteuertes CVT" bzw. SECVT handelt.

Das Hybridfahrzeug-Antriebssystem ist beispielsweise so ausgelegt, daß es das Fahrzeug beim Laufen unter Niedriglast, wo der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine generell niedriger ist als beim Laufen unter Hochlast, in einem Motor-Antriebsmodus antreibt, in dem nur der zweite Elektromotor als Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs verwendet und die Brennkraftmaschine nicht betätigt wird. In diesem Motor-Antriebsmodus, in dem der zweite Elektromotor als Fahrzeug-Antriebsquelle verwendet wird, wird die Drehzahl der nicht betätigten Brennkraftmaschine durch die Differentialfunktion oder -wirkung der Kraftweiche bei im wesentlichen null gehalten, um die Schleiftendenz der Brennkraftmaschine (den Widerstand gegen die Auf- und Abwärtsbewegungen der Kolben) zu reduzieren, um dadurch die Kraftstoff-Verbrauchswerte des Fahrzeugs zu verbessern.

Die Kraftweiche weist verschiedene Betriebs- oder Steuermodi auf. Die Kraftstoff-Verbrauchswerte im Motor-Antriebsmodus können in einigen dieser Betriebs- oder Steuermodi verschlechtert sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben beschriebenen Standes der Technik durchgeführt. Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem bereitzustellen, das eine Kraftweiche aufweist, die als Kraftübertragungseinrichtung dient, welche eine Differentialfunktion ausführen kann, was eine Verbesserung der Kraftstoffausnutzung im Motor-Antriebsmodus ermöglicht.

Die oben genannte Aufgabe kann gemäß jedem der folgenden Modi der Erfindung erreicht werden, von denen jeder wie die beigefügten Ansprüche numeriert ist und gegebenenfalls von einem oder mehreren anderen Modi abhängt, um die in der vorliegenden Anmeldung offenbarten technischen Merkmale und möglichen Kombinationen dieser Merkmale besser verständlich zu machen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese technischen Merkmale oder deren Kombinationen beschränkt.

(1) Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem schließt eine Kraftweiche ein, die dazu dient, die Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine auf einen ersten Elektromotor und ein Kraftübertragungselement zu übertragen, und einen zweiten Elektromotor, der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement und einem Antriebsrad des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung (a) eine Einrichtung zum Umschalten des Differentialzustands einschließt, die dazu dient, die Kraftweiche selektiv entweder als Differential oder nicht als Differential wirken zu lassen, sowie (b) eine Schaltungssteuereinrichtung zum Steuern der Differentialzustands-Schalteinrichtung, um die Kraftweiche als Differential wirken zu lassen, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, in dem der erste und/oder der zweite Elektromotor als Antriebsleistungsquelle verwendet wird bzw. werden, um das Fahrzeug anzutreiben.

In der Steuervorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Modus (1) der Erfindung kann die Kraftweiche, die mit der Differentialzustands-Umschalteinrichtung ausgestattet ist, zwischen dem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion, in dem die Differentialfunktion der Kraftweiche zur Verfügung steht, und dem Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion, in dem die Differentialfunktion nicht zur Verfügung steht, geschaltet werden. Im Motor-Antriebsmodus, in dem die Brennkraftmaschine nicht läuft und nur der erste und/oder der zweite Elektromotor als Antriebsleistungsquelle für das Fahrzeug verwendet wird bzw. werden, steuert das Schaltungssteuermittel die Differentialzustands-Umschalteinrichtung, um die Kraftweiche als Differential wirken zu lassen, so daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine im wesentlichen bei null gehalten wird, und zwar aufgrund der Differentialfunktion der Kraftweiche, wodurch die Schleiftendenz des nicht betätigten Motors (Widerstand gegen die Auf- und Ab wärtsbewegungen des Kolbens) verhindert wird und die Kraftstoff-Verbrauchswerte entsprechend verbessert werden.

(2) Eine Steuervorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Modus (1) schließt ferner eine Übersetzungsverstellmodus-Wähleinrichtung ein, die manuell bedient werden kann, um einen Modus zu wählen, in dem die Kraftweiche als Differential wirkt, oder einen Modus, in dem sie nicht als Differential wirkt, wobei das Schaltungssteuermittel die Differentialzustands-Schalteinrichtung so steuert, daß die Kraftweiche im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs als Differential wirkt, selbst wenn von der Übersetzungsverstellmodus-Wähleinrichtung der Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gewählt wurde. Da die Kraftstoffausnutzung bei gegebener Differentialfunktion der Kraftweiche besser ist als bei nicht gegebener Differentialfunktion, kann das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus, welcher gewählt wird, wenn das Fahrzeug im Niedriglastbetrieb läuft, bei verbesserter Kraftstoffausnutzung angetrieben werden.
(3) Eine Steuervorrichtung nach den oben beschriebenen Modi (1) oder (2) schließt ferner ein Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs ein, um zu bestimmen, ob ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, und wobei das Schaltungssteuermittel die Differentialzustands-Schalteinrichtung so steuert, daß sie die Kraftweiche auch im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion schaltet, wenn das Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt hat, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist. Wenn ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, kann daher die Drehzahl der Brennkraftmaschine von null erhöht werden, um die Zündung der Brennkraftmaschine zu erleichtern, um dadurch die Verschlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte nach dem Starten der Brennkraftmaschine zu verringern, was eine Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte zur Folge hat.
(4) Eine Steuervorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Modus (3) schließt ferner einen Antriebsmodus-Wählschalter ein, der manuell bedient werden kann, um einen Leistungs-Antriebsmodus auszuwählen, in dem das Fahrzeug besser angetrieben werden kann als im normalen Antriebsmodus, und wobei das Mittel zum Bestimmen des Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, wenn vom Antriebsmodus-Wählschalter der Leistungs-Antriebsmodus ausgewählt wurde. Im Leistungs-Antriebsmodus wird daher die Kraftweiche in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion geschaltet, um eine frühe oder problemlose Zündung der Brennkraftmaschine und eine schnelle Zunahme des Antriebsmoments zu ermöglichen, so daß das Fahrzeug im Leistungs-Antriebsmodus relativ stark angetrieben werden kann.
(5) In einer Steuervorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen Modi (1) bis (4) weist die Kraftweiche ein erstes Element auf, das an der Brennkraftmaschine angebracht ist, ein zweites Element, das am ersten Elektromotor angebrachtist, und ein drittes Element, das am Kraftübertragungselement angebracht ist, und die Differentialzustands-Umschalteinrichtung ermöglicht ein Drehen des ersten, zweiten und dritten Elements relativ zueinander, damit die Kraftweiche ihre Differentialfunktion ausüben kann, und ein Verbinden des ersten, zweiten und dritten Elements, so daß sie sich als Einheit drehen, oder ein Festlegen des zweiten Elements, damit die Kraftweiche ihre Differentialfunktion nicht ausüben kann. Somit ist die Kraftweiche so aufgebaut, daß sie zwischen einem Zustand, in dem die Differentialfunktion gegeben ist, und einem Zustand, in dem die Differentialfunktion nicht gegeben ist, geschaltet werden kann.
(6) In einer Steuervorrichtung nach dem Modus (5) schließt die Differentialzustands-Umschalteinrichtung eine Kupplung, die dazu dient, zwei oder drei ausgewählte Elemente miteinander zu verbinden, um das erste, zweite und dritte Element als Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse ein, die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Element festzulegen, um das zweite Element drehfest zu halten. Diese Differentialzustands-Umschalteinrichtung erlaubt ein einfaches Schalten der Kraftweiche zwischen dem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion und dem Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion.
(7) In einer Steuervorrichtung nach einem der oben beschriebenen Modi (1) – (6) schließt das Fahrzeug-Antriebssystem ferner ein automatisches Stufenwechselgetriebe ein, das im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Antriebsrad angeordnet ist. In diesem Fall kann die Antriebskraft unter Nutzung der Übersetzung des Automatikgetriebes über einen weiten Bereich angepaßt werden.
(8) Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem schließt eine Kraftweiche ein, die dazu dient, die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine auf einen ersten Elektromotor und ein Kraftübertragungselement zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor, der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement und einem Antriebsrad des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung einschließt: (a) eine Differentialzustands-Umschalteinrichtung, die dazu dient, die Kraftweiche selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen, (b) ein Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs, das bestimmt, ob ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, und (c) ein Schaltungssteuermittel zum Steuern der Differentialzustands-Umschalteinrichtung, um die Schaltweiche in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen, wenn das Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt hat, daß im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs, in dem mindestens einer der ersten und zweiten Elektromotoren als Antriebsleistungsquelle verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben, ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist.

In einer Steuervorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Modus (8) der Erfindung ist die Kraftweiche mit einer Übersetzungsverstellmodus-Wechseleinrichtung ausgestattet, um die Kraftweiche entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen. Im Motor-Antriebsmodus, in dem die Brennkraftmaschine nicht betätigt wird und nur entweder der erste oder der zweite Elektromotor verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben, steuert das Schaltungssteuermittel die Übersetzungsverstellmodus-Wechseleinrichtung, um die Kraftweiche in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen, wenn das Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt hat, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist. Somit kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine von null erhöht werden, um die Zündung der Brennkraftmaschine zu erleichtern, wodurch die Verschlechterung der Kraftstoffausnutzung nach dem Start der Brennkraftmaschine verringert wird, was eine Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte zur Folge hat.

(9) Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem schließt einen Differentialabschnitt ein, der eine Kraftweiche aufweist, welche dazu dient, die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine auf einen ersten Elektromotor und ein Kraftübertragungselement zu verteilen, sowie auf einen zweiten Elektromotor, der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement und einem Antriebsrad des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeug-Antriebssystem ferner einen Automatikgetriebeabschnitt einschließt, der einen Teil des Kraftübertragungswegs darstellt und der als Automatikgetriebe dient, wobei die Steuervorrichtung (a) eine Differentialzustands-Umschalteinrichtung einschließt, die dazu dient, die Kraftweiche selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus betrieben wird, in dem der erste und/oder der zweite Elektromotor als Antriebsleistungsquelle zum Antreiben des Motors verwendet wird bzw. werden.

In der Steuervorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Modus (9) wird die Kraftweiche von der Differentialzustands-Umschalteinrichtung selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion oder Differentialsperre gebracht. Somit weist das Fahrzeug-Antriebssystem nicht nur den Vorteil eines elektronisch gesteuerten stufenlosen Getriebes auf, dessen Übersetzung elektrisch variiert werden kann und das einen relativ hohen Grad der Kraftstoffausnutzung aufweist, sondern auch den Vorteil eines Zahnradgetriebes, das eine Antriebskraft mechanisch überträgt und das einen relativ hohen Wirkungsgrad der Kraftübertragung aufweist. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel mit niedriger oder mittlerer Drehzahl oder mit niedriger oder mittlerer Ausgangsleistung fährt, während die Brennkraftmaschine bei normaler Ausgangsleistung arbeitet, wird die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht, in dem die Kraftstoffausnutzung relativ hoch ist. Wenn das Fahrzeug dagegen bei hoher Drehzahl fährt, wird die Kraftweiche in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion oder einer Differentialsperre gebracht, in dem die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine in erster Linie auf dem mechanischen Kraftübertragungsweg auf die Antriebsräder übertragen wird, so daß die Kraftstoffausnutzung verbessert ist, und zwar wegen der Verringerung des Verlustes bei der Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie, der stattfinden würde, wenn die Kraftweiche als elektrisch gesteuertes stufenloses Getriebe mit elektronisch variabler Übersetzung betrieben würde. Wenn die Kraftweiche nur dann, wenn das Fahrzeug mit hoher Ausgangsleistung fährt, in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, wirkt die Kraftweiche als Differential und als elektrisch gesteuertes stufenloses Getriebe, wenn das Fahrzeug bei niedriger oder mittlerer Drehzahl oder bei niedriger oder mittlerer Ausgangsleistung fährt, so daß die maximale Menge an elektrischer Energie, die von dem ersten und/oder dem zweiten Elektromotor erzeugt werden muß, reduziert werden kann, wodurch die erforderliche Größe des ersten und/oder zweiten Elektromotors sowie die Gesamtabmessungen des Fahrzeug-Antriebssystems verkleinert werden können.

Ferner wird die Kraftweiche im Motorantriebszustand, in dem der erste und/oder der zweite Elektromotor als Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs verwendet wird bzw. werden, beispielsweise der zweite Elektromotor, wobei die Brennkraftmaschine nicht betätigt wird, vom Schaltungssteuermittel in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht. Wenn die Kraftweiche als Differential wirkt, werden die Drehzahl des ersten Elektromotors und die Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht von der Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflußt oder bestimmt, d.h. der erste Elektromotor kann sich ungehindert mit einer gesteuerten Drehzahl drehen, so daß er die Brennkraftmaschinen-Drehzahl NE ganz oder fast eliminiert. Anders als bei einem Kraftübertragungsmechanismus ohne Differentialfunktion ermöglicht die gegebene Differentialfunktion eine Reduzierung oder Verhinderung der Schleiftendenz der nicht betätigten Brennkraft maschine und ein Arbeiten des ersten Elektromotors mit hohem Wirkungsgrad, was zu einer Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte des Fahrzeugs führt.

(10) Eine Steuervorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Modus (9) schließt ferner ein Hybridsteuermittel ein, das dazu dient, die Drehzahl des ersten Elektromotors zu steuern, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine ganz oder fast zu eliminieren, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft. In diesem Fall kann der erste Elektromotor in umgekehrter Richtung bei einer Drehzahl betrieben werden, die vom Hybridsteuermittel so geregelt wird, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Motor-Antriebsmodus ganz oder fast eliminiert wird, wodurch es möglich ist, den Pumpverlust und die Schleiftendenz der nicht betätigten Brennkraftmaschine zu minimieren, was zu einer Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte des Fahrzeugs führt.
(11) In einer Steuervorrichtung nach einem der oben beschriebenen Modi (9) oder (10) weist die Brennkraftmaschine eine Vielzahl von Zylindern auf, von denen mindestens einer aus einer variablen Anzahl von Zylindern als Zylinder mit Druckänderungsbegrenzung ausgewählt werden kann, wobei die Brennkraftmaschine im Zustand begrenzter Druckänderung betrieben werden kann, in dem die Änderung des Drucks in dem mindestens einen Zylinder bzw. jedem der Zylinder mit Druckänderungsbegrenzung begrenzt ist, und wobei das Hybridsteuermittel den Betrieb des ersten Elektromotors so steuert, daß der Wirkungsgrad des ersten Elektromotors verbessert ist, wenn die Brennkraftmaschine mit begrenzter Druckänderung betrieben wird. Wenn die Brennkraftmaschine im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs mit begrenzter Druckänderung betrieben wird, ist es nicht erforderlich, die Schleiftendenz der Brennkraftmaschine 8 aufgrund des Pumpverlustes zu verhindern, so daß der Betrieb des ersten Elektromotors durch das Hybridsteuermittel so gesteuert werden kann, daß dieser mit möglichst hohem Wirkungsgrad betrieben wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch verbessert wird. Anders ausgedrückt, der Pumpverlust der Brennkraftmaschine kann im Zustand begrenzter Druckänderung (in dem die Änderung des Drucks in dem mindestens einen Zylinder bzw. jedem der Zylinder mit begrenzter Druckänderung begrenzt ist) reduziert werden, ohne daß die Notwendigkeit bestünde, die Brennkraftmaschinen- Drehzahl ganz oder fast zu eliminieren, selbst wenn der erste Elektromotor so betrieben wird, daß sein Wirkungsgrad maximiert ist. Somit können die Kraftstoff-Verbrauchswerte des Fahrzeugs zusammen mit dem Wirkungsgrad des ersten Elektromotors verbessert werden.
(12) Eine Steuervorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen Modi (9) – (11) schließt ferner ein Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs ein, um zu bestimmen, ob ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, wobei das Hybridsteuermittel den Betrieb des ersten Elektromotors so steuert, daß der Wirkungsgrad des ersten Elektromotors verbessert wird, und die Drehzahl der Brennkraftmaschine zum Starten der Brennkraftmaschine erhöht, wenn das Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt hat, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, während das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft. In diesem Fall kann das Starten der Brennkraftmaschine erleichtert werden, wenn der erste Elektromotor unter der Steuerung des Hybridsteuermittels so betrieben wird, daß sein Wirkungsgrad maximiert werden kann, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl von null zu erhöhen. Somit wird der Kraftstoffverbrauch verbessert.
(13) In einer Steuervorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen Modi (9) bis (12) wird der Differentialabschnitt in einen stufenlos variablen Schaltzustand gebracht, in dem der Differentialabschnitt als elektrisch gesteuertes Differential dient, wenn die Kraftweiche unter der Steuerung des Differentialzustands-Schaltmittels von der Differentialzustands-Schalteinrichtung in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, und wird in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht, in dem der Differentialabschnitt nicht als elektrisch gesteuertes Differential dient, wenn die Kraftweiche von der Differentialzustands-Schalteinrichtung unter des Steuerung der Differentialzustands-Schaltmittels in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wird. Somit kann der Differentialabschnitt zwischen dem stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus und dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus umgeschaltet werden.
(14) In einer Steuervorrichtung nach einem der oben beschriebenen Modi (9) bis (13) weist die Kraftweiche ein erstes Element auf, das an der Brennkraftmaschine befestigt ist, ein zweites Element, das am ersten Elektromotor befestigt ist, und ein drittes Element, das am Kraftübertragungselement befestigt ist, und die Differentialzustands-Umschalteinrichtung schließt mindestens eine Kupplungseinrichtung ein, die dazu dient, eine Drehung des ersten, des zweiten und des dritten Elements relativ zueinander zu ermöglichen, um dadurch die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, und um das erste, das zweite und das dritte Element miteinander zu verbinden, damit sie sich als Einheit drehen, oder um das zweite Element drehfest zu halten, um dadurch die Kraftweiche in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen. Somit wird die Kraftweiche von der mindestens einen Kupplungseinrichtung zwischen dem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion und dem Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion geschaltet.
(15) In einer Steuervorrichtung nach dem oben beschriebenen Modus (14) schließt die mindestens eine Kupplungseinrichtung eine Kupplung, die dazu dient, zwei oder drei ausgewählte Elemente miteinander zu verbinden, um das erste, das zweite und das dritte Element als Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse ein, die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Element zu fixieren, um das zweite Element drehfest zu halten. In diesem Fall kann die Kraftweiche von der Kupplung und der Bremse der Differentialzustands-Schalteinrichtung leicht zwischen dem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion und dem Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion geschaltet werden.
(16) In einer Steuervorrichtung nach dem oben beschriebenen Modus (15) schließt die mindestens eine Kupplungseinrichtung sowohl eine Kupplung als auch eine Bremse ein, die eingerückt werden, um die Kraftweiche in einen Differentialzustand zu bringen, in dem das erste, das zweite und das dritte Element sich relativ zueinander drehen können, wobei die Kraftweiche bei eingerückter Bremse als Kraftübertragungseinrichtung mit einer Übersetzung von 1 dient. In diesem Fall kann die Kraftweiche durch die Kupplung und die Bremse der Differentialzustands-Schalteinrichtung zwischen dem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion und dem Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion geschaltet werden und kann als Kraftübertragungseinrichtung mit einer einzigen Position mit einer festen Übersetzung oder mit einer Vielzahl von Positionen mit jeweils festen Übersetzungen dienen.
(17) In einer Steuervorrichtung nach einem der oben beschriebenen Modi (14) bis (16) schließt die Kraftweiche einen Planetenradsatz ein, und das erste, das zweite und das dritte Element sind ein Träger, ein Sonnenrad bzw. ein Hohlrad des Planetenradsatzes. In diesem Fall kann die Abmessung der Kraftweiche in axialer Richtung verringert werden, und die Kraftweiche kann ohne weiteres aus nur einem einzigen Planetenradsatz bestehen.
(18) In einer Steuervorrichtung nach dem oben beschriebenen Modus (17) ist der Planetenradsatz der Einzelritzel-Typ. In diesem Fall kann die Abmessung der Kraftweiche in axialer Richtung verringert werden, und die Kraftweiche kann ohne Weiteres aus nur einem einzigen Planetenradsatz des Einzelritzel-Typs bestehen.
(19) In einer Steuereinrichtung nach einem der oben beschriebenen Modi (9) bis (18) wird die Gesamt-Übersetzung des Fahrzeug-Antriebssystems von der Übersetzung eines Aufomatikgetriebeabschnitts und der Übersetzung des Differentialabschnitts bestimmt. In diesem Fall liefert das Fahrzeug-Antriebssystem eine Fahrzeug-Antriebskraft über einen breiten Übersetzungsbereich, für den die Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts genutzt wird.
(20) In einer Steuereinrichtung nach einem der oben beschriebenen Modi (9) – (1) ist der Automatikgetriebeabschnitt ein automatisches Stufenwechselgetriebe. In diesem Fall besteht das stufenlos variable Getriebe aus dem Automatikgetriebeabschnitt 20 und der Kraftweiche, die als Differential fungieren kann, während das Stufenwechselgetriebe aus dem Automatikgetriebeabschnitt 20 und der Kraftweiche besteht, die in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenschau mit den begleitenden Figuren leichter verständlich, wobei:
1 eine Skizze ist, die eine Anordnung des Kraftübertragungsmechanismus eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Tabelle ist, die Schaltaktionen des Hybridfahrzeug-Kraftübertragungsmechanismus der Ausführungsform von 1, der entweder in einem stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus oder einem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus betätigt werden kann, in Beziehung zu den Betätigungszuständen von hydraulisch betätigten Reibkupplungsvorrichtungen zeigt, mit denen die entsprechenden Schaltaktionen bewirkt werden können;
3 eine kollineare Skizze ist, die die relativen Drehzahlen von Drehelementen des Hybridfahrzeug-Kraftübertragungsmechanismus der Ausführungsform von 1, der im Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus betrieben wird, bei verschiedenen Zahnradpositionen des Kraftübertragungsmechanismus darstellt;
4 die Darstellung eines Beispiels für einen Betätigungszustand des Differentialabschnitts (Kraftverteilungsmechanismus) eines Kraftübertragungsmechanismus ist, der in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus (Differentialmodus) gebracht wurde, wobei die Darstellung dem Teil der kollinearen Skizze von 3 entspricht, welcher den Differentialabschnitt zeigt;
5 eine Darstellung des Betätigungszustands eines Differentialabschnitts (Kraftverteilungsmechanismus) ist, der durch Einrücken der Umschaltkupplung C0 in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus (Modus mit fester Übersetzung oder ohne Differentialfunktion) gebracht wurde, wobei die Darstellung dem Teil der kollinearen Skizze von 3 entspricht, der den Kraftverteilungsmechanismus zeigt;
6 eine Ansicht ist, welche Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinrichtung zeigt, die im Kraftübertragungsmechanismus der Ausführungsform von 1 bereitgestellt ist;
7 ein Funktionsblockschema ist, welches die wichtigsten Steuerfunktionen zeigt, die von der elektronischen Steuereinrichtung von 6 durchgeführt werden;
8 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für ein gespeichertes Übersetzungsverstellmodus-Grenzlinienkennfeld zeigt, das verwendet wird, um die Übersetzungsverstellaktion eines automatischen Stufenwechsel-Getriebeabschnitts des Kraftübertragungsmechanismus zu steuern, sowie ein Beispiel für ein gespeichertes Schaltgrenzlinien-Kennfeld, das verwendet wird, um den Differentialabschnitt entweder in den stufenlos variablen oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus zu bringen, wobei die Grenzlinien-Kennfelder in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert sind, das eine Drehzahl-Achse und eine Achse für das Ausgangsmoment des automatischen Getriebeabschnitts aufweist;
9 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für ein gespeichertes Schaltgrenzlinien-Kennfeld für die Antriebsleistungsquelle zeigt, welches für Grenzlinien steht, die eine Brennkraftmaschinen-Antriebsregion und eine Motor-Antriebsregion definieren und die verwendet werden, um die Antriebsleistungsquelle auszuwählen, wobei das Grenzlinien-Kennfeld in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert ist, das eine Achse für die Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Achse für das Ausgangsmoment des Automatikgetriebeabschnitts aufweist;
10 eine Ansicht ist, welche dem Teil der kollinearen Skizze von 3 entspricht, der den Differentialabschnitt zeigt, und die den Betriebszustand des Differentialabschnitts im stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zeigt, in dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Motor-Antriebsmodus im wesentlichen bei null liegt;
11 eine Ansicht ist, welche ein gespeichertes Schaltgrenzlinien-Kennfeld zeigt, das für Schaltgrenzlinien steht, welche die Region für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung und die Region für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung definieren, wobei das Schaltgrenzlinien-Kennfeld verwendet wird, um die von der unterbrochenen Linie in 8 dargestellten Schaltgrenzlinien zu erzeugen;
12 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für die Änderung der Brennkraftmaschinen-Drehzahl als Folge einer Gang-Raufschaltaktion des automatischen Getriebeabschnitts zeigt;
13 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für eine manuell zu betätigende Übersetzungsverstellmodus-Wähleinrichtung in Form eines Wippschalters zeigt, der verwendet wird, um den Übersetzungsverstellmodus des Differentialabschnitts zu wählen;
14 die Darstellung einer manuell zu betätigenden Übersetzungsverstelleinrichtung ist, die einen Schalthebel einschließt, der verwendet wird, um eine aus einer Vielzahl von Zahnradpositionen des Automatikgetriebeabschnitts auszuwählen;
15 ein Ablaufschema ist, das eine Schaltsteuerung des Differentialabschnitts durch die elektronische Steuereinrichtung im Motor-Antriebsmodus zeigt;
16 eine schematische Ansicht ist, die der von 1 entspricht und die Anordnung des Hybridfahrzeug-Kraftübertragungsabschnitts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;
17 eine Tabelle ist, die der von 2 entspricht und die Übersetzungsverstellaktionen des Hybridfahrzeug-Kraftübertragungsmechanismus der Ausführungsform von 16 in Beziehung zu verschiedenen Kombinationen von Betätigungszuständen der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen zeigt, mit denen die jeweiligen Übersetzungsverstellaktionen durchgeführt werden;
18 eine kollineare Skizze ist, welche der von 3 entspricht und welche relative Drehzahlen der Drehelemente des Hybridfahrzeug-Kraftübertragungsmechanismus der Ausführungsform von 16 zeigt, der im Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus betätigt wird, und zwar bei verschiedenen Zahnradpositionen des Kraftübertragungsmechanismus;
19 ein funktionales Blockschema ist, welches dem von 7 entspricht und welches die Hauptsteuerfunktionen zeigt, die von der elektronischen Steuereinrichtung in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden;
20 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für ein Kraftstoffverbrauchs-Kennfeld zeigt, das eine Kurve für die besten Kraftstoff-Verbrauchswerte einer Brennkraftmaschine, die im stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus arbeitet, zeigt, die durch eine unterbrochene Linie dargestellt sind, sowie eine Kurve für die besten Kraftstoff-Verbrauchswerte einer Brennkraftmaschine, die im Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus arbeitet, die durch die Einpunkt/Strich-Linie dargestellt sind;
21 eine Ansicht ist, welche eine Beziehung zwischen einem gespeicherten Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld, einem gespeicherten Grenzlinien-Kennfeld für die Übersetzungsverstellungs-Schaltung und einem gespeicherten Grenzlinien-Kennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung zeigt;
22 ein Ablaufschema ist, das die Schaltsteuerung des Differentialabschnitts und die Schaltsteuerung des Automatikgetriebeabschnitts durch die elektronische Steuereinrichtung zeigt, und zwar gemäß der ausgewählten Antriebsleistungsquelle in der Ausführungsform von 19;
23 ein Funktionsblockschema ist, das dem von 7 entspricht, und das die Hauptsteuerfunktionen darstellt, die von der elektronischen Steuereinrichtung in noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden;
24 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für Wirkungsgradkurven eines ersten Elektromotors zeigt;
25 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für Wirkungsgradkurven eines zweiten Elektromotors zeigt;
26 ein Funktionsblockschema ist, welches dem von 7 entspricht und welches die Hauptsteuerfunktionen zeigt, die von der elektronischen Steuereinrichtung in noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden;
27 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für ein gespeichertes Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld zeigt, welches in der Ausführungsform von 26 verwendet wird, um eine Übersetzungsverstellaktion des automatischen Getriebeabschnitts zu steuern.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf die Figuren werden nun detailliert die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
In der schematischen Darstellung von 1 ist ein Kraftübertragungsmechanismus 10 dargestellt, der einen Teil des Kraftübertragungssystems für ein Hybridfahrzeug darstellt. Der Kraftübertragungsmechanismus schließt eine Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ein. Der in 10 dargestellte Kraft übertragungsmechanismus 10 schließt ein: ein Antriebsdrehelement in Form einer Antriebswelle 14, die auf einer gemeinsamen Achse in einem Getriebegehäuse 12 (im folgenden als „Gehäuse 12" abgekürzt) angeordnet ist, das als drehfestes Element oder nicht-drehendes Element fungiert und an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist; einen Differentialabschnitt 11, der entweder direkt oder indirekt über einen nicht dargestellten, Pulsationen absorbierenden Dämpfer (Schwingungsdämpfungseinrichtung) mit der Antriebswelle 14 verbunden ist; ein automatisches Stufenwechselgetriebe in Form eines automatischen Einstufen- oder Mehrstufenwechsel-Getriebeabschnitts 20 (im folgenden einfach als „Automatikgetriebeabschnitt 20" bezeichnet), der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Differentialabschnitt 11 und Antriebsrädern 38 angeordnet ist, so daß der Automatikgetriebeabschnitt 20 mit dem Differentialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 38 über ein Kraftübertragungselement (Getriebewelle) 18 in Reihe geschaltet ist; und ein Abtriebsdrehelement in Form einer Abtriebswelle 22, die mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden ist. Die Antriebswelle 12, der Differentialabschnitt 11, der Automatikgetriebeabschnitt 20 und die Abtriebswelle 22 sind miteinander in Reihe geschaltet. Dieser Kraftübertragungsmechanismus 10 eignet sich für ein transverses FR-Fahrzeug (Frontmaschinen/Heckantriebs-Fahrzeug) und ist zwischen einer Antriebsleistungsquelle in Form einer Brennkraftmaschine 8 (Otto- oder Dieselmaschine) und den beiden Antriebsrädern 38 angeordnet, um eine Fahrzeug-Antriebsleistung über eine Differentialgetriebeeinrichtung (Enduntersetzungsgetriebe) 36 und ein Paar Antriebsachsen auf die beiden Antriebsräder 38 zu übertragen, wie in 7 dargestellt. Die Differentialgetriebeeinrichtung (36) und die Antriebsachsen bilden auch einen Teil des Kraftübertragungsmechanismus. In dem vorliegenden Kraftübertragungsmechanismus 10 ist die Brennkraftmaschine 8 ohne jegliche fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung, wie einen Momentwandler oder eine Fluidkupplung, mit dem Differentialabschnitt 11 verbunden. Es sei darauf hingewiesen, daß die untere Hälfte des Kraftübertragungsmechanismus 10, der achsensymmetrisch aufgebaut ist, in 1 weggelassen wurde. Dies trifft auch auf sämtliche anderen nachstehend aufgeführten Ausführungsformen zu.
Der Differentialabschnitt 11 schließt ein: einen ersten Elektromotor M1; einen Kraftverteilungsmechanismus 16, der als Kraftweiche dient, welche die auf die Antriebswelle 14 übertragene Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 mechanisch auf den ersten Elektromotor M1 und das Kraftübertragungselement 18 verteilen kann; und einen zweiten Elektromotor M2, der sich mit dem Kraftübertragungselement 18 drehen kann. Der zweite Elektromotor M2, kann an irgendeiner Stelle im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement 18 und den Antriebsrädern 38 angeordnet sein. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich sowohl beim ersten Elektromotor M1 als auch beim zweiten Elektromotor M2 um sogenannte Motor/Generatoren, die sowohl als Stromerzeuger als auch als Elektromotoren dienen können. Der erste Elektromotor M1 sollte zumindest als Stromerzeuger fungieren, der elektrische Energie erzeugt, während eine Reaktionskraft erzeugt wird, und der zweite Elektromotor M2 sollte zumindest als Elektromotor dienen, der eine Fahrzeug-Antriebskraft erzeugen kann.
Der Kraftverteilungsmechanismus 16 schließt als Hauptkomponenten einen ersten Planetenradsatz 24 vom Einzelritzel-Typ, der beispielsweise ein Zähnezahlverhältnis ρ1 von etwa 0,418 aufweist, eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B0 ein. Der erste Planetenradsatz 24 weist Drehelemente auf, die aus folgendem bestehen: einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetenrad P1; einem ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 stützt, so daß sich das erste Planetenrad P1 um seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehen kann; und einem ersten Hohlrad R1, das über das erste Planetenrad P1 mit dem ersten Sonnenrad S1 kämmt. Wenn die Zahl der Zähne des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Hohlrads R1 mit ZS1 bzw. ZR1 bezeichnet wird, wird das oben genannte Zähnezahlverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1 dargestellt.
Im Kraftverteilungsmechanismus 16 ist der erste Träger CA1 mit der Antriebswelle 14, d.h. der Brennkraftmaschine 8, verbunden, und das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während das erste Hohlrad R1 mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden ist. Die Schaltbremse B0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem Gehäuse 12 angeordnet, und die Schaltkupplung C0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Träger CA1 angeordnet. Wenn die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 beide ausgerückt sind, wird der Kraftübertragungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht, in dem die drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24, welcher aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Hohlrad R1 besteht, sich relativ zueinander drehen können, so daß eine Differentialfunktion ausgeführt wird, wodurch die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Kraftübertragungselement 18 verteilt wird, wobei ein Teil der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 verwendet wird, um den ersten Elektromotor M1 zum Erzeugen von elektrischer Energie anzutreiben, die gespeichert wird oder verwendet wird, um den zweiten Elektromotor M2 anzutreiben. Somit wird der Kraftübertragungsmechanismus 16 in den stufenlosen Übersetzungsverstellmodus (den elektrisch eingerichteten CVT-Modus) gebracht, in dem die Drehzahl des Kraftübertragungselements 18 unabhängig von der Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 8 stufenlos variabel ist, d.h. in den Differential- oder stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus, in dem der Differentialabschnitt 11 als elektronisch gesteuertes stufenloses Getriebe dient, dessen Übersetzung γ0 (Drehzahl der Antriebswelle 14/Drehzahl des Kraftübertragungselements 18) von einem minimalen Wert γ0min bis zu einem maximalen Wert γ0max stufenlos variiert werden kann.
Wenn die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 eingerückt wird, während der Kraftübertragungsmechanismus 16 sich im stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus befindet, wird der Mechanismus 16 in den Zustand gebracht, in dem kein Differential vorliegt und in dem die Differentialfunktion nicht zur Verfügung steht. Genauer beschrieben werden, wenn die Schaltkupplung C0 eingerückt wird, das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 miteinander verbunden, so daß der Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand der Sperrung oder der nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, in dem die drei Drehelemente des ersten Planetenradsatzes 24, der aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Hohlrad R1 besteht, sich als Einheit drehen können. In diesem Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion, in dem der Differentialabschnitt 11 auch in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, sind die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 8 und die Drehzahl des Kraftübertragungselements 18 einander gleich, so daß der Differentialabschnitt 11 in einen Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung oder in einen Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, in dem der Differentialabschnitt 11 als Kraftübertragungseinrichtung mit einer festen Übersetzung γ0 gleich 1 fungiert. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt wird, wird das erste Sonnenrad S1 am Gehäuse 1 festgelegt, so daß der Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand der Sperrung oder der nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, in dem das erste Sonnenrad S1 sich nicht drehen kann, während der Differentialabschnitt 11 ebenfalls in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wird. Da die Drehzahl des ersten Hohlrads R1 größer angesetzt wird als die des ersten Trägers CA1, wird der Differentialabschnitt 11 in einen Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung oder in einen Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht, in dem der Differentialabschnitt 11 als drehzahlerhöhende Kraftübertragungseinrichtung mit einer festen Übersetzung γ0 von unter 1, beispielsweise von etwa 0,7 fungiert. In der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform dienen die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 als Differentialzustands-Schalteinrichtung, die dazu dient, den Differentialabschnitt 11 selektiv in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus (Differentialmodus), in dem der Differentialabschnitt 11 als stufenlos variables Getriebe dient, deren Übersetzung stufenlos variiert werden kann, und in den Sperrmodus zu bringen, in dem der Differentialabschnitt 11 nicht als stufenlos variables Getriebe dient, d.h. in den Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung, in dem der Differentialabschnitt 11 als Kraftübertragungseinrichtung mit nur einer Zahnradposition mit nur einer Übersetzung oder mit einer Vielzahl von Zahnradpositionen mit jeweils eigenen Übersetzungen dient.
Der Automatikgetriebeabschnitt 20 schließt einen zweiten Planetenradsatz vom Einzelritzel-Typ 26, einen dritten Planetenradsatz vom Einzelritzel-Typ 28 und einen vierten Planetenradsatz vom Einzelritzel-Typ 30 ein. Der zweite Planetenradsatz weist folgendes auf: ein zweites Sonnenrad S2; ein zweites Planetenrad P2; einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 so stützt, daß es sich um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehen kann; und ein zweites Hohlrad R2, das über das zweite Planetenrad P2 mit dem zweiten Sonnenrad S2 kämmt. Der zweite Planetenradsatz weist zum Beispiel ein Zähnezahlverhältnis ρ2 von etwa 0,562 auf. Der dritte Planetenradsatz weist folgendes auf: ein drittes Sonnenrad S3; ein drittes Planetenrad P3; einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 so stützt, daß das dritte Planetenrad P3 sich um seine Achse und um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehen kann; und ein drittes Hohlrad R3, das über das dritte Planetenrad P3 mit dem dritten Sonnenrad S3 kämmt. Der dritte Planetenradsatz 28 weist zum Beispiel ein Zähnezahlverhältnis ρ3 von etwa 0,425 auf. Der vierte Planetenradsatz 30 weist folgendes auf: ein viertes Sonnenrad S4; ein viertes Planetenrad P4; einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenrad P4 so stützt, daß sich das vierte Planetenrad P4 um seine Achse und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehen kann; und ein viertes Hohlrad R4, das über das vierte Planetenrad P4 mit dem vierten Sonnenrad S4 kämmen kann. Der vierte Planetenradsatz weist beispielsweise ein Zähnezahlverhältnis ρ4 von etwa 0,421 auf. Wenn die Zahlen der Zähne des zweiten Sonnenrads S2, des zweiten Hohlrads R2, des dritten Sonnenrads S3, des dritten Hohlrads R4, des vierten Sonnenrads S4 und des vierten Hohlrads R4 durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 dargestellt werden, werden die oben angegebenen Zähnezahlverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
In dem Automatikgetriebeabschnitt 20 werden das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 integral als eine Einheit aneinander fixiert und selektiv über eine zweite Kupplung C2 mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden und über eine erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt. Das vierte Hohlrad R4 wird über eine dritte Bremse B3 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, und das zweite Hohlrad R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 werden integral aneinander fixiert und an der Ausgangswelle 22 fixiert. Das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4 werden integral aneinander fixiert und selektiv über eine erste Kupplung C1 am Kraftübertragungselement 18 fixiert. Somit werden der Automatikgetriebeabschnitt 20 und das Kraftübertragungselement 18 über eine erste Kupplung C1 oder eine zweite Kupplung C2, die eingerückt wird, um Zahnradpositionen des Automatikgetriebeabschnitts 20 einzurichten, selektiv miteinander verbunden. Anders ausgedrückt, die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 dienen als Kupplungseinrichtungen, die betätigt werden können, um entweder einen Kraftübertragungszustand oder einen Kraftunterbrechungszustand eines Kraftübertragungswegs zwischen dem Kraftübertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20 einzurichten, d.h. zwischen dem Differentialabschnitt 11 (Kraftübertragungselement 28) und den Fahrzeug-Antriebsrädern 38. Eine Drehbewegung kann auf dem Kraftübertragungsweg übertragen werden, wenn er in den Kraftübertragungszustand gebracht wurde, und kann nicht auf dem Kraftübertragungsweg übertragen werden, wenn er in den Kraftunterbrechungszustand gebracht wurde. Das heißt, der Kraftübertragungsweg wird durch Einrücken der ersten und/oder der zweiten Kupplungen C1, C2 in den Kraftübertragungszustand gebracht und wird durch Ausrücken der ersten oder der zweiten Kupplung C1, C2 in den Kraftunterbrechungszustand gebracht.
Die oben beschriebene Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 sind hydraulisch betätigte Reibkupplungseinrichtungen, die in einem herkömmlichen Fahrzeug-Automatikgetriebe verwendet werden. Jede dieser Reibkupplungseinrichtungen besteht aus einer Naß-Lamellenkupplung, die eine Vielzahl von Reibbelägen aufweist, die übereinander angeordnet sind und die durch ein hydraulisches Stellglied gegeneinander gedrängt werden, oder aus einer Bandbremse, die eine Drehtrommel und ein Band oder zwei Bänder einschließt, das auf die Außenumfangsfläche der Drehtrommel gewickelt ist bzw. gewickelt sind und an einem Ende von einem hydraulischen Stellglied gespannt ist bzw. sind. Jede der Kupplungen C0 – C2 und der Bremsen B0 – B3 wird selektiv eingerückt, um zwei Elemente zu verbinden, zwischen denen die Kupplung oder Bremse jeweils angeordnet ist.
In dem wie oben beschrieben aufgebauten Kraftübertragungsmechanismus 10 wird eine Zahnradposition von der ersten Zahnradposition (Erster Gang-Position) bis fünften Zahnradposition (Fünfter Gang-Position), der Rückwärts-Zahnradposition (Rückwärtsgang-Position) und der Neutralposition durch Einrückaktionen einer entsprechenden Kombination von Reibkupplungseinrichtungen, die ausgewählt sind aus der oben beschriebenen Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C2, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse B0, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3, selektiv eingerichtet, wie in der Tabelle von 2 dargestellt.
Diese Zahnradpositionen weisen jeweils eigene Übersetzungen γ (Antriebswellen-Drehzahl N_IN/Abtriebswellen-Drehzahl N_OUT) auf, die sich in geometrischer Reihe ändern. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß der Kraftübertragungsmechanismus 16 mit der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 versehen ist, so daß der Differentialabschnitt 11 durch Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 selektiv in den Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung gebracht werden kann, in dem er als Kraftübertragungseinrichtung mit einer einzigen Zahnradposition fungieren kann, oder mit einer Vielzahl von Zahnradpositionen mit jeweils eigenen Übersetzungen, ebenso wie in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus, in dem der Differentialabschnitt 11 als stufenlos variables Getriebe dienen kann, wie oben beschrieben. In dem vorliegenden Kraftübertragungsmechanismus 10 besteht daher ein Stufenwechselgetriebe aus dem Automatikgetriebeabschnitt 20 und dem Differentialabschnitt 11, der durch Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung gebracht wurde. Ferner besteht ein stufenlos variables Getriebe aus dem Automatikgetriebeabschnitt 20 und dem Differentialabschnitt 11, der in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wurde, wobei weder die Schaltkupplung C0 noch die Bremse B0 eingerückt sind. Anders ausgedrückt, der Kraftübertragungsmechanismus 10 wird durch Einrücken entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht, und durch Ausrücken sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Bremse B0 in den kontinuierlich variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht. Der Differentialabschnitt 11 kann auch als Kraftübertragungseinrichtung betrachtet werden, die zwischen dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus und dem stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus geschaltet werden kann.
Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 10 als Stufenwechselgetriebe dient, wird beispielsweise die Erster Gang-Position mit der höchsten Übersetzung γ1 von etwa 3,357 durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 eingerichtet, und die Zweiter Gang-Position mit einer Übersetzung γ2 von beispielsweise etwa 2,180, die niedriger ist als die Übersetzung γ1, wird durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, wie in 2 dargestellt. Ferner wird die Dritter Gang-Position mit der Übersetzung γ3 von beispielsweise etwa 1,427, die niedriger ist als die Übersetzung γ2, durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, und die Vierter Gang-Position mit der Übersetzung γ4 von beispielsweise etwa 1,000, die niedriger ist als die Übersetzung γ3, wird durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet. Die Fünfter Gang-Position mit der Übersetzung γ5 von beispielsweise etwa 0,705, die niedriger ist als die Übersetzung γ, wird durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C0, der zweiten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet. Ferner wird die Rückwärtsgang-Position mit der Übersetzung γR von beispielsweise etwa 3,209, die zwischen den Übersetzungen γ1 und γ2 liegt, durch Einrückaktionen der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 eingerichtet. Die Neutralposition N wird durch Einrücken lediglich der Schaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 10 als stufenlos variables Getriebe fungiert, werden andererseits sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 ausgerückt, wie in 2 dargestellt, so daß der Differentialabschnitt 11 als kontinuierlich variables Getriebe dient, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, als Stufenwechselgetriebe dient, wodurch die Geschwindigkeit der Drehbewegung, die auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen wird, der in entweder die Erster Gang-, Zweiter Gang-, Dritter Gang- oder Vierter Gang-Position gebracht wurde, d.h. die Drehzahl des Kraftübertragungselements, 18 kontinuierlich verändert wird, so daß die Übersetzung des Kraftübertragungsmechanismus über einen vorgegebenen Bereich stufenlos variiert werden kann, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 in eine dieser Zahnradpositionen gebracht wurde. Somit ist die Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts 20 über benachbarte Zahnradpositionen hinweg kontinuierlich variabel, wodurch die Gesamt-Übersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 kontinuierlich variiert werden kann.
Die kollineare Skizze von 3 zeigt durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in jeder der Zahnradpositionen des Kraftübertragungsmechanismus 10, der aus dem Differentialabschnitt 11 besteht, der als stufenlos variabler Abschnitt oder erster Übersetzungsverstellabschnitt dient, und dem Automatikgetriebeabschnitt 20, der als Stufenwechsel-Übersetzungsverstellabschnitt oder zweiter Übersetzungsverstellabschnitt dient. Die kollineare Skizze von 3 ist ein rechtwinkliges zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Zähnezahlverhältnisse ρ der Planetenradsätze 24, 26, 28, 30 entlang der horizontalen Achse eingetragen sind, während die jeweiligen Drehzahlen der Drehelemente entlang der vertikalen Achse eingetragen sind. Die untere der drei horizontalen Linien X1, X2, XG, d.h. die horizontale Linie X1, zeigt die Drehzahl 0 an, während die obere der drei horizontalen Linien, d.h. die horizontale Linie X2, die Drehzahl 1,0 anzeigt, d.h. die Betriebsgeschwindigkeit N_E der Brennkraftmaschine 8, die mit der Antriebswelle 14 verbunden ist. Die horizontale Linie XG zeigt die Drehzahl des Kraftübertragungselements 18 an.
Die drei vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 entsprechen den drei Elementen des Kraftübertragungsmechanismus 16, der einen Teil des Differentialabschnitts 11 darstellt, und stellen jeweils die relativen Drehzahlen eines zweiten Drehelements (eines zweiten Elements) RE2 in Form des ersten Sonnenrads S1, eines ersten Drehelements (eines ersten Elements) RE1 in Form des ersten Trägers CA1 und eines dritten Drehelements (eines dritten Elements) RE3 in Form des ersten Hohlrads R1 dar. Die Abstände zwischen benachbarten vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden vom Zähnezahlverhältnis ρ1 des ersten Planetenradsatzes 24 bestimmt. Ferner repräsentieren fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8, die dem Automatikgetriebeabschnitt 20 entsprechen, jeweils die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (eines vierten Elements) RE4 in Form des zweiten und des dritten Sonnenrads S2, S3, die integral miteinander verbunden sind, eines fünften Drehelements (eines fünften Elements) RE5 in Form des zweiten Trägers CA2, eines sechsten Drehelements (eines sechsten Elements) RE6 in Form des vierten Hohlrads R2 und der dritten und vierten Träger CA3, CA4, die integral miteinander verbunden sind, und eines achten Drehelements (eines achten Elements) RE8 in Form des dritten Hohlrads R3 und des vierten Sonnenrads S4, die integral miteinander verbunden sind.
Die Abstände zwischen benachbarten vertikalen Linien Y4 – Y8 werden von den Zähnezahlverhältnissen ρ2, ρ3 und ρ4 der zweiten, dritten und vierten Planetenradsätze 26, 28, 30 bestimmt. Für den Differentialabschnitt 11 entspricht daher der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 „1", während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Zähnezahlverhältnis ρ1 entspricht. Für den Automatikgetriebeabschnitt 20 entsprechen die Abstände zwischen dem Sonnenrad und dem Träger sowohl des zweiten, des dritten als auch des vierten Planetenradsatzes 26, 28, 30 „1", während die Abstände zwischen dem Träger und dem Hohlrad jedes dieser Planetenradsätze 26, 28, 30 dem Zähnezahlverhältnis ρ entsprechen.
Wie in der kollinearen Skizze von 3 dargestellt, ist der Kraftverteilungsmechanismus (der stufenlos variable Übersetzungsverstellabschnitt) 16 oder der Differentialabschnitt 11 des Kraftübertragungsmechanismus (Getriebemechanismus) 10 so angeordnet, daß das erste Drehelement RE1 (der erste Träger CA1) des ersten Planetenradsatzes 24 integral an der Antriebswelle 14, d.h. an der Brennkraftmaschine 8, fixiert ist und über die Schaltkupplung C0 selektiv mit dem zweiten Drehelement RE2 (dem ersten Sonnenrad S1) verbunden wird, und dieses Drehelement RE2 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden und wird über die Schaltbremse B0 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, während das dritte Drehelement RE3 (das erste Hohlrad R1) am Kraftübertragungselement 18 fixiert ist und mit dem zweiten Elektromotor M2 verbunden wird, so daß die Drehbewegung der Antriebswelle 14 über das Kraftübertragungselement 18 auf das Automatikgetriebe (das Stufenwechselgetriebe) 20 über tragen wird. Die Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Hohlrads R1 wird durch eine schräge gerade Linie L0 dargestellt, die durch den Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 verläuft.
Die 4 und 5 entsprechen einem Teil der kollinearen Skizze von 3, der den Differentialabschnitt 11 darstellt. 4 zeigt ein Beispiel für einen Betriebszustand des Differentialabschnitts 11, der in den stufenlos variablen Zustand gebracht wurde, wobei die Schaltkupplung C0 und die. Schaltbremse B0 ausgerückt bleiben. Die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1, die von dem Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y1 dargestellt ist, wird durch Regeln der Reaktionskraft, die durch den Betrieb des ersten Elektromotors M1 bei der Erzeugung von elektrischer Energie entsteht, erhöht oder gesenkt, so daß die Drehzahl des ersten Hohlrads R1, die vom Schnittpunkt zwischen den Linien L0 und Y3 dargestellt wird, erhöht oder gesenkt wird.
5 zeigt ein Beispiel für einen Betriebszustand des Differentialabschnitts 11, der in den Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung (den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus) gebracht wurde, wobei die Schaltkupplung C0 im ausgerückten Zustand bleibt. Wenn das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 in diesem Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung miteinander verbunden werden, wird der Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht, in dem die drei oben angegebenen Drehelemente sich als Einheit drehen, so daß die gerade Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 übereinstimmt, wodurch das Kraftübertragungselement 18 mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die der Drehzahl NE gleich ist. Wenn die Schaltbremse B0 eingerückt wird, wird dagegen die Drehung des Kraftübertragungselements 18 angehalten, und der Kraftübertragungsmechanismus 16 wird in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht, in dem der Mechanismus 16 als Drehzahlerhöhungs-Einrichtung dient, so daß die gerade Linie L0 wie in 3 dargestellt ansteigt, wodurch die Drehzahl des ersten Hohlrads R1, d.h. die Drehung des Kraftübertragungselements 18, die vom Schnittpunkt zwischen den Linien L0 und Y3 dargestellt wird, höher als die Motordrehzahl N_E wird und auf das Automatikgetriebe 20 übertragen wird.
Im Automatikgetriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 über die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden und über die erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, und das fünfte Drehelement RE5 wird über die zweite Bremse B2 selektiv an dem Gehäuse 12 festgelegt, während das sechste Drehelement RE6 über die dritte Bremse B3 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt wird. Das siebte Drehelement RE7 wird integral an der Abtriebswelle 22 fixiert, während das achte Drehelement RE8 über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden wird.
Wenn die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 eingerückt werden, wird der Automatikgetriebeabschnitt 20 in die Erster Gang-Position gebracht. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Erster Gang-Position wird vom Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die für die Drehzahl des siebten Drehelements RE7, das an der Abtriebswelle fixiert ist, steht, und der schrägen geraden Linie L1 dargestellt, die durch den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die für die Drehzahl des achten Drehelements RE8 steht, und der horizontalen Linie X2 und durch den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die für die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 steht, und der horizontalen Linie X1 verläuft. Ebenso wird die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Zweiter Gang-Position, die durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird, durch den Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L2, die von diesen Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7, die für die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 steht, das an der Abtriebswelle 22 fixiert ist, dargestellt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Dritter Gang-Position, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, wird vom Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L3, die von diesen Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die für die Drehzahl des siebten Drehelements RE7, das an der Abtriebswelle 22 fixiert ist, steht. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Vierter Gang-Position, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wird durch den Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die von diesen Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die für die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 steht, das an der Abtriebswelle 22 fixiert ist. In den Erster Gang- bis Vierter Gang-Positionen, in denen die Schaltkupplung C0 eingerückt ist, wird das achte Drehelement RE8 mit der Antriebskraft vom Differentialabschnitt 11, d.h. vom Kraftverteilungsmechanismus 16, mit einer Geschwindigkeit gedreht, die der Brennkraftmaschinen-Drehzahl NE gleich ist. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt wird, wird das achte Drehelement RE8 mit der Antriebskraft vom Differentialabschnitt 11 bei einer Geschwindigkeit gedreht, die über der Brennkraftmaschinen-Drehzahl NE liegt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Fünfter Gang-Position, die von den Einrückaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, wird vom Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5, die von diesen Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die für die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 steht, das an der Abtriebswelle 22 fixiert ist.
6 zeigt Signale, die von einer elektronischen Steuereinrichtung 40 empfangen werden, die bereitgestellt ist, um den Kraftübertragungsmechanismus 10 zu steuern, sowie Signale, die von der elektronischen Steuereinrichtung 40 erzeugt werden. Diese elektronische Steuereinrichtung 40 schließt einen sogenannten Mikrorechner ein, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle einschließt, und ist so ausgelegt, daß sie die Signale gemäß Programmen verarbeitet, die im ROM hinterlegt sind, während sie eine Zwischenspeicherfunktion des ROM nutzt, um Hybridantriebssteuerungen der Brennkraftmaschine 8 und der Elektromotoren M1 und M2 sowie Antriebssteuerungen zu implementieren, wie eine Übersetzungsverstellungs-Steuerung des Automatikgetriebeabschnitts 20.
Die elektronische Steuereinrichtung 40 ist so ausgelegt, daß sie von verschiedenen Sensoren und Schaltern, die in 6 dargestellt sind, verschiedene Signale empfängt, wie: ein Signal, das die Temperatur des Kühlwassers für die Brennkraftmaschine anzeigt; ein Signal, das die gewählte Betätigungsposition eines Schalthebels anzeigt; ein Signal, das die Betriebsdrehzahl NE der Brennkraftmaschine 8 anzeigt; ein Signal, das einen Wert anzeigt, der eine ausgewählte Gruppe von Vorwärtsfahrpositionen des Kraftübertragungsmechanismus anzeigt; ein Signal, das einen M-Modus (Motor-Antriebsmodus) anzeigt; ein Signal, das zeigt, daß die Klimaanlage in Betrieb ist; ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, welche der Geschwindigkeit der Abtriebswelle 22 entspricht; ein Signal, das die Temperatur des Arbeitsöls des Automatikgetriebeabschnitts 20 anzeigt; ein Signal, das zeigt, daß eine Seitenbremse betätigt wird; ein Signal, das zeigt, daß eine Fußbremse betätigt wird; ein Signal, das die Temperatur eines Katalysators anzeigt; ein Signal, das den Verstellwinkel Acc des Gaspedals anzeigt; ein Signal, das einen Nockenwinkel anzeigt; ein Signal, das die Auswahl eines Winterantriebsmodus (snow drive) anzeigt; ein Signal, das die Auswahl eines automatischen Fahrgeschwindigkeitsregelungs-Antriebsmodus (auto cruise) zeigt; ein Signal, das das Gewicht des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das den Betätigungszustand eines Stufenwechsel-Übersetzungsverstellschalters zeigt, der bereitgestellt ist, um den Differentialabschnitt 11 in den Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung (nicht gegebene Differentialfunktion) zu bringen, in dem der Kraftübertragungsmechanismus 10 als Stufenwechselgetriebe fungiert; ein Signal, das einen Schalter für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung zeigt, der bereitgestellt ist, um den Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen, in dem der Kraftübertragungsmechanismus 10 als stufenlos variables Getriebe fungiert; ein Signal, das die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 anzeigt; ein Signal, das die Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 anzeigt; ein Signal, das die Menge des elektrischen Stroms anzeigt, die vom zweiten Elektromotor erzeugt wird; ein Signal, das die Menge des Antriebsstroms anzeigt, der an den ersten Elektromotor M1 angelegt wird; ein Signal, das die Menge des elektrischen Antriebsstroms anzeigt, der an den zweiten Elektromotor M2 angelegt wird; ein Signal, das die Menge des elektrischen Steuerstroms anzeigt, der an den ersten Elektromotor M1 angelegt wird; ein Signal, das die Menge des Steuerstroms anzeigt, der an den zweiten Elektromotor M2 angelegt wird; und die Menge der elektrischen Energie SOC, die in einer Stromspeichereinrichtung 60 gespeichert ist.
Die elektronische Steuereinrichtung 40 ist ferner dafür ausgelegt, verschiedene Signale zu erzeugen, wie: ein Signal, um ein elektronisches Drosselstellglied anzusteuern, um den Öffnungswinkel einer Drosselklappe zu regeln; ein Signal, um den Druck eines Laders einzustellen; ein Signal, um die elektrische Klimaanlage zu betätigen; ein Signal, um den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine 8 zu regeln; Signale, um die Elektromotoren M1 und M2 zu betätigen; ein Signal, um einen Übersetzungsverstellbereichs-Anzeiger zum Anzeigen der gewählten Betätigungsposition des Schalthebels zu betätigen; ein Signal, um einen Zähnezahlverhältnis-Anzeiger zum Anzeigen des Zähnezahlverhältnisses zu betätigen; ein Signal, um einen Wintermodus-Anzeiger zum Anzeigender Auswahl eines Winterantriebsmodus zu betätigen; ein Signal zum Betätigen eines ABS-Aktors für eine Antiblockierbremsung der Räder; ein Signal, um einen M-Modus-Anzeiger zum Anzeigen der Auswahl des M-Modus zu betätigen; Signale, um magnetisch betätigte Ventile zu betätigen, die in einer hydraulischen Steuereinheit 42 enthalten sind, die bereitgestellt ist, um die hydraulischen Aktoren der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen des Differentialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu steuern; ein Signal, um eine elektrische Ölpumpe zu steuern, die als Hydraulikdruckversorgung für die hydraulische Steuereinheit 42 verwendet wird; ein Signal, um eine elektrische Heizung anzusteuern; ein Signal, das an einen Cruise Control-Rechner angelegt wird; und ein Signal, um ein Kraftstoff-Einspritzventil zu steuern, um die Menge des Kraftstoffs, der in die Brennkraftmaschine 8 gespritzt wird, zu steuern.
7 ist ein Funktionsblockschema, das die Hauptsteuerfunktionen darstellt, die von der elektronischen Steuereinrichtung 40 ausgeführt werden. Die elektronische Steuereinrichtung 40 schließt ein Schaltungssteuermittel 50, ein Hybridsteuermittel 52, ein Steuermittel 54 für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung, einen Kennfeldspeicher 56, ein Schnellgang-Bestimmungsmittel 62, ein Motorantrieb-Bestimmungsmittel 80, ein Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs und ein Handwähl-Bestimmungsmittel 84 ein. Das Mittel 54 zum Steuern der stufenlos variablen Übersetzungsverstellung ist so ausgelegt, daß es bestimmt, ob eine Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfinden sollte, und um eine automatische Übersetzungsverstellaktion gemäß dem Ergebnis dieser Feststellung durchzuführen. Diese Bestimmung wird aufgrund der aktuellen Fahrzeugsituation durchgeführt, die von der Fahrgeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour des Automatikgetriebeabschnitts 20 dargestellt wird, sowie gemäß eines Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfelds (Übersetzungsverstellungs-Kennfeld), das im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt ist und das von durchgezogenen und Einpunkt/Strich-Linien in 8 dargestellt wird.
In dem stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus des Kraftübertragungsmechanismus 10, d.h. wenn der Differentialabschnitt 11 eine Differentialfunktion ausübt, steuert das Hybridsteuermittel 52 die Brennkraftmaschine 8 so, daß sie mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet, und steuert den ersten Elektromotor M1 und den zweiten Elektromotor M2 so, daß eine optimale Aufteilung der Antriebskräfte, die von der Brennkraftmaschine 8 und dem zweiten Elektromotor M2 erzeugt werden, eingerichtet wird, und um die Reaktionskraft zu optimieren, die vom ersten Elektromotor M1 während dessen Betriebs als elektrischer Generator erzeugt wird. Zum Beispiel berechnet das Hybridsteuermittel 52 die Ausgangsleistung, die vom Fahrzeuglenker bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs verlangt wird, aufgrund des Verstellwegs Acc des Gaspedals und der Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit V, und berechnet die erforderliche Fahrzeug-Antriebskraft aufgrund der errechneten erforderlichen Ausgangsleistung und der erforderlichen Menge an durch den ersten Elektromotor M1 erzeugter elektrischer Energie. Aufgrund der errechneten erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft berechnet das Hybridsteuermittel 52 die gewünschte Gesamt-Ausgangsleistung und Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 8 und steuert die aktuelle Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 und die Menge der durch den ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie gemäß der errechneten gewünschten Gesamt-Ausgangsleistung und Drehzahl der Brennkraftmaschine. Das Hybridsteuermittel 52 kann die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E für die gleiche Fahrzeug geschwindigkeit und für die gleiche Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts 20 (für die gleiche Drehzahl des Kraftübertragungselements 18) durch Regeln der Menge der vom ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie regeln.
Das Hybridsteuermittel 52 ist so ausgelegt, daß es die oben beschriebene Hybridsteuerung durchführt, während es die gegenwärtig ausgewählte Zahnradposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 berücksichtigt, wodurch die Kraftstoff-Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine 8 verbessert werden. Bei der Hybridsteuerung wird der Differentialabschnitt 11 so gesteuert, daß er als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe fungiert, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl NE und die Fahrzeuggeschwindigkeit V für einen effizienten Betrieb der Brennkraftmaschine 8 und die Drehzahl des Kraftübertragungselements 18, die von der ausgewählten Zahnradposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt wird, optimal zu koordinieren. Das heißt, das Hybridsteuermittel 52 bestimmt einen Sollwert der Gesamt-Übersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10, so daß die Brennkraftmaschine 8 gemäß einer gespeicherten Kurve mit höchster Kraftstoffausnutzung arbeitet, die sowohl den gewünschten Wirkungsgrad als auch die beste Kraftstoffausnutzung durch die Brennkraftmaschine 8 erreicht. Das Hybridsteuermittel 52 regelt die Übersetzung γ0 des Differentialabschnitts 11, um den Sollwert der Gesamt-Übersetzung γT zu erhalten, so daß die Gesamt-Übersetzung γT innerhalb eines vorgegebenen Bereichs geregelt werden kann, beispielsweise zwischen 13 und 0,5.
Bei der Hybridsteuerung steuert das Hybridsteuermittel einen Wechselrichter 58 so, daß die elektrische Energie, die vom ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, über den Wechselrichter 58 zur Stromspeichereinrichtung 60 und zum zweiten Elektromotor M2 geliefert wird. Das heißt, der Hauptteil der Antriebskraft, die von der Brennkraftmaschine 8 erzeugt wird, wird mechanisch auf das Kraftübertragungselement 18 übertragen, während der übrige Teil der Antriebskraft vom ersten Elektromotor M1 verbraucht wird, um diesen Teil in elektrische Energie umzuwandeln, die vom ersten Elektromotor M1 über den Wechselrichter 58 zum zweiten Elektromotor M2 geliefert wird, oder vom ersten Elektromotor M1 über den Wechselrichter 58 zur Stromspeicher einrichtung 60 geliefert und anschließend vom ersten Elektromotor M1 verbraucht wird. Die Antriebskraft, die durch den Betrieb des zweiten Elektromotors M2 oder des ersten Elektromotors M1 mit der vom ersten Elektromotor M1 erzeugten Energie erzeugt wird, wird auf das Kraftübertragungselement 18 übertragen. Somit ist der Kraftübertragungsmechanismus 10 mit einem elektrischen Weg ausgestattet, auf dem elektrische Energie, die durch Umwandeln eines Teils der Antriebskraft der Brennkraftmaschine 8 erzeugt wird, in mechanische Energie umgewandelt wird. Dieser elektrische Weg schließt Komponenten ein, die mit der Erzeugung von elektrischer Energie und dem Verbrauch der erzeugten elektrischen Energie durch den zweiten Elektromotor M2 zu tun haben. Es sei darauf hingewiesen, daß das Hybridsteuermittel 52 ferner so ausgelegt ist, daß es den Motor-Antriebsmodus einrichtet, in dem das Fahrzeug nur mit dem Elektromotor (z.B. dem zweiten Elektromotor M2) betrieben wird, der als Antriebsleistungsquelle dient, indem die elektrische CVT-Funktion (Differentialfunktion) des Differentialabschnitts 11 genutzt wird, und zwar unabhängig davon, ob die Brennkraftmaschine 8 nicht betätigt wird oder leer läuft. Das Hybridsteuermittel 52 kann den Motor-Antriebsmodus einrichten, um das Fahrzeug mit nur dem ersten Eelktromotor und/oder dem zweiten Elektromotor anzutreiben, auch wenn die Brennkraftmaschine 8 nicht betätigt wird, während der Differentialabschnitt 11 in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus (Verstellmodus mit fester Übersetzung) gebracht ist.
9 zeigt ein Beispiel für eine gespeicherte Beziehung, d.h. eine Grenzlinie, die eine Brennkraftmaschinen-Antriebsregion und eine Motor-Antriebsregion definiert, und die verwendet wird, um die Brennkraftmaschine 8 oder die Elektromotoren M1, M2 als Antriebsleistungsquelle auszuwählen (um entweder den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus oder den Motor-Antriebsmodus auszuwählen). Das heißt, die gespeicherte Beziehung wird von einem Grenzlinien-Kennfeld für einen Wechsel der Antriebsleistungsquelle (einem Antriebsleistungsquellen-Schaltungskennfeld) in einem rechtwinkligen zweidimensionalen Koordinatensystem dargestellt, mit einer Achse, entlang derer die Fahrzeuggeschwindigkeit V aufgezeichnet ist, und einer Achse, entlang derer ein auf die Antriebsleistungsquelle bezogener Wert in Form des Abtriebsmoments Tour aufgezeichnet ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abtriebsmoment Tour werden als Steuerungsparameter verwendet, um die Antriebsleistungsquelle zu wählen. 9 zeigt außerdem eine Einpunkt/Strich-Linie, die mit einem geeigneten Steuerungshysteresebetrag innerhalb der durchgezogenen Grenzlinie angeordnet ist. Die beiden Grenzlinien, die von der durchgezogenen bzw. der Einpunkt/Strich-Linie angezeigt werden, werden selektiv verwendet, je nachdem, ob der Antriebsmodus vom Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus in den Motor-Antriebsmodus gewechselt wird oder vom Motor-Antriebsmodus in den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus. Zum Beispiel wird das in 9 gezeigte Grenzlinien-Kennfeld für einen Wechsel der Antriebsleistungsquelle im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt. Das Hybridsteuermittel 52 bestimmt, ob die Fahrzeugsituation, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour bestimmt wird, in der von dem Grenzlinien-Kennfeld für einen Wechsel der Antriebsleistungsquelle definierten Motor-Antriebsregion liegt. Wie aus 9 hervorgeht, wählt das Hybridsteuermittel 52 den Motor-Antriebsmodus, wenn das Ausgangsmoment Tour vergleichsweise klein ist, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise niedrig ist, d.h. wenn die Fahrzeuglast in einem relativ unteren Bereich ist, in dem der Arbeitswirkungsgrad der Brennkraftmaschine 8 generell niedriger ist als in einem vergleichsweise oberen Bereich.
Um die Schleiftendenz der nicht betätigten Brennkraftmaschine 8 im Motor-Antriebsmodus zu verringern, und um dadurch die Kraftstoff-Verbrauchswerte zu verbessern, steuert das Hybridsteuermittel 52 den Differentialabschnitt 11 so, daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E mit der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11 im wesentlichen bei null gehalten wird, d.h. bei null oder fast bei null. Das Schleifen der Brennkraftmaschine 8 ist als Erzeugung eines Widerstands gegen die Auf- und Abwärtsbewegung der Kolben (eines Widerstands gegen die Drehbewegung der Kurbelwelle) definiert. 10 ist eine Ansicht, die dem Teil der kollinearen Skizze von 3 entspricht, der den Differentialabschnitt 11 zeigt. Die kollineare Skizze von 10 zeigt ein Beispiel für den Betriebszustand des Differentialabschnitts 11, der im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wurde. Wenn das Fahrzeug mit dem Abtriebsmoment des zweiten Elektromotors M2 läuft, dreht sich der erste Elektromotor M1 ungehindert in negativer Richtung, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E (Drehzahl des ersten Trägers CA1) im wesentlichen bei null gehalten wird, während der zweite Elektromotor M2 mit einer Drehzahl arbeitet, die der Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht.
Wie in 7 dargestellt, ist das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 so ausgelegt, daß es bestimmt, ob die Zahnradposition, in die der Kraftübertragungsmechanismus 10 verstellt werden sollte, die Schnellgangposition ist, z.B. die Fünfter Gang-Position. Diese Bestimmung wird aufgrund der Fahrzeugsituation und gemäß dem Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld von 8, das im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt ist, getroffen, z.B. um zu bestimmen, ob entweder die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 eingerückt werden soll, um den Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen.
Das Schaltungssteuermittel 50 ist so ausgelegt, daß es bestimmt, ob die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour dargestellte Fahrzeugsituation der Region für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung entspricht, in der der Getriebemechanismus 10 in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, oder der Region für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung, in der der Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wird. Diese Bestimmung wird gemäß einem Schaltgrenzlinien-Kennfeld (Schaltungskennfeld oder -beziehung) getroffen, das von durchgezogenen und Zweipunkt/Strich-Linien in 8 dargestellt ist, und das im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt ist. Somit wird der Kraftübertragungsmechanismus 10 selektiv entweder in den Stufenwechsel- oder den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht, und zwar aufgrund der Fahrzeugsituation und gemäß dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld.
Wenn das Schaltungssteuermittel 50 bestimmt, daß die Fahrzeugsituation der Region für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung entspricht, verhindert das Schaltungssteuermittel 50, daß das Hybridsteuermittel 52 eine Hybridsteuerung oder eine stufenlos variable Übersetzungsverstellsteuerung durchführt, und läßt zu, daß das Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung eine vorgegebene Stufenwechsel-Übersetzungsverstellsteuerung durchführt. In diesem Fall bewirkt das Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung eine automatische Übersetzungsverstellsteuerung gemäß dem im Kennfeldspeicher 56 hinterlegten Schaltungsgrenzlinien-Kennfeld von 8. 2 zeigt die Kombinationen der Betriebszustände der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen C0, C1, C2, B0, B2, B2 und B3, die selektiv eingerückt werden, um die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellsteuerung zu bewirken. In diesem Steuermodus für die automatische Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung fungiert der Kraftübertragungsmechanismus 10 als Ganzes, der aus dem Differentialabschnitt 11 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20 besteht, als sogenanntes „Stufenwechsel-Automatikgetriebe", dessen Zahnradpositionen gemäß der in 2 gezeigten Tabelle für das Einrücken der Reibkupplungseinrichtungen eingerichtet werden.
Wenn das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 bestimmt, daß die Fünfter Gang-Position als Schnellgangposition eingerichtet werden soll, gibt das Schaltungssteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 die Anweisung, die Schaltkupplung C0 auszurücken und die Schaltbremse B0 einzurücken, so daß der Differentialabschnitt 11 als Hilfsgetriebe mit einer festen Übersetzung γ0 fungiert, z.B. mit einer Übersetzung γ0 von 0,7, wodurch der Kraftübertragungsmechanismus 10 insgesamt in die sogenannte „Overdrive" oder Schnellgangposition gebracht wird, die eine Übersetzung von unter 1,0 aufweist. Wenn das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 bestimmt, daß eine andere Zahnradposition als die Fünfter Gang-Position eingerichtet werden sollte, befiehlt das Schaltungssteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42, die Schaltkupplung C0 einzurücken und die Schaltbremse B0 auszurücken, so daß der Differentialabschnitt 11 als Hilfsgetriebe mit einer festen Übersetzung γ0 fungiert, z.B. mit einer Übersetzung γ0 von 1, wodurch der Kraftübertragungsmechanismus 10 insgesamt in eine niedrige Gangposition gebracht wird, deren Übersetzung nicht unter 1,0 liegt. Somit wird der Kraftübertragungsmechanismus 10 vom Schaltungssteuermittel in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht, und der Differentialabschnitt 11 wird im Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus selektiv in eine von zwei Zahnradpositionen gebracht, so daß der Differentialabschnitt 11 als Hilfsgetriebe fungiert, während gleich zeitig der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt in Reihe geschaltet ist, als Sufenwechselgetriebe dient, wodurch der Kraftübertragungsmechanismus 10 insgesamt als sogenanntes „automatisches Stufenwechselgetriebe" dient.
Wenn das Schaltungssteuermittel 50 andererseits bestimmt, daß die Fahrzeugsituation der Region für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung entspricht, in der der Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, gibt das Schaltungssteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 die Anweisung, sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 auszurücken, um den Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen, so daß der Kraftübertragungsmechanismus 10 insgesamt in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wird. Gleichzeitig läßt das Schaltungssteuermittel 50 zu, daß das Hybridsteuermittel 52 die Hybridsteuerung bewirkt, und gibt dem Steuermittel 54 für die Wechselstufen-Übersetzungsverstellung die Anweisung, eine vorgegebene aus den Zahnradpositionen auszuwählen und zu halten, oder eine automatische Übersetzungsverstellsteuerung gemäß dem im Kennfeldspeicher 56 hinterlegten Schaltungsgrenzlinien-Kennfeld von 8 zuzulassen. Im letztgenannten Fall bewirkt das Steuermittel 54 für die Wechselstufen-Übersetzungsverstellung die automatische Übersetzungsverstellsteuerung durch geeignetes Auswählen der Kombinationen aus Betätigungszuständen der Reibkupplungseinrichtungen, die in der Tabelle 2 dargestellt sind, abgesehen von den Kombinationen, die das Einrücken der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 beinhalten. Somit fungiert der Differentialabschnitt 11, der unter der Steuerung des Schaltungssteuermittels 50 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wurde, als stufenlos variables Getriebe, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt in Reihe geschaltet ist, als Stufenwechselgetriebe fungiert, so daß der Kraftübertragungsmechanismus eine ausreichende Antriebskraft für das Fahrzeug bereitstellt, wodurch die Geschwindigkeit der Drehbewegung, die auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen wird, der entweder in die Erster Gang-, Zweiter Gang-, Dritter Gang- oder Vierter Gang-Position gebracht wird, d.h. die Drehzahl des Kraftüber tragungselements 18, kontinuierlich verändert wird, so daß die Übersetzung des Kraftübertragungsmechanismus, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 in eine dieser Zahnradpositionen gebracht wird, über einen vorgegebenen Bereich stufenlos variabel ist. Somit ist die Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts 20 über benachbarte Zahnradpositionen hinweg stufenlos variabel, wodurch die Gesamtübersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 insgesamt stufenlos variabel ist.
Mit Bezug auf 8 werden das Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld (Übersetzungsverstellungs-Kennfeld oder -Beziehung) und das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld (Schaltungskennfeld oder -Beziehung) ausführlich beschrieben, die verwendet werden, um die Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitt 20 automatisch zu verstellen. Das Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld, das im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt ist, besteht aus Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien in einem rechtwinkligen zweidimensionalen Koordinatensystem mit einer Achse, entlang derer die Fahrzeuggeschwindigkeit V aufgezeichnet ist, und einer Achse, entlang derer der auf die Antriebskraft bezogene Wert in Form des Abtriebsmoments Tour des Automatikgetriebeabschnitts 20 aufgezeichnet ist. In 8 sind die durchgezogenen Linien Raufschalt-Grenzlinien, und die Einpunkt/Strich-Linien sind Runterschalt-Grenzlinien. Das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld besteht aus Schaltungsgrenzlinien, die in 12 von unterbrochenen Linien dargestellt werden. Diese Schaltungsgrenzlinien definieren die oben beschriebenen Regionen für die Wechselstufen-Übersetzungsverstellung und die stufenlos variable Übersetzungsverstellung, die von dem Schaltungssteuermittel 50 verwendet werden, um den Differentialabschnitt 11 zwischen dem Stufenwechsel- und dem stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu schalten. Die Schaltungsgrenzlinien stellen die obere Fahrzeug-Geschwindigkeitsgrenze V1 und die obere Abtriebsmomentgrenze T1 dar, oberhalb derer bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug im Schnellgang- oder Hochleistungs-Laufzustand befindet. 8 zeigt auch Zweipunkt/Strich-Linien, bei denen es sich um Schaltungsgrenzlinien handelt, die bezüglich der unterbrochenen Linien um einen geeigneten Steuerungshysteresebetrag versetzt sind, so daß die unterbrochenen Linien und die Zweipunkt/Strich-Linien selektiv als Schaltungsgrenzlinien verwendet werden, je nachdem, ob der Übersetzungsverstell modus vom stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus oder vom Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gewechselt wird. Das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld wird verwendet, um den Differentialabschnitt 11 (Getriebemechanismus 10) selektiv, entweder in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus oder den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen, je nachdem, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abtriebsmoment T_OUT höher sind als die vorgegebenen Obergrenzen V1, T1. Dieses Schaltungs-Grenzlinienkennfeld kann ebenso wie das Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt sein. Das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld kann mindestens eine der Grenzlinien enthalten, die für die Fahrzeuggeschwindigkeits-Obergrenze V1 und die Abtriebsmoment-Obergrenze T1 stehen, und könnte nur einen der beiden Parameter V und Tour verwenden. Das Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld und das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld können durch hinterlegte Gleichungen ersetzt werden, um die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Grenzwert V1 zu vergleichen, und um das aktuelle Abtriebsmoment Tour mit dem Grenzwert T1 zu vergleichen.
Der oben angegebenen Wert im Zusammenhang mit der Antriebskraft ist ein Parameter, der der Antriebskraft des Fahrzeugs entspricht, bei der es sich um ein Abtriebsmoment Tour des Automatikgetriebeabschnitts 20 handeln kann, ein Brennkraftmaschinen-Abtriebsmoment T_E oder einen Beschleunigungswert des Fahrzeugs, ebenso wie um ein Antriebsmoment oder eine Antriebskraft der Antriebsräder 38. Das Brennkraftmaschinen-Abtriebsmoment T_E kann ein aktueller Wert sein, der aufgrund des Verstellwinkels des Gaspedals oder des Öffnungswinkels der Drosselklappe (oder der Ansaugluftmenge, dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder der Kraftstoff-Einspritzmenge) und der Motordrehzahl N_E berechnet wird, oder ein Schätzwert für die erforderliche Fahrzeug-Antriebskraft, der aufgrund des Verstellwegs des Gaspedals durch den Fahrzeuglenker oder des Betätigungswinkels der Drosselklappe berechnet wird. Die Fahrzeug-Antriebsleistung kann nicht nur aufgrund des Abtriebsmoments T_OUT usw. berechnet werden, sondern auch anhand des Verhältnisses einer Differential getriebeeinrichtung und des Radius der Antriebsräder 38, oder sie kann direkt von einem Momentsensor oder dergleichen erfaßt werden.
Beispielsweise kann die Fahrzeuggeschwindigkeits-Obergrenze V1 so bestimmt werden, daß der Kraftübertragungsmechanismus 10 in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der Grenzwert V1. Durch diese Bestimmung kann die Gefahr der Verschlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte des Fahrzeugs, falls der Kraftübertragungsmechanismus 10 bei einer relativ hohen Laufgeschwindigkeit des Fahrzeugs in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht würde, erfolgreich verringert werden. Die Abtriebsmoment-Obergrenze T1 wird abhängig von der Betriebskennwerten des ersten Elektromotors M1 bestimmt, dessen Abmessungen klein sind und dessen maximale Stromabgabeleistung relativ klein bemessen ist, so daß das Reaktionsmoment des ersten Elektromotors nicht so groß ist, wenn die Brennkraftmaschinen-Ausgangsleistung im Hochleistungs-Fahrmodus des Fahrzeugs relativ hoch ist.
11 zeigt das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld (Schaltungskennfeld oder -beziehung), das im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt ist und das Schaltungsgrenzlinien in Form von Brennkraftmaschinen-Ausgangsleistungslinien aufweist, welche die Region für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung und die Region für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung definieren, von denen eine durch das Schaltungssteuermittel 50 aufgrund von Steuerungsparametern ausgewählt wird, die aus der Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E und dem Brennkraftmaschinen-Moment T_E bestehen. Das Schaltungssteuermittel 50 kann das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld von 11 anstelle des Schaltungs-Grenzlinienkennfelds von 8 verwenden, um zu bestimmen, ob die von der Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E und dem Brennkraftmaschinen-Moment T_E dargestellte Fahrzeugsituation der Region für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung oder der Region für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung entspricht. Die unterbrochenen Linien in 8 können aufgrund des Schaltungs-Grenzlinienkennfelds von 11 erzeugt werden. Anders ausgedrückt sind die unterbrochenen Linien in 8 Schaltungsgrenzlinien, die aufgrund des Schaltungs- Grenzlinienkennfelds von 11 in dem rechtwinkligen zweidimensionalen Koordinatensystem definiert werden, das eine Achse für die Fahrzeuggeschwindigkeit V und eine Achse für das Abtriebsmoment Tour aufweist.
Wie in 8 dargestellt, wird die Region der stufenlos variablen Übersetzungsverstellung so gesetzt, daß sie eine Region mit hohem Abtriebsmoment, in der das Abtriebsmoment Tour nicht über der Abtriebsmoment-Obergrenze T1 liegt, und eine Region mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ist, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht über der Fahrzeuggeschwindigkeits-Obergrenze V1 liegt. Somit wird die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellsteuerung bewirkt, wenn sich das Fahrzeug in einem Hochleistungs-Laufmodus mit einer vergleichsweise hohen Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 befindet oder wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, während die stufenlos variable Übersetzungsverstellsteuerung bewirkt wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Niedrigleistungs-Laufmodus mit einer vergleichsweise niedrigen Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 befindet oder wenn das Fahrzeug mit niedrigerer Geschwindigkeit fährt, d.h. wenn die Brennkraftmaschine 8 mit normaler Ausgangsleistung arbeitet. Ebenso wird die Region für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung, die in 11 gezeigt ist, als Hochmoment-Region, in der das Brennkraftmaschinen-Abtriebsmoment T_E nicht unter einem vorgegebenen Wert T_E1 liegt, als Hochgeschwindigkeitsregion, in der die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E nicht unter einem vorgegeben Wert N_E1 liegt, oder als Hochleistungsregion gesetzt, in der die Brennkraftmaschinen-Ausgangsleistung, die vom Abtriebsmoment T_E und der Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 8 bestimmt wird, nicht unter einem vorgegebenen Wert liegt. Somit wird die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellsteuerung bewirkt, wenn das Moment, die Drehzahl oder die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 vergleichsweise hoch sind, während die stufenlos variable Übersetzungsverstellsteuerung bewirkt wird, wenn das Moment, die Geschwindgkeit oder die Leistung der Brennkranftmaschine vergleichsweise niedrig ist, d.h. wenn die Brennkraftmaschine mit normaler Leistung arbeitet. Die Schaltungsgrenzlinien in 11, welche die Region für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung und die Region für die stufenlos variable Übersetzungsverstellung definieren, dienen als Fahrzeuggeschwindigkeits-Obergrenz linie, die aus einer Reihe von Fahrzeuggeschwindigkeits-Obergrenzen besteht, und als Ausgangsleistungs-Obergrenzlinie, die aus einer Reihe von Ausgangsleistungs-Obergrenzen besteht.
Wenn das Fahrzeug sich in einem Niedrig- oder Mittelgeschwindigkeits-Laufzustand oder in einem Niedrig- oder Mittelausgangsleistungs-Laufzustand befindet, wird daher der Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht, was einen hohen Grad an Kraftstoffausnutzung durch das Fahrzeug gewährleistet. Wenn sich das Fahrzeug in einem Hochgeschwindigkeits-Laufzustand befindet, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit V die Fahrzeuggeschwindigkeits-Obergrenze V1 überschreitet, wird der Kraftübertragungsmechanismus 10 dagegen in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht, in dem der Kraftübertragungsmechanismus 10 als Stufenwechselgetriebe betrieben wird und die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 8 in erster Linie auf dem mechanischen Kraftübertragungsweg auf die Antriebsräder 38 übertragen wird, so daß die Kraftstoffausnutzung aufgrund der Verringerung der Verluste bei der Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie, die stattfinden würde, wenn der Kraftübertragungsmechanismus 10 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe betrieben würde, verbessert ist. Wenn das Fahrzeug sich in einem Hochleistungs-Laufzustand befindet, in dem der mit der Antriebskraft zusammenhängende Wert in Form des Abtriebsmoments Tour die Abtriebsmoment-Obergrenze T1 überschreitet, wird der Kraftübertragungsmechanismus 10 ebenfalls in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht. Daher wird der Kraftübertragungsmechanismus 10 nur dann in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht oder als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe betätigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ weit unten oder in der Mitte liegt oder wenn die Brennkraftmaschinen-Ausgangsleistung relativ weit unten oder in der Mitte liegt, so daß die Menge an elektrischer Energie, die vom ersten Elektromotor M1 erzeugt werden muß, d.h. die maximale Menge an elektrischer Energie, die vom ersten Elektromotor M1 übertragen werden muß, verringert werden kann, wodurch die vom ersten Elektromotor geforderte elektrische Reaktionskraft reduziert werden kann, wodurch es möglich ist, die erforderliche Größe des ersten Elektromotors M1 und die erforderliche Größe des Kraftübertragungsmechanismus, der den Elektromotor enthält, zu verringern. Anders ausgedrückt, der Kraftübertragungsmechanismus 10 wird vom stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus (Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung) gebracht, wenn sich das Fahrzeug im Hochleistungs-Laufzustand befindet, in dem der Fahrzeuglenker eine Erhöhung der Fahrzeug-Antriebskraft statt besserer Kraftstoff-Verbrauchswerte wünscht. Somit bekommt der Fahrzeuglenker die gewünschte Änderung der Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E als Folge der Raufschaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts im Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus, d.h. eine komfortable rhythmische Änderung der Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E, wie in 12 gezeigt.
13 zeigt einen Wippschalter 44, der als manuell zu betätigende Übersetzungsverstellmodus-Wähleinrichtung dient, die manuell betätigt werden kann, um den gewünschten Zustand entweder einer gegebenen Differentialfunktion oder einer nicht gegebenen Differentialfunktion des Kraftverteilungsmechanismus 16 auszuwählen, d.h. um den gewünschten Modus entweder einer stufenlos variablen Übersetzungsverstellung oder einer Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung auszuwählen. Um den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus auszuwählen, drückt der Fahrzeuglenker auf den Teil des Schalters 44, auf dem „DIFFERENTIAL (CONTINUOUS)" steht. Um den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus auszuwählen, drückt der Fahrzeuglenker auf den Teil des Schalters, auf dem „LOCK (STEP-VARIABLE)" steht. Somit erlaubt es der Schalter 44 dem Fahrzeuglenker, den Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen, in dem der Kraftübertragungsmechanismus 10 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe dient, oder in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus, in dem der Kraftübertragungsmechanismus 10 als Stufenwechselgetriebe dient. Beispielsweise betätigt der Fahrzeuglenker den Schalter 44, um den Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen, wenn der Fahrer möchte, daß der Kraftübertragungsmechanismus 10 als kontinuierlich variables Getriebe dient oder wenn er die Kraftstoff-Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine verbessern möchte, oder aber, um ihn in den Stufenwechsel-Übersetzungs verstellmodus zu bringen, wenn der Fahrer eine Änderung der Brennkraftmaschinen-Drehzahl aufgrund einer Übersetzungsverstellaktion des Kraftübertragungsmechanismus 10, der als Stufenwechselgetriebe dient, wünscht.
Wie im Blockdiagramm von 7 dargestellt, ist das Handwahl-Bestimmungsmittel 84 so ausgelegt, daß es bestimmt, ob der Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wurde, d.h. ob der Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus oder in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wurde. Diese Bestimmung wird gemäß dem Ausgangssignal vom Schalter 44 getroffen.
Das Schaltungssteuermittel 50 schließt ein Schaltungskennfeld-Wechselmittel 86 ein, das so ausgelegt ist, daß es den Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen oder den Stufenwechsel-Übertragungsverstellmodus bringt, der durch eine manuelle Betätigung des Schalters 44 gewählt wurde. Das heißt, das Schaltungskennfeld-Wechselmittel 86 bestimmt den gewählten Übersetzungsverstellmodus des Kraftübertragungsmechanismus 10 aufgrund des Ergebnisses der Bestimmung durch das Handwahl-Bestimmungsmittel, ob der Schalter 44 betätigt wurde, um den stufenlos variablen oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus auszuwählen. Das Schaltungskennfeld-Wechselmittel 86 ist außerdem so ausgelegt, daß es das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld von 8 wechselt, d.h. die Schaltungsgrenzlinien, die den Stufenwechsel- und den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus definieren.
Im Einzelnen beschrieben, wird nach Bestimmung durch das Handwahl-Bestimmungsmittel 84, daß vom Schalter 44 der stufenlos variable oder der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus ausgewählt wurde, das Schaltungskennfeld-Wechselmittel 86 betätigt, um das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld zu wechseln, so daß diejenige der Regionen für die stufenlos variable oder die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung, die nicht vom Schalter 44 gewählt wurde, gegen die andere Übersetzungsverstellregion getauscht wird, so daß die Übersetzungsverstellregion, die der ausgewählten Übersetzungsverstellregion entspricht, den gesamten Bereich der Fahrzeugsituation abdeckt. Somit werden die Grenzlinien, die von den durchbrochenen und Einpunkt/Strich-Linien dargestellt werden, weggelassen, und nur die Region für entweder die stufenlos variable oder für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung wird durch das geänderte Schaltungskennfeld dargestellt. Somit bringt das Schaltungssteuermittel 50 den Kraftübertragungsmechanismus 1 gemäß dem geänderten Schaltungskennfeld in einen Modus, der aus dem stufenlos variablen und dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus ausgewählt ist.
Das Schaltungssteuermittel 50 schaltet jedoch den Übersetzungsverstellmodus des Kraftübertragungsmechanismus 10 aufgrund der Fahrzeugsituation und gemäß dem ursprünglichen Schaltungs-Grenzlinienkennfeld von 8 automatisch zwischen dem stufenlos variablen und dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus um, wenn vom Schalter 44 weder der stufenlos variable Übersetzungsverstellmodus noch der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus ausgewählt wurde oder wenn der Schalter 44 in die Neutralposition gebracht wurde.
Das Motorantrieb-Bestimmungsmittel 80 ist so ausgelegt, daß es bestimmt, ob sich das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus befindet, in dem beispielsweise nur der zweite Elektromotor M2 als Fahrzeug-Antriebsquelle verwendet wird, während die Brennkraftmaschine 8 nicht betätigt wird. Diese Bestimmung wird aufgrund der Fahrzeugsituation getroffen, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour dargestellt wird, und gemäß dem Grenzlinien-Kennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9.
Das Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs ist so ausgelegt, daß es bestimmt, ob ein Starten der Brennkraftmaschine 8 im Motor-Antriebsmodus erforderlich ist. Diese Bestimmung wird beispielsweise aufgrund des Ausgangssignals eines Antriebsmodus-Wählschalters 94 getroffen, der bereitgestellt ist, um einen gewünschten Antriebsmodus manuell zu wählen. Das heißt, das Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs kann so ausgelegt sein, daß es einen Brennkraftmaschinen-Startbedarf bestimmt, wenn der Antriebsmodus-Wählschalter 94 so betätigt worden ist, daß ein Power-Antriebsmodus gewählt wurde. Der Wählschalter kann ein Wippschalter sein, ähnlich wie der Schalter 44, ein Druckknopf oder ein Schalthebel und ist so ausgelegt, daß er die Wahl mindesten des Power-Antriebsmodus erlaubt. Der Power-Antriebsmodus ist ein Laufzustand des Fahrzeugs, in dem das Fahrzeug mit einem höheren Maß an Ansteuerung oder mit einer größeren Antriebskraft gefahren wird als im normalen Antriebsmodus. Im Power-Antriebsmodus wird die automatische Gangschaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 gemäß einem Power Mode-Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld gesteuert, dessen Grenzlinien so bestimmt sind, daß Raufschaltaktionen des Automatikgetriebeabschnitts 20 gemäß dem Power Mode-Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten stattfinden als gemäß dem Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld von 8 für den Normalmodus. Alternativ dazu wird im Power-Antriebsmodus die Antriebsleistungsquelle gemäß einem Power Mode-Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung gewählt. Die Grenzlinien des Power Mode-Schaltungs-Grenzlinienkennfelds werden so bestimmt, daß der Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus gemäß dem Power Mode-Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung in einer Region gewählt wird, in der das Fahrzeug mit geringerer Last, bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten oder bei niedrigeren Abtriebsmomentwerten Tour läuft, als gemäß dem Normalmodus-Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9. Wenn der Power-Antriebsmodus durch den Antriebsmodus-Wählschalter 94 gewählt wird, steigt somit das erforderliche Fahrzeug-Antriebsmoment oder ein Schalten des Antriebsmodus in den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus ist in einem Zustand niedrigerer Fahrzeuglast erforderlich, so daß die Brennkraftmaschine 8 gestartet werden muß. Das Starten der Brennkraftmaschine 8 ist nicht nur erforderlich, wenn der Power-Antriebsmodus ausgewählt wurde, sondern auch, wenn das erforderliche Antriebsmoment der Antriebsräder 38 größer ist als die normale Ausgangsleistung des zweiten Elektromotors M2, beispielsweise wenn das Gaspedal für eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeugs auf einer ansteigenden Fahrbahn gedrückt wird, wenn der erste Elektromotor M1 als Stromgenerator betrieben werden muß, um die Stromspeichereinrichtung 60 zu laden, weil die darin gespeicherte Menge an elektrischer Energie SOC unter einen Grenzwert gefallen ist, oder wenn optionale Geräte, wie eine Klimaanlage, die in dem Fahrzeug bereitgestellt sind, mit elektrischer Energie betrieben werden.
Nun wird der Betrieb des Schaltungssteuermittels 50 auführlich beschrieben. Wenn das Motorantrieb-Bestimmungsmittel 80 bestimmt, daß das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, schaltet das Schaltungssteuermittel 50 den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E im wesentlichen bei null gehalten wird, wie in 10 dargestellt, um dadurch die Schleiftendenz der nicht betätigten Brennkraftmaschine 8 zu verhindern oder zu verringern, wodurch die Kraftstoff-Verbrauchswerte verbessert werden.
Das Schaltungssteuermittel 50 ist außerdem dafür ausgelegt, den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu schalten, während das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus fährt, selbst wenn vom Schalter 44 der Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion oder der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gewählt wurde. Wie aus dem Grenzlinien-Kennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9 hervorgeht, wird der Motor-Antriebsmodus ausgewählt, wenn das Fahrzeug sich in einem Zustand relativ niedriger Last befindet. Im Motor-Antriebsmodus bewirkt daher eine Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 im Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus des Kraftverteilungsmechanismus 16 keine nennenswerte Änderung der Brennkraftmaschinen-Drehzahl, und der Fahrzeuglenker erwartet keine solche Änderung der Brennkraftmaschinen-Drehzahl als Ergebnis einer Übersetzungsverstellaktion. Angesichts dessen ist das Übersetzungsverstellungs-Steuermittel 50 so ausgelegt, daß der Kraftverteilungsmechanismus 16 im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, um die Kraftstoff-Verbrauchswerte zu verbessern, auch wenn vom Schalter 44 der Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion oder ein Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus ausgewählt wird.
Das Schaltungssteuermittel 50 ist ferner so ausgelegt, daß es den Kraftverteilungsmechanismus 16 auch im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion (Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus) bringt, wenn ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, so daß die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine angehoben wird, um eine frühe oder problemlose Zündung der Brennkraftmaschine 8 zu ermöglichen. Um die Brennkraftmaschine 8 im Motor-Antriebsmodus zu starten, in dem die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E im wesentlichen bei null gehalten wird, wie oben beschrieben, wird der Kraftverteilungsmechanismus 16 durch Einrücken der Schaltbremse B0 oder der Schaltkupplung C0 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion geschaltet, so daß die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 schneller erhöht wird, um die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 8 zu erhöhen, als wenn der Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den stufenlos variablen Zustand gebracht wird, in dem die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 vom ersten Elektromotor M1 erhöht wird.
14 zeigt ein Beispiel für eine manuell zu betätigende Übersetzungsverstelleinrichtung in Form einer Übersetzungsverstelleinrichtung 90, die einen Schalthebel 92 einschließt, der beispielsweise seitlich neben dem Sitz des Fahrzeuglenkers angeordnet ist und der manuell betätigt wird, um eine aus einer Vielzahl von Zahnradpositionen auszuwählen, die aus den folgenden bestehen: einer Parkposition P, mit der der Kraftübertragungsmechanismus 10 (d.h. der Automatikgetriebeabschnitt 20) in den Neutralzustand gebracht wird, in dem der Kraftübertragungsweg unterbrochen ist, wobei sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Bremse B0 in den ausgerückten Zustand gebracht sind und gleichzeitig die Abtriebswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 20 gesperrt ist; einer Rückwärtsfahrposition R zum Antreiben des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung; einer Neutralposition N, um den Kraftübertragungsmechanismus 10 in den Neutralzustand zu bringen; einer automatischen Vorwärtfahr-Gangschaltposition D; und einer manuellen Vorwärtsfahr-Gangschaltposition M. Die Parkposition P und die Neutralposition N sind Nichtfahrpositionen, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug nicht fährt, während die Rückwärtsfahrposition R und die automatischen und manuellen Vorwärtfahr-Gangschaltpositionen D, M Fahrpositionen sind, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug fährt. Die automatische Vorwärtsfahr-Gangschaltposition D liefert eine Position mit höchster Geschwindigkeit, und die Positionen „4" bis „L", die in der manuellen Vorwärtsfahr-Gangschaltposition M ausgewählt werden können, sind maschinengebremste Positionen, in denen die Brennkraftmaschinenbremse auf das Fahrzeug wirkt.
Die manuelle Vorwärtsfahr-Gangschaltposition M befindet sich in Längsrichtung des Fahrzeugs an der gleichen Stelle wie die automatische Vorwärtsfahr-Gangschaltposition D und ist in Querrichtung des Fahrzeugs von der automatischen Vorwärtsfahr-Gangschaltposition D beabstandet oder befindet sich neben dieser. Der Schalthebel 92 wird in die manuelle Vorwärtsfahr-Gangschaltposition M gebracht, um eine der Positionen „D" bis „L" manuell auszuwählen. Genauer kann der Schalthebel 92 aus der manuellen Vorwärtsfahr-Gangschaltposition M in eine Raufschaltposition „+" und eine Runterschaltposition „–" bewegt werden, die in Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. Jedesmal wenn der Schalthebel 92 in die Raufschaltposition „+" oder die Runterschaltposition „–" bewegt wird, wird die gerade ausgewählte Position um eine Position verändert. Die fünf Positionen „D" bis „L" haben jeweils verschiedene Untergrenzen des Bereichs, in dem die Gesamtübersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 automatisch variiert werden kann, d.h. jeweils verschiedene unterste Werte der Gesamt-Übersetzung γT, die der höchsten Abtriebsdrehzahl des Kraftübertragungsmechanismus 10 entsprechen. Das heißt, mit den fünf Positionen „D" bis „L" werden jeweils verschiedene Zahlen an automatisch wählbaren Gangpositionen oder Zahnradpositionen des Automatikgetriebeabschnitts 20 gewählt, so daß die niedrigste verfügbare Gesamt-Übersetzung γT von der ausgewählten Zahl der wählbaren Zahnradpositionen bestimmt wird. Der Schalthebel 48 wird durch ein Vorspannmittel, wie eine Feder, vorgespannt, so daß der Schalthebel 92 automatisch aus der Raufschaltposition „+" und der Runterschaltposition „–" zurück in die manuelle Vorwärtsfahr- Gangschaltposition M gebracht wird. Die Übersetzungsverstelleinrichtung 90 ist mit Gangschaltungs-Positionssensoren ausgestattet, die in der Lage sind, die gegenwärtig gewählte Position des Schalthebels 92 zu erfassen, so daß Signale, welche die gegenwärtig ausgewählte Betätigungsposition des Schalthebels 92 und die Zahl der Gangschaltoperationen des Schalthebels 92 in der manuellen Vorwärtsfahr-Gangschaltposition M anzeigen, zur elektronischen Steuervorrichtung 40 geliefert werden.
Wenn der Schalthebel 92 in die automatische Vorwärtsfahr-Gangschaltposition D gebracht wird, bewirkt das Schaltungssteuermittel 50 eine automatische Schaltsteuerung des Kraftübertragungsmechanismus 10 entsprechend dem in 8 dargestellten gespeicherten Schaltgrenzlinien-Kennfeld, und das Hybridsteuermittel 52 bewirkt eine stufenlose Übersetzungsverstellsteuerung des Kraftverteilungsmechanismus 16, während das Steuermittel 54 für eine Stufenwechsel-Übersetzungsverstellsteuerung eine automatische Übersetzungsverstellsteuerung des Automatikgetriebeabschnitts 20 bewirkt. Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 10 beispielsweise in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, wird die Übersetzungsverstellaktion des Kraftübertragungsmechanismus 10 automatisch so gesteuert, daß eine geeignete aus den in 2 dargestellten Erster- bis Fünfter Gang-Positionen ausgewählt wird. Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlosen Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, wird die Übersetzung des Kraftverteilungsmechanismus 16 stufenlos verändert, während die Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 automatisch so gesteuert wird, daß eine geeignete aus den Erster- bis Vierter Gang-Positionen gewählt wird, so daß die Gesamtübersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 so gesteuert wird, daß sie in dem vorgegebenen Bereich stufenlos variabel ist. Die automatische Vortwärtsfahr-Position D ist eine Position, die ausgewählt wird, um einen automatischen Übersetzungsverstellmodus (Automatikmodus) zu wählen, in dem der Kraftübertragungsmechanismus 10 automatisch verstellt wird.
Wenn der Schalthebel 92 in die manuelle Vorwärtsfahr-Gangschaltposition M gebracht wird, wird die Übersetzungsverstellaktion des Kraftübertragungsmechanismus 10 dagegen automatisch vom Schaltungssteuermittel 50, vom Hybridsteuermittel 52 und vom Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung gesteuert, so daß die Gesamt-Übersetzung γT innerhalb eines vorgegebenen Bereichs variiert werden kann, dessen Untergrenze von der Zahnradposition mit der niedrigsten Übersetzung bestimmt wird, wobei diese Zahnradposition von der manuell ausgewählten aus den Positionen „D" bis „L" bestimmt wird. Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 10 beispielsweise in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, wird die Übersetzungsverstellaktion des Kraftübertragungsmechanismus 10 automatisch innerhalb des oben genannten vorgegebenen Bereichs der Gesamt-Übersetzung γT gesteuert. Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 10 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, wird die Übersetzung des Kraftverteilungsmechanismus 16 stufenlos verändert, während die Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 automatisch so gesteuert wird, daß die geeignete unter den Zahnradpositionen gewählt wird, deren Zahl von der manuell gewählten von den Positionen „D" bis „L" bestimmt wird, so daß die Gesamt-Übersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 so gesteuert wird, daß sie in dem vorgegebenen Bereich stufenlos variabel ist. Die manuelle Vorwärtsfahrposition M ist eine Position, die so gewählt wird, daß ein manueller Übersetzungsverstellmodus (manueller Modus) eingerichtet wird, in dem die wählbaren Zahnradstellungen des Kraftübertragungsmechanismus 10 manuell gewählt werden.
15 ist ein Ablaufschema, das eine der Hauptoperationen der elektronischen Steuervorrichtung 40 zeigt, d.h. eine Schaltungssteuerroutine, um den Differentialabschnitt 11 zu steuern. Die Schaltungssteuerroutine wird wiederholt mit einem extrem kurzen Takt von zum Beispiel etwa einigen Millisekunden bis mehreren zehn Millisekunden durchgeführt.
Die Schaltungssteuerroutine wird mit Schritt S1 initiiert, der dem Motorantrieb-Bestimmungsmittel 82 entspricht, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug sich im Motor-Antriebsmodus befindet, in dem beispielsweise nur der zweite Elektromotor M2 als Antriebsleistungsquelle verwendet wird. Diese Bestimmung wird gemäß dem Grenzlinien-Kennfeld für die Antriebsquellenschaltung, das in 9 dargestellt ist, getroffen, indem bestimmt wird, ob die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour dargestellte Fahrzeugsituation der Motor-Antriebsregion entspricht. Wenn in Schritt S1 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird ein Ausführungszyklus der gegenwärtigen Routine beendet. Wenn in Schritt S1 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S2 über, der dem Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs entspricht, um zu bestimmen, ob ein Starten der Brennkraftmaschine 8 erforderlich ist, während das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft. In der vorliegenden Ausführungsform wird diese Bestimmung dadurch getroffen, daß bestimmt wird, ob im Motor-Antriebsmodus vom Antriebsmodus-Wählschalter 94 der Power-Antriebsmodus gewählt wurde. Wenn in Schritt S2 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S6 über, der dem Schaltsteuermittel 50 entspricht, um den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus zu bringen, um die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine zu erhöhen.
Wenn in Schritt S2 eine negative Entscheidung getroffen wird (NEIN), geht der Steuerungsablauf zu Schritt S3 über, der dem Handwahl-Bestimmungsmittel 84 entspricht, um zu bestimmen, ober der Schalter 44 vom Fahrzeuglenker betätigt wurde, um den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus oder den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion des Kraftverteilungsmechanismus 16 zu wählen. Wenn in Schritt S3 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S4 über, der ebenfalls dem Schaltsteuermittel 50 entspricht, um den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu schalten, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E im wesentlichen bei null gehalten wird. Wenn in Schritt S3 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S5 über, der ebenfalls dem Schaltsteuermittel 50 entspricht, um gemäß dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld von 8 eine automatische Schaltsteuerung des Kraftverteilungsmechanismus 16 zwischen dem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion und dem Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bewirken. Da die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour dargestellte Fahrzeugsituation der Niedriglastregion oder der Motor-Antriebsregion entspricht, wird der Kraftverteilungsmechanismus 16 im Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gehalten, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E im wesentlichen bei null gehalten wird.
In der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform ist der Kraftverteilungsmechanismus 16, der mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, zwischen dem Zustand, in dem eine Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11 verfügbar ist, und dem Zustand, in dem keine Differentialfunktion verfügbar ist, umschaltbar. Im Motor-Antriebsmodus, in dem die Brennkraftmaschine 8 nicht betätigt wird und z.B. nur der zweite Elektromotor M2 als Antriebsleistungsquelle verwendet wird, bringt das Schaltsteuermittel 50 den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E wegen der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 16 bei im wesentlichen null gehalten wird, wodurch die Schleiftendenz der nicht betätigten Brennkraftmaschine 8 verhindert oder verringert wird, und die Kraftstoff-Verbrauchswerte entsprechend verbessert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform, in der ein Wippschalter 44 bereitgestellt ist, um manuell entweder den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion des Kraftverteilungsmechanismus 16 zu wählen, bringt das Schaltsteuermittel 50 den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion, während das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, selbst wenn vom Schalter 44 der Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion ausgewählt wurde. Da die Kraftstoff-Verbrauchswerte im Zustand einer gegebenen Differentialfunktion des Differentialabschnitts 16 besser sind als im Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion, kann das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus, der gewählt wird, wenn das Fahrzeug unter Niedriglast läuft, mit besserer Kraftstoffausnutzung gefahren werden.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, daß das Schaltsteuermittel 50 den Kraftverteilungsmechanismus 16 auch im Motor-Antriebsmodus in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion bringt, wenn das Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt, daß ein Starten der Brennkraftmaschine 8 erforderlich ist. Somit kann die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 8 von null erhöht werden, um die Zündung der Brennkraftmaschine 8 zu erleichtern, wodurch die Verschlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte beim Starten der Brennkraftmachine 8 verringert wird, was eine Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte zur Folge hat.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, daß das Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt, daß ein Starten der Brennkraftmaschine 8 erforderlich ist, wenn vom Antriebsmodus-Wählschalter 94 der Power-Antriebsmodus gewählt wird. Im Power-Antriebsmodus wird daher der Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion geschaltet, um eine schnelle oder weiche Zündung der Brennkraftmaschine 8 und einen schnellen Anstieg des Antriebsmoments zu ermöglichen, so daß das Fahrzeug im Power-Antriebsmodus mit einem relativ hohen Grad an Ansteuerbarkeit gefahren werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kraftverteilungsmechanismus 16 mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 ausgestattet, um den Kraftverteilungsmechanismus 16 selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen. Im Motor-Antriebsmodus, in dem die Brennkraftmaschine 8 nicht betätigt wird und beispielsweise nur der zweite Elektromotor M2 verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben, schaltet das Schaltsteuermittel 50 den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion, wenn das Mittel 82 zur Bestimmung eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt hat, daß ein Starten der Brennkraftmaschine 8 erforderlich ist. Somit kann die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 8 von null erhöht werden, um die Zündung der Brennkraftmaschine 8 zu erleichtern, wodurch die Ver schlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte beim Starten der Brennkraftmaschine 8 verringert wird, was eine Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte zur Folge hat.
Es werden nun weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen werden die gleichen Bezugszeichen wie sie in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, verwendet, um funktional entsprechende Elemente zu bezeichnen.
Zweite Ausführungsform
In der schematischen Ansicht von 16 ist die Anordnung eines Kraftübertragungsmechanismus 70 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Obwohl der Kraftübertragungsmechanismus 70 sich vom Kraftübertragungsmechanismus 10 der ersten Ausführungsform von 1 unterscheidet, wird der Kraftübertragungsmechanismus 70 von einer elektronischen Steuereinrichtung gesteuert, die im wesentlichen mit der oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen elektronischen Steuereinrichtung 40 identisch ist. 17 ist eine Tabelle, welche Zahnradpositionen des Kraftübertragungsmechanismus 70 sowie unterschiedliche Kombinationen aus Einrücksituationen der hydraulisch gesteuerten Reibkupplungseinrichtungen zum Einrichten der jeweiligen Zahnradpositionen zeigt, während 18 eine kollineare Skizze ist, welche Übersetzungsverstelloperationen des Kraftübertragungsmechanismus 70 erklärt.
Der Kraftübertragungsmechanismus 70 schließt einen Differentialabschnitt 11 mit einem ersten Elektromotor M1, einen Kraftverteilungsmechanismus 16 und einen zweiten Elektromotor M2 ein, wie in der ersten Ausführungsform. Der Kraftübertragungsmechanismus schließt ferner einen Automatikgetriebeabschnitt 72 ein, der drei Vorwärtsfahrpositionen aufweist. Der Automatikgetriebeabschnitt 72 ist zwischen dem Differentialabschnitt 11 und der Abtriebswelle 22 angeordnet und ist über das Kraftübertragungselement 18 mit dem Differentialabschnitt 11 und der Abtriebswelle 22 in Reihe geschaltet. Der Kraftverteilungsmechanismus 16 schließt einen ersten Planeten radsatz 24 vom Einzelritzel-Typ mit einem Zähnezahlverhältnis ρ1 von beispielsweise etwa 0,418 ein sowie eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B0, wie in der vorigen Ausführungsform. Der Automatikgetriebeabschnitt 72 schließt einen zweiten Planetenradsatz 26 vom Einzelritzel-Typ mit einem Zähnezahlverhältnis ρ2 von beispielsweise etwa 0,532 ein sowie einen dritten Planetenradsatz 28 vom Einzelritzel-Typ mit einem Zähnezahlverhältnis ρ3 von beispielsweise etwa 0,418. Das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetenradsatzes 26 und das dritte Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes 28 sind als Einheit integral miteinander verbunden, und werden über die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden und über die erste Bremse B1 selektiv am Getriebegehäuse 12 festgelegt. Der zweite Träger CA2 des zweiten Planetenradsatzes 26 und das dritte Hohlrad R3 des dritten Planetenradsatzes 28 sind integral miteinander verbunden an der Abtriebswelle 22 festgelegt. Das zweite Holrad R2 wird über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden, und der dritte Träger CA3 wird über die zweite Bremse B2 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt.
Im wie oben beschriebenen Kraftübertragungsmechanismus 70 wird eine von einer ersten Zahnradposition (Erster Gang-Position) bis zu einer vierten Zahnradposition (Vierter Gang-Position) und einer Neutralposition durch Einrückaktionen einer entsprechenden Kombination der Reibkupplungseinrichtungen, die aus der oben beschriebenen Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse B0, der ersten Bremse B1 und er zweiten Bremse B2 ausgewählt sind, selektiv eingerichtet, wie in der Tabelle von 17 dargestellt. Diese Zahnradpositionen weisen jeweils eigene Übersetzungen γ (Antriebswellen-Drehzahl N_IN/Abtriebswellen-Drehzahl N_OUT) auf, die sich als geometrische Reihe ändern. Insbesondere sei darauf hingewiesen, daß der Kraftverteilungsmechanismus 16, der mit der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 versehen ist, durch Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 selektiv in den Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung, in dem der Mechanismus 16 als Kraftübertragungseinrichtung mit fester Übersetzung oder festen Übersetzungen dient, ebenso wie in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht werden kann, in dem der Mechanismus 16 als das oben beschriebene stufenlos variable Getriebe dient. Im vorliegenden Kraftübertragungsmechanismus 70 besteht daher ein Stufenwechselgetriebe aus dem Automatikgetriebeabschnitt 20 und dem Kraftverteilungsmechanismus 16, der durch Einrücken der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Übersetzungsverstellmodus mit fester Übersetzung gebracht wurde. Ferner besteht ein stufenlos variables Getriebe aus dem Automatikgetriebeabschnitt 20 und dem Kraftverteilungsmechanismus 16, der in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wurde, wobei weder die Kupplung C0 noch die Bremse B0 eingerückt ist. Anders ausgedrückt wird der Kraftübertragungsmechanismus 70 durch Einrücken entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht, und in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus durch Einrücken weder der Schaltkupplung C0 noch der Schaltbremse B0.
Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 70 beispielsweise als Stufenwechselgetriebe dient, wird beispielsweise die Erster Gang-Position mit der höchsten Übersetzung γ1 von beispielsweise etwa 2,804 durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, und die Zweiter Gang-Position mit einer Übersetzung γ2 von beispielsweise etwa 1,531, was niedriger als die Übersetzung γ1 ist, wird durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, wie in 17 dargestellt. Ferner wird die Dritter Gang-Position mit der Übersetzung γ3 von beispielsweise etwa 1,000, was niedriger ist als die Übersetzung γ2, durch Einrückaktionen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet, und die Vierter Gang-Position mit der Übersetzung γ4 von beispielsweise etwa 0,705, was niedriger ist als die Übersetzung γ3, wird durch Einrückaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet. Ferner wird die Rückwärtsgang-Position mit der Übersetzung γR von beispielsweise etwa 2,393, was zwischen den Übersetzungen γ1 und γ2 liegt, durch Einrückaktionen der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet. Die Neutralposition N wird durch Einrücken nur der Schaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn der Kraftübertragungsmechanismus 70 als stufenlos variables Getriebe dient, werden dagegen sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 ausgerückt, wie in 17 dargestellt, so daß der Kraftübertragungsmechanismus 16 als Differentialabschnitt 11 dient, während der Automatikgetriebeabschnitt 72, der mit dem Kraftübertragungsmechanismus 16 in Reihe geschaltet ist, als Stufenwechselgetriebe dient, wodurch die Geschwindigkeit der Drehbewegung, die auf den Automatikgetriebeabschnitt 72 übertragen wird, der in entweder die Erster Gang-, die Zweiter Gang- oder die Dritter-Gang-Position gebracht wurde, d.h. die Drehzahl des Kraftübertragungselements 18, stufenlos verändert wird, so daß die Übersetzung des Kraftübertragungsmechanismus über einen vorgegebenen Bereich stufenlos variabel ist, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 72 in eine dieser Gangpositionen gebracht wird. Somit ist die Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts 72 über benachbarte Gangpositionen hinweg stufenlos variabel, wodurch die Gesamt-Übersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 70 stufenlos variabel ist.
Die kollineare Skizze von 18 zeigt durch die geraden Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in jeder der Zahnradpositionen des Kraftübertragungsmechanismus 70 an, der aus dem Differentialabschnitt 11, der als stufenlos variabler Übersetzungsverstellabschnitt oder erster Übersetzungsverstellabschnitt dient, und dem Automatikgetriebeabschnitt 72 besteht, der als Stufenwechsel-Übersetzungsverstellabschnitt oder zweiter Übersetzungsverstellabschnitt dient. Die kollineare Skizze von 18 zeigt die Drehzahlen der einzelnen Elemente des Kraftverteilungsmechanismus 16, wenn die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 ausgerückt sind, sowie die Drehzahlen dieser Elemente, wenn die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 eingerückt sind, wie in den vorangehenden Ausführungsformen.
In 18 stellen vier vertikale Linien Y4, Y5, Y6 bzw. Y7, welche dem Automatikgetriebeabschnitt 72 entsprechen, jeweils die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (eines vierten Elements) RE4 in Form der zweiten und dritten Sonnenräder S2, S3, die integral miteinander verbunden sind, eines fünften Drehelements (eines fünften Elements) RE5 in Form des dritten Trägers C3, eines sechsten Drehelements (eines sechsten Elements) RE6 in Form des zweiten Trägers CA2 und des dritten Hohlrads R3, die integral miteinander verbunden sind, und eines siebten Drehelements (eines siebten Elements) RE7 in Form des zweiten Hohlrads R2 dar. Im Automatikgetriebeabschnitt 72 wird das vierte Drehelement RE4 über die zweite Kupplung C2 selektiv mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden und wird über die erste Bremse B1 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt, und das fünfte Drehelement RE5 wird über die zweite Bremse B2 selektiv am Gehäuse 12 festgelegt. Das sechste Drehelement RE6 ist an der Abtriebswelle 22 des Automatikgetriebeabschnitts 72 festgelegt, und das siebte Drehelement RE7 wird über die erste Kupplung C1 selektiv am Kraftübertragungselement 18 festgelegt.
Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B3 eingerückt werden, wird der Automatikgetriebeabschnitt 72 in die Erster Gang-Position gebracht. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Erster Gang-Position wird vom Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die für die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 steht, das an der Abtriebswelle 22 festgelegt ist, und einer schrägen geraden Linie L1 dargestellt, die durch den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, welche die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 anzeigt, und der horizontalen Linie X2 und den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y5, die für die Drehzahl des fünften Drehelements RE5 steht, und der horizontalen Linie X1 verläuft. Ebenso wird die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Zweiter Gang-Position, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, durch den Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L2, die von diesen Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6, die für die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 steht, das an der Abtriebswelle 22 fixiert ist, dargestellt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Dritter Gang-Position, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wird durch den Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie L3, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6, die für die Drehzahl des sechsten Drehelements steht, das an der Abtriebswelle 22 fixiert ist, dargestellt. In den Erster Gang- bis Dritter Gang-Positionen, in denen die Schaltkupplung C0 in den eingerückten Zustand gebracht wird, wird das siebte Drehelement RE7 mit der Antriebskraft, die vom Differentialabschnitt 11 erhalten wird, mit einer Geschwindigkeit gedreht, die der Drehzahl N_E gleich ist. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt wird, wird das sechste Drehelement RE6 mit der Antriebskraft, die vom Differentialabschnitt 16 erhalten wird, mit einer Geschwindigkeit gedreht, die über der Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E liegt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Vierter Gang-Position, die durch die Einrückaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 eingerichtet wird, wird durch den Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die von diesen Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6, die für die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 steht, das an der Abtriebswelle 22 festgelegt ist, dargestellt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Rückwärtsantriebs-Position R, die durch die Einrückaktionen der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird, wird durch den Schnittpunkt zwischen einer schrägen geraden Linie LR, die durch diese Einrückaktionen bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die für die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 steht, das an der Abtriebswelle 22 festgelegt ist.
Der Kraftübertragungsmechanismus 70 der vorliegenden zweiten Ausführungsform besteht auch aus dem Differentialabschnitt 11, der als stufenlos variabler Übersetzungsverstellabschnitt oder erster Übersetzungsverstellabschnitt dient, und dem Automatikgetriebeabschnitt 72, der als Stufenwechsel-Übersetzungsverstellabschnitt dient, oder zweiter Übersetzungsverstellabschnitt dient, so daß der vorliegende Kraftübertragungsmechanismus 70 ähnliche Vorteile bietet wie der der ersten Ausführungsform.
Die oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen können nach Bedarf modifiziert werden. In den vorangegangenen Ausführungsformen wird der Schritt S2 der in 15 dargestellten Schaltsteuerroutine so formuliert, daß aufgrund des Ausgangssignals vom Antriebsmodus-Wählschalter 94, d.h. durch Bestimmen, ob vom Antriebsmodus-Wählschalter 94 der Power-Antriebsmodus ausgewählt wurde, bestimmt wird, ob ein Starten der Brennkraftmaschine 8 erforderlich ist. Die Bestimmung in Schritt S2, ob ein Starten der Brennkraftmaschine 8 erforderlich ist oder nicht, muß jedoch nicht auf dem Ausgangssignal des Antriebsmodus-Wählschalters 94 beruhen. Der Schritt S2 kann beispielsweise so formuliert werden, daß bestimmt wird, ob der Umfang oder die Rate der Steigerung des Betätigungsbetrags des Gaspedals höher ist als ein vorgegebener Schwellenwert, d.h. ob der Umfang der Zunahme der vom Fahrer geforderten Fahrzeug-Antriebsleistung größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, oder ob der erste Elektromotor M1 als Stromgenerator betätigt werden muß, um die Stromspeichereinrichtung 60 aufzuladen, weil die darin gespeicherte Menge an elektrischer Energie SOC unter einen Grenzwert gesunken ist.
Das Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs kann so ausgelegt sein, daß es einen Startbedarf der Brennkraftmaschine 8 bestimmt, wenn der Fahrzeug-Antriebsmodus gemäß dem Grenzlinien-Kennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9 vom Motor-Antriebsmodus in den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus geschaltet wird, nachdem das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 gemäß dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld von 9 bestimmt hat, daß das Fahrzeug sich im Motor-Antriebsmodus befindet. In diesem Fall wird das Motor-Antriebs-Bestimmungsmittel 80 gleichzeitig als Mittel 82 für die Bestimmung eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs angesehen.
In den ersten und zweiten Ausführungsformen ist das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 oder der Schritt S1 der Schaltsteuerroutine von 1 so ausgelegt oder formuliert, daß durch Bestimmen, ob die Fahrzeugsituation der Motor-Antriebsregion entspricht, die von dem Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9 definiert wird, bestimmt wird, ob das Fahrzeug sich im Motor-Antriebsmodus befindet. Das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 kann jedoch auch so ausgelegt sein, daß es die Bestimmung in Schritt S1 aufgrund eines Signals trifft, das vom Hybridsteuermittel 52 erhalten wird, welches dazu dient, die Motorantriebssteuerung zu implementieren.
In den ersten und zweiten Ausführungsformen ist das Schaltungskennfeld-Wechselmittel 86 des Schaltsteuermittels 50 so ausgelegt, daß es das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld von 8 wechselt, um die stufenlos variable oder Stufenwechsel-Übersetzungsverstellregion, die dem vom Schalter 44 ausgewählten Übersetzungsverstellmodus entspricht, insgesamt zu ändern. Das Schaltungskennfeld-Wechselmittel 86 kann jedoch auch so ausgelegt sein, daß es einen Teil der Übersetzungsverstellregion, der dem nicht ausgewählten Übersetzungsverstellmodus entspricht, in die andere Übersetzungsverstellregion ändert, die dem ausgewählten Übersetzungsverstellmodus entspricht. Beispielseise werden die Schaltungs-Grenzlinien (die von den unterbrochenen und Einpunkt/Strich-Linien dargestellt sind) verschoben, um die Fahrzeuggeschwindigkeits-Obergrenze 1 oder die Abtriebsmoment-Obergrenze T1 zu erhöhen, um dadurch die stufenlos variable oder Stufenwechsel-Übersetzungsverstellregion, die dem vom Schalter 44 ausgewählten Übersetzungsverstellmodus entspricht, zu vergrößern.
Dritte Ausführungsform
Im Blockschema von 19 sind Hauptsteuerfunktionen dargestellt, die von der elektronischen Steuereinrichtung 40 durchgeführt werden, die so ausgelegt ist, daß sie den Kraftübertragungsmechanismus 10 von 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung steuert. Die elektronische Steuereinrichtung 40 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform darin, daß die elektronische Steuereinrichtung 40 gemäß der dritten Ausführungsform kein Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs und kein Handwahl-Bestimmungsmittel 84 einschließt, und daß das Schaltsteuermittel 50 in der dritten Ausführungsform kein Schaltungskennfeld-Wechselmittel 86 einschließt.
In der vorliegenden dritten Ausführungsform steuert das Mittel 54 zum Steuern der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung den Automatikgetriebeabschnitt 20 aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Abtriebsmoments Tour des Automatikgetriebeabschnitts 20 und gemäß dem Schaltungs-Grenzlinienkennfeld, das von den durchgehenden und Einpunkt/Strich-Linien in 8 dargestellt wird, wie in der ersten Ausführungsform. Das Schaltsteuermittel 50 steuert die hydraulische Steuereinheit 42 aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Abtriebsmoments Tour und gemäß dem Grenzlinien-Kennfeld für die Übersetzungsverstellmodus-Schaltung, das von den durchbrochenen und den Zweipunkt/Strich-Linien in 8 dargestellt ist, um den Kraftübertragungsmechanismus 10 selektiv entweder in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus zu bringen, wie in der ersten Ausführungsform. Das Grenzlinienkenneld für die Übersetzungsverstellungs-Schaltung und das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld sind im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt.
Der Kennfeldspeicher 56 speichert auch die Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung, die von der durchbrochenen Linie in 20 dargestellt ist. Die Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung ist so formuliert, daß sie sowohl dem gewünschten Wirkungsgrad als auch der besten Kraftstoffausnutzung der Brennkraftmaschine 8 gerecht wird. Das Hybridsteuermittel 52 bestimmt den Sollwert für die Gesamtübersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 so, daß die Brennkraftmaschine 8 gemäß der Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung betätigt wird. Das Hybridsteuermittel 52 steuert die Übersetzung γ0 des Differentialabschnitts 1 so, daß der Sollwert der Gesamtübersetzung γT erhalten wird, so daß die Gesamtübersetzung γT in dem vorgegebenen Bereich beispielsweise zwischen 13 und 0,5 gesteuert werden kann.
Wie in der ersten Ausführungsform speichert der Kennfeldspeicher 56 auch das Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung, das in 9 aus Gründen der Erläuterung dargestellt ist, und das Hybridsteuermittel 52 richtet aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Abtriebsmoments Tour und gemäß dem Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung selektiv den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus oder den Motor-Antriebsmodus ein. 21 zeigt die Beziehung des Grenzlinienkennfelds für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9 mit Bezug auf das Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld von 8 und das Grenzlinienkennfeld für die Übersetzungsverstellmodus-Schaltung von 8.
In der dritten Ausführungsform ist das Hybridsteuermittel 52 so ausgelegt, daß die Brennkraftmaschine 8 aufgrund der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 auch bei stehendem Fahrzeug oder bei niedriger Geschwindigkeit betätigt wird. Wenn bei stehendem Fahrzeug der Betrieb des ersten Elektromotors M1 als Stromgenerator aufgrund eines exzessiven Abfalls der Menge an elektrischer Energie SOC, die in der Stromspeichereinrichtung 60 gespeichert ist, notwendig. wird, wird beispielsweise aufgrund der Differentialfunktion des Kraftübertragungsmechanismus 16 der erste Elektromotor M1 durch die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 8 bei einer Drehzahl betrieben, die hoch genug ist, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E auf einem Niveau zu halten, bei dem die Brennkraftmaschine 8 in Betrieb gehalten werden kann, selbst wenn die Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt oder beeinflußt ist, nach dem Anhalten des Fahrzeugs auf null sinkt (im wesentlichen auf null sinkt).
Das Hybridsteuermittel 52 ist ferner so ausgelegt, daß es die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E durch Steuern der Drehzahlen der ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 durch die elektrische CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11 auf einem geeigneten Niveau hält, unabhängig davon, ob das Fahrzeug währenddessen steht oder fährt. Beispielsweise kann das Hybridsteuermittel 52 die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E durch Anheben der Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 (die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt oder beeinflußt wird) konstant halten, wie aus der kollinearen Skizze von 3 hervorgeht.
Wenn der automatische Betrieb des Automatikgetriebeabschnitts 20 von dem Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung gesteuert wird, wird die Übersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 im Lauf der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 schrittweise geändert. Um die Änderung der Gesamtübersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 zu begrenzen, steuert das Hybridsteuermittel 52 die Übersetzungsverstellaktion des Differentialabschnitts 11 so, daß die Übersetzung des Differentialabschnitts 11 sich beim Synchronisieren der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 in entgegengesetzter Richtung zur Änderungsrichtung der Übersetzung γ des Automatikgetriebes 20 ändert. Anders ausgedrückt, das Hybridsteuermittel 52 steuert die Übersetzungsverstellaktion des Differentialabschnitts 11 beim Synchronisieren der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 so, daß die Übersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 sich im Laufe der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 stufenlos ändert. Beispielsweise steuert das Hybridsteuermittel 52 die Schaltaktion des Differentialabschnitts 11 so, daß die Übersetzung γ0 des Differentialabschnitts 11 sich beim Synchronisieren der Schaltaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 in entgegengesetzer Richtung zur Richtung der schrittweisen Änderung der Übersetzung γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 ändert, und zwar um einen Betrag, der dieser schrittweisen Änderung entspricht, so daß die Gesamtübersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 vor und nach der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebes 20 keine transiente Änderung aufweist.
Unter einem anderen Gesichtspunkt wird eine Brennkraftmaschine generell so betrieben wie von der Einpunkt/Strich-Linie in 20 dargestellt, wenn die Brennkraftmaschine 8 wirkmäßig mit dem Stufenwechselgetriebe verbunden ist, und wird entlang der Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung, die von der durchbrochenen Linie in 20 dargestellt wird, oder entlang einer Krafstoffausnutzungs-Kennlinie, die näher an der Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung verläuft, als wenn die Brennkraftmaschine wirkmäßig mit dem Stufenwechselgetriebe verbunden wäre, betrieben, wenn die Brennkraftmaschine wirkmäßig mit dem stufenlos variablen Getriebe verbunden ist. Daher liegt der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, der von der Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E und dem Drehmoment T_E dargestellt wird, mit dem die gewünschte Brennkraftmaschinen-Ausgangsleistung erhalten wird, näher an der Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung und ermöglicht somit einen höheren Grad an Kraftstoffausnutzung durch die Brennkraftmaschine, wenn die Brennkraftmaschine wirkmäßig mit dem stufenlos variablen Getriebe verbunden ist, als wenn die Brennkraftmaschine wirkmäßig mit dem Stufenwechselgetriebe verbunden wäre. Angesichts dessen steuert das Hybridsteuermittel 52 die Übersetzung γ0 des Differentialabschnitts 11 so, daß die Brennkraftmaschine 8 entlang der Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung von 20 betrieben wird, um eine Verschlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte, die aufgrund einer schrittweisen Übersetzungsänderung des Automatikgetriebeabschnitts 20 bei einer Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 stattfinden würde, verhindert wird.
Wenn sich das Fahrzeug beispielsweise im Motorantriebsmodus befindet, steuert das Hybridsteuermittel 52 die ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 so, daß die Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 sich gemäß der Änderung der Antriebsdrehzahl des Automatikgetriebeabschntts 20 ändert, d.h. gemäß der Änderung der Drehzahl des Kraftübertragungsmechanismus 20 unter der Steuerung des Steuermittels 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung, und so, daß sich der erste Elektromotor M1 mit einer gesteuerten Drehzahl ungehindert dreht, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E auszugleichen oder im wesentlichen auszugleichen.
Das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 und das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 weisen die gleichen Funktionen auf wie oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform von 7 beschrieben. Obwohl das Schaltsteuermittel 50 den Kraftübertragungsmechanismus 10 (Differentialabschnitt 11) gemäß dem Schaltungs-Grenzlinienkennfeld von 8 selektiv entweder in den Stufenwechsel- oder den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus bringt, kann das Schaltungssteuermittel 50 den Kraftübertragungsmechanismus 10 auch dann, wenn die Fahrzeugsituation der stufenlos variablen Übersetzungsverstellregion entspricht, in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus bringen, sobald irgendeine Funktionsverschlechterung oder ein Fehler der Komponenten, wie des ersten und zweiten Elektromotors M1, M2, des Wechselrichters 58 und der Stromspeichereinrichtung 50, die mit dem oben beschriebenen elektrischen Weg verbunden sind und die dazu dienen, den Differentialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe zu betätigen, festgestellt wird.
Wie oben beschrieben, kann der Differentialabschnitt 11 zwischen dem stufenlos variablen und dem Stufenwechsel- (Festübersetzungs-) Übersetzungsverstellmodus ge schaltet werden. Im stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus des Differentialabschnitts 11 kann die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E augrund der Funktion des Differentialabschnitts 11, der als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe betätigt wird, unabhängig von der Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit V gesteuert werden. Wenn die Brennkraftmaschine 8 nicht betätigt wird, dreht sich der Elektromotor M1 unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 ungehindert, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bei null oder im wesentlichen null gehalten wird. Im Festübersetzungs-Verstellmodus des Differentialabschnitts 11 wird die Brennkraftmaschine 8 mechanisch mit den Antriebsrädern 38 verbunden, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt wird, d.h. die nicht betätigte Brennkraftmaschine 8 wird bei einer Drehzahl betätigt, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt oder beeinflußt wird.
Im Festübersetzungs-Verstellmodus des Differentialabschnitts 11, während das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, wird die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E nicht bei null oder fast null gehalten, so daß die nicht betätigte Brennkraftmaschine 8 unter einer Schleiftendenz aufgrund eines sogenannten „Pumpverlustes" leiden würde, der die Last, die auf den zweiten Elektromotor, der als Fahrzeug-Antriebsquelle dient, erhöht, was das Risiko der Verschlechterung der Kraftstoff-Verbrauchswerte mit sich bringt.
Um das Schleifen der Brennkraftmaschine 8 im Motor-Antriebsmodus zu verhindern oder zu verringern, d.h. wenn das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 bestimmt hat, daß die Fahrzeugsituation der Motor-Antriebsregion entspricht, steuert das Schaltsteuermittel 50 die hydraulische Steuereinheit 42 so, daß sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 ausgerückt werden, um dadurch den Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen, d.h. um den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 bei null oder im wesentlichen bei null gehalten wird, unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Wenn das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 bestimmt hat, daß die Fahrzeugsituation der Motor-Antriebsregion entspricht, wählt das Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung die Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien zum Steuern der automatischen Übersetzungsverstelloperation des Automatikgetriebeabschnitts 20 im Motor-Antriebsmodus aus, d.h. es wählt einen Teil des Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfelds von 8, wobei dieser Teil in der Motor-Antriebsregion liegt, die von dem Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9 definiert ist, das über das Schaltungs-Grenzlinienkennfeld von 8 gelegt ist, wie in 21 dargestellt.
Wenn das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 bestimmt hat, daß die Fahrzeugsituation nicht der Motorantriebsregion entspricht, d.h. daß die Fahrzeugsituation der Brennkraftmaschinen-Antriebsregion entspricht, wählt das Schaltungssteuermittel 50 die Schaltungs-Grenzlinien, die für den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus ausgewählt werden, so, daß der stufenlos variable oder der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus des Differentialabschnitts 11 gewählt wird, und das Mittel 54 zum Steuern der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung wählt die Schaltungs-Grenzlinien zum Steuern der automatischen Schaltoperation des Automatikgetriebeabschnitts 20 im Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus, d.h. es wählt einen Teil des Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfelds von 8, wobei dieser Teil in der Brennkraftmaschinen-Antriebsregion des Grenzlinienkennfelds von 9 liegt, das über das Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld von 8 gelegt ist, wie von 21 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Grenzlinien, die die stufenlos variablen und Stufenwechsel-Übersetzungsverstellregionen definieren, alle in der Brennkraftmaschinen-Antriebsregion liegen, wie in 21 dargestellt, und als Übersetzungsverstellmodus-Wechselkennfeld im Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus verwendet werden.
In dem Ablaufschema von 22 ist eine Schaltungs- und Übersetzungsverstellungs-Steuerroutine dargestellt, die von der elektronischen Steuervorrichtung 40 in der dritten Ausführungsform von 19 durchgeführt wird, um den Differentialabschnitt 11 selektiv entweder in den stufenlos variablen oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus zu bringen, und um die Übersetzungsverstelloperation des Kraftübertragungsmechanismus 10 abhängig davon, ob das Fahrzeug sich im Motor-Antriebsmods oder im Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus befindet, zu steuern. Diese Steuerroutine wird wiederholt mit einem extrem kurzen Takt von etwa beispielsweise einigen Millisekunden bis zu mehreren zehn Millisekunden durchgeführt.
Die Steuerroutine von 21 wird mit Schritt S11 initiiert, der dem Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 entspricht, um zu bestimmen, ob die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour dargestellte Fahrzeugsituation dem Motor-Antriebszustand entspricht, der von dem Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung von 9 definiert ist.
Wenn in Schritt S11 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S12 über, der dem Schaltsteuermittel 50 und dem Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung entspricht, um der hydraulischen Steuereinheit zu befehlen, sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 auszurücken, um dadurch den Differentialabschnitt 11 in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus zu bringen, d.h. um den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen. In diesem Schritt S12 wählt das Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung die Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien für den Motor-Antriebsmodus aus, d.h. einen Teil des Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfelds, der in der vom Grenzlinienkennfeld für die Antriebsleistungsquellen-Schaltung definierten Motor-Antriebsregion liegt, wie in 21 dargestellt.
Auf Schritt S12 folgt Schritt S13, der dem Hybridsteuermittel 52 entspricht, in dem der erste Elektromotor M1 so gesteuert wird, daß er sich aufgrund der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11 ungehindert in negativer Richtung dreht, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E auszugleichen oder im wesentlichen auszugleichen, um dadurch die Schleiftendenz der nicht betätigten Brennkraftmaschine 8 zu verhindern oder zu verringern, wodurch die Kraftstoff-Verbrauchswerte verbessert werden. Anders ausgedrückt, die Übersetzung γ0 des Differentialabschnitts 11 wird so gesteuert, daß sie die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E ausgleicht oder im wesentlichen ausgleicht.
Auf Schritt S13 folgt Schritt S14, der dem Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung entspricht, in dem die Übersetzungsverstelloperation des Automatikgetriebeabschntts 20 gemäß den in Schritt S12 für die Verwendung im Motor-Antriebsmodus ausgewählten Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien gesteuert wird. Das heißt, das Stufenwechsel-Steuermittel 54 bestimmt die Zahnradposition, in die der Automatikgetriebeabschnitt 20 verstellt werden sollte, aufgrund der Fahrzeugsituation, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment Tour definiert wird, und gemäß den ausgewählten Motorantriebs-Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien. Der Stufenwechsel-Steuerabschnitt 54 gibt der hydraulischen Steuereinheit 42 die Anweisung, die hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen so zu steuern, daß der Automatikgetriebeabschnitt 20 in die bestimmte Zahnradposition verstellt wird.
Auf Schritt S14 folgt Schritt S15, der dem Hybridsteuermittel 52 entspricht, in dem die stufenlos variable Übersetzungsverstellung des Differentialabschnitts 11 synchron mit der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 gesteuert wird, so daß die Gesamtübersetzung γT des Kraftübertragungsmechanismus 10 im Laufe der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 stufenlos geändert wird. Beispielsweise steuert das Hybridsteuermittel 52 die ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 so, daß die Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 sich gemäß der Änderung der Antriebsdrehzahl des Automatikgetriebeabschnitts 20 infolge der Übersetzungsverstellaktion des Automatikgetriebeabschnitts 20 in Schritt S14 ändert, und so daß der erste Elektromotor M1 sich ungehindert mit einer gesteuerten Geschwindigkeit drehen kann, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E auszugleichen oder im wesentlichen auszugleichen.
Wenn in Schritt S11 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S16 über, der dem Schaltsteuermittel 50 und dem Stufenwechsel-Schaltsteuermittel 54 entspricht, um die Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien für den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus, d.h. einen Teil des Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfelds, der in der Brennkraftmaschinen-Antriebsregion liegt, wie in 21 dargestellt, und die Übersetzungsverstellungs-Schaltungsgrenzlinien für den Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus zu wählen, die alle in der Brennkraftmaschinen-Antriebsregion liegen.
Auf Schritt S16 folgt Schritt S17, der dem Schaltungssteuermittel 50 und dem Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 entspricht, in dem der Differentialabschnitt 11 (Kraftübertragungsmechanismus 10) aufgrund der Fahrzeugsituation, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abtriebsmoment Tour dargestellt wird, und gemäß den Übersetzungsverstellmodus-Schaltungsgrenzlinien, die in Schritt S16 für die Verwendung im Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus gewählt wurden, selektiv in den steuerlos variablen Übersetzungsverstellmodus oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wird. Wenn das Schaltungssteuermittel 50 bestimmt hat, daß die Fahrzeugsituation der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellregion entspricht, die von den Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien definiert ist, und wenn das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 bestimmt hat, daß der Automatikgetriebeabschnitt 20 in die Fünfter Gang-Position verstellt werden soll, wird der hydraulischen Steuereinheit 42 die Anweisung gegeben, die Schaltkupplung C0 auszurücken und die Schalbremse B0 einzurücken, um den Differentialabschnitt 11 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen (Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus oder Sperrmodus). Wenn das Schnellgang-Bestimmungsmittel 62 nicht bestimmt hat, daß der Automatikgetriebeabschnitt 20 in die Fünfter Gang-Position verstellt werden soll, wird der hydraulischen Steuereinheit die Anweisung gegeben, die Schaltkupplung C0 einzurücken und die Schaltbremse B0 auszurücken, um den Differentialabschnitt 11 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen. Wenn das Schaltungssteuermittel 50 bestimmt hat, daß die Fahrzeugsituation der stufenlos variablen Übersetzungsverstellregion entspricht, wird der hydraulischen Steuereinheit 42 die Anweisung gegeben, sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 auszurücken, um den Differentialabschnitt 11 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion (den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus) zu bringen.
Auf Schritt S17 folgt Schritt S18, der dem Steuermittel 54 für die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellung entspricht, in dem die Übersetzungsverstelloperation des Automatikgetriebeabschnitts 20 gemäß den in Schritt S16 ausgewählten Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien zur Verwendung im Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus gesteuert wird. Das heißt, das Stufenwechsel-Steuermittel 54 bestimmt die Zahnradposition, in welche der Automatikgetriebeabschnitt 20 verstellt werden sollte, aufgrund der Fahrzeugsituation, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abtriebsmoment T_OUT bestimmt wird, und gemäß den ausgewählten Motorantriebs-Übersetzungsverstellungs-Grenzlinien. Der Stufenwechsel-Steuerabschnitt 54 befiehlt der hydraulischen Steuereinheit 42, die hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen so zu steuern, daß der Automatikgetriebeabschnitt 20 in die bestimmte Zahnradposition verstellt wird.
In der oben beschriebenen dritten Ausführungsform wird der Kraftverteilungsmechanismus 16 vom Schaltungssteuermittel 50 so gesteuert, daß er in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, während das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft. In diesem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion des Kraftverteilungsmechanismus 16 werden die Drehzahl Nm1 des ersten Elektromotors M1 und die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 8 von der Fahrzeuggeschwindigkeit V, d.h. von der Drehzahl des Kraftübertragungsmittels 18, nicht beeinflußt oder bestimmt, das heißt, der erste Elektromotor M1 kann sich unter der Steuerung des Hybridsteuermittels 52 ungehindert in umgekehrter Richtung mit einer gesteuerten Drehzahl drehen, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E auszugleichen oder im wesentlichen auszugleichen. Anders als im Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion des Kraftverteilungsmechanismus 16, ermöglicht der Zustand einer gegebenen Differentialfunktion die Minimierung des Pumpverlusts und die Schleiftendenz der Brennkraftmaschine 8, was zu einer Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte des Fahrzeugs führt.
Vierte Ausführungsform
Im Funktionsblockschema von 23 werden Hauptsteuerfunktion dargestellt, die von der elektronischen Steuervorrichtung 40 durchgeführt werden, die dafür ausgelegt ist, den Kraftübertragungsmechanismus 10 von 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zu steuern. Die elektronische Steuereinrichtung 40 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der der dritten Ausführungsform von 19 insoweit, als die elektronische Steuervorrichtung 40 gemäß der vierten Ausführungsform ferner ein Zylinderdruckänderungs-Begrenzungssteuermittel 100 einschließt, um eine Zylinderdruckänderungs-Begrenzungssteuerung der Brennkraftmaschine 8 durchzuführen, bei der die Druckänderung in mindestens einem ausgewählten Zylinder begrenzt ist. Das heißt, die Brennkraftmaschine 8 weist eine Vielzahl von Zylindern auf, von denen eine variable Anzahl, jedoch mindestens einer, als druckänderungsbegrenzter Zylinder ausgewählt wird. Die Brennkraftmaschine 8 kann unter der Steuerung des Zylinderdruckänderungs-Begrenzungssteuermittels 100 in einem Zylinderdruckänderungs-Begrenzungsmodus betrieben werden, in dem eine Änderung des Drucks in jedem bzw. in dem mindestens einen druckänderungsbegrenzten Zylinder begrenzt ist. Somit unterscheidet sich die elektronische Steuereinrichtung 40 in der vorliegenden vierten Ausführungsform von der der dritten Ausführungsorm durch die Art und Weise der Steuerung der Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E durch das Hybridsteuermittel 52 bei der Zylinderdruckänderungs-Bergrenzungssteuerung.
Damit das Zylinderdruckänderungs-Begrenzungsmittel 100 die Zylinderdruckänderungs-Begrenzungssteuerung durchführt, ist die Brennkraftmaschine 8 mit einem Ventiltakt-Änderungsmechanismus 102 ausgestattet, der dazu dient, die Betätigungs zeiten ihrer Einlaß- und Auslaßventile zu ändern, und mit einem Kraftstoff-Einspritzventil 104 (oben mit Bezug auf 6 im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben), das dazu dient, Kraftstoff in die Ansaugleitung oder in die Zylinder zu spritzen. Bei der Zylinderdruckänderungs-Begrenzungssteuerung wird mindestens einer der druckänderungsbegrenzten Zylinder, deren Zahl bei mindestens eins liegt, durch den Ventiltakt-Änderungsmechanismus 90 in den Dekompessionsmodus gebracht. Ferner wird die Kraftstoffzufuhr durch das Kraftstoff-Einspritzventil 104 zu dem mindestens einen druckänderungsbegrenzten Zylinder unterbrochen, um die Höhe des Kraftstoffverbrauchs zu reduzieren. Die Zahl der druckänderungsbegrenzten Zylinder (die in den Dekompressions- oder Kraftstoff-Unterbrechungsmodus gebracht wurden), liegt bei mindestens eins und ist darüber hinaus variabel und wird je nach der Last, die auf die Brennkraftmaschine 8 wirkt, geändert.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Brennkraftmaschine in einem Druckänderungsbegrenzungs-Modus betriebenwerden, in dem der Druck jedes bzw. des mindestens einen druckänderungsbegrenzten Zylinders begrenzt ist. Die Brennkraftmaschine 8 wird in den Druckänderungsbegrenzungs-Modus gebracht, indem jeder druckänderungsbegrenzte Zylinder in den Dekompressionsmodus gebracht wird, um den Pumpverlust der Brennkraftmaschine 8 in einem Umfang zu senken, der von der Zahl der ausgewählten druckänderungsbegrenzten Zylinder, die bei mindestens eins liegt, abhängt. Wenn alle Zylinder als druckänderungsbegrenzte Zylinder ausgewählt sind, wird die Brennkraftmaschine nicht mehr betätigt. Wenn mindestens einer, aber nicht alle der Zylinder als druckänderungsbegrenzte(r) Zylinder ausgewählt wird bzw. werden, wird die Brennkraftmaschine 8 teilweise betätigt. Die Druckänderungsbegrenzungs-Steuerung der Brennkraftmaschine 8, bei der mindestens ein druckänderungsbegrenzter Zylinder in den Dekompressionsmodus gebracht wird und die Kraftstoffzufuhr zu dem mindestens einen druckänderungsbegrenzten Zylinder unterbrochen wird, unterscheidet sich von der sogenannten „Kraftstoffunterbrechungs-Steuerung" der Brennkraftmaschine 8, bei der kein Zylinder mit Kraftstoff versorgt wird, die Zylinder aber im komprimierbaren Modus gehalten werden. Bei der Kraftstoffunterbrechungs-Steuerung kommt es zu einem Pumpverlust und einem Schleifen des Brennkraftmaschine 8, wenn die Brennkraftmaschine 8 in Betrieb ist. Das Schleifen ist als Erzeugung eines Widerstands gegen die Auf- und Abwärtsbewegungen der Kolben definiert.
Der Komprimierbarkeitsmodus ist der normale Betriebszustand einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine, in der die Luft, die während des Kompressionshubs in den Zylinder gelassen wird, verdichtet werden kann. Der Dekompressionsmodus jedes druckänderungsbegrenzten Zylinders kann durch Öffnen des Einlaß- oder Auslaßventils oder durch Ändern des Betriebstakts des Einlaß- oder Auslaßventils eingerichtet werden, um die normale Verdichtung der angesaugten Luft zu verhindern, wodurch die Änderung (der Anstieg) des Drucks im Zylinder begrenzt wird, wodurch der Widerstand gegen die Drehbewegung der Kurbelwelle reduziert wird. In diesem Dekompressionsmodus kann die Drosselklappe oder ein AGR-Ventil geöffnet werden, um den Drehwiderstand der Kurbelwelle weiter zu reduzieren.
Das Zylinderdruckänderungs-Begrenzungsmittel 100 ist so ausgelegt, daß es eine Druckänderungs-Begrenzungssteuerung der Brennkraftmaschine 8 durchführt, d.h., daß es die Brennkraftmaschine 8 im Zylinderdruckänderungs-Begrenzungsmodus betreibt, wenn das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 bestimmt hat, daß sich die Fahrzeugsituation der Motorantriebsregion entspricht. Das heißt, das Zylinderdruckänderungs-Begrenzungsmittel 100 gibt dem Ventilzeitsteuerungs-Änderungsmechanismus 102 die Anweisung, mindestens einen der Zylinder in den Dekompressinonszustand zu bringen, so dass der mindestens eine Zylinder im Dekompressinszustand als der mindestens eine druckänderungsbegrenzte Zylinder wirkt. Die Zylinderdruckänderungs-Begrenzungssteuerung ermöglicht eine Reduzierung des Pumpverlusts der Brennkraftmaschien 8 und eine Verbesserung der Kraftstoff-Verbrauchswerte im Motoranriebsmodus, ohne daß das Hybridsteuermittel 52 die Drehzahl N_M1 des ersten Elekromotors M1 so steuert, daß die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 8 ausgeglichen oder im wesentlichen ausgeglichen wird.
Wenn die Brennkraftmaschine 8 im Motoranriebsmodus im Druckänderungs-Begrenzungszustand betrieben wird, steuert daher das Hybridsteuermittel 52 den Betrieb des ersten Elektomotors M1 so, daß der Wirkungsgrad dieses Motors M1 ebenso wie die Kraftstoffverbrauchswerte verbessert werden, da die Brennkraftmaschinen-Drehzahl nicht bei null oder fast bei null gehalten werden muß, um den Pumpverlust zu verringern, und da der Kraftverteilungsmechanismus 16 unter der Steuerung des Schaltungssteuermittels 50 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, in dem der erste Elektromotor M1 sich ungehindert drehen kann. Das Hybridsteuermittel 52 steuert beispielsweise den ersten Elektomotor M1 gemäß einem Motorwirkungsgrad-Kennfeld (einer Kennlinie für die besten Kraftstoff-Verbrauchswerte). Ein Beispiel für das Motorwirkungsgrad-Kennfeld ist in 24 dargestellt. Das Motorwirkungsgrad-Kennfeld, das beispielsweise durch Versuche erhalten wird und im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt ist, bietet sowohl die gewünschte Ansteuerbarkeit als auch die guten Kraftstoff-Verbrauchswerte und ist als zweidimensionales Koordiantensystem definiert mit einer Achse, auf der die Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 genommen wird, und einer Achse, auf der das Moment des ersten Elektromotors M1 genommen wird. Der erste Elektromotor M1 wird beispielsweise gemäß der Kennlinie für die beste Kraftstoffausnutzung betrieben, die den Bereich des höchsten Wirkungsgrads definiert, der von dem Moment und der Drehzahl N_M1 des Motors M1 definiert ist und der den höchsten Wirkungsgrad ηMax des Motors M1 bietet.
25 zeigt ein Beispiel für ein Motorwirkungsgrad-Kennfeld mit iso-Wirkungsgradkurven für den zweiten Elektromotor M2, das dem Motorwirkungsgrad-Kennfeld von 24 ähnlich ist. Die iso-Wirkungsgradkurven, die über der horizontalen Achse der 24 und 25 angeordnet sind, zeigen den Wirkungsgrad der Elektromotoren M1, M2 an, die als Elektromotoren betrieben werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft zu erzeugen, während diejenigen, die unter der horizontalen Achse angeordnet sind, den Wirkungsgrad der Elektromotoren M1, M2 anzeigen, die als elektrische Generatoren betätigt werden, um elektrische Energie zu erzeugen. Schraffierte Bereiche (durch durchbrochene Schraffurlinien angezeigt) zeigen die Bereiche des höchsten Wirkungsgrads an. Der Wirkungsgrad der Elektromotoren steigt, wenn der Betätigungspunkt, der von der Drehzahl und dem Moment der Elektromotoren definiert ist, zu den Bereichen des höchsten Wirkungsgrads hin verschoben wird.
In Schritt S13 der im Ablaufschema von 22 dargestellten Schalt- und Übersetzungsverstellungs-Steuerroutine wird der erste Elektromotor M1 so gesteuert, daß er die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E ausgleicht oder im wesentlichen ausgleicht, um die Schleiftendenz der Brennkraftmaschine 8 zu verhindern oder zur verringern, wodurch die Kraftstoff-Verbrauchswerte verbessert werden, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft. In der vorliegenden vierten Ausführungsform wird der erste Elektromotor M1 jedoch so gesteuert, daß er im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs bei einem Betätigungspunkt betätigt wird, der den Wirkungsgrad des Elektromotors M1 maximiert.
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende vierte Ausführungsform so ausgelegt, daß, wenn vom Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80 der Motor-Antriebsmodus erfaßt wird, das Schaltsteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 die Anweisung gibt, den Kraftverteilungsmechanismus 10 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, in dem sich der erste Elektromotor M1 ungehindert dreht und die Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 und die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E nicht von der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt oder beeinflußt werden, d.h. von der Drehzahl des Kraftübertragungselements 18. Im Druckänderungsbegrenzungs-Modus der Brennkraftmaschine 8 im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs ist es daher nicht notwendig, die Schleiftendenz der Brennkraftmaschine 8 aufgrund des Pumpverlusts zu verhindern, so daß der Betrieb des ersten Elektromotors M1 vom Hybridsteuermittel 52 so gesteuert werden kann, das er mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad betrieben wird, und so, daß die Kraftstoff-Verbrauchswerte verbessert sind. Anders ausgedrückt, der Pumpverlust der Brennkraftmaschine 8 kann im Druckänderungsbegrenzungs-Modus (in dem die Druckänderung in jedem bzw. dem mindestens einen druckänderungsbegrenzten Zylinder begrenzt ist) verringert werden, ohne daß es notwendig wäre, die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E auszugleichen oder fast auszugleichen, selbst wenn der erste Elektromotor M1 so betrieben wird, daß sein Wirkungs grad maximiert ist. Somit können die Kraftstoff-Verbrauchswerte des Fahrzeugs gleichzeitig mit einer Verbesserung des Wirkungsgrads des ersten Elektromotors M1 verbessert werden.
Fünfte Ausführungsform
Nun wird auf das Funktionsblockschema von 26 Bezug genommen, das Hauptsteuerfunktionen zeigt, die von der elektronischen Steuereinrichtung 40 durchgeführt werden, die so ausgelegt ist, daß sie den Kraftübertragungsmechanismus 10 von 1 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung steuert. Die elektronische Steuereinrichtung 40 gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform von 7 dahingehend, daß die elektronische Steuervorrichtung 40 gemäß der fünften Ausführungsform kein Handwahl-Bestimmungsmittel 84 einschließt. Wie in der ersten Ausführungsform wird das Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs in der vorliegenden vierten Ausführungsform bereitgestellt.
Wie oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform von 7 beschrieben, wird das Mittel 84 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs nach der Bestimmung durch das Motorantriebs-Bestimmungsmittel 80, daß das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, betätigt, um zu bestimmen, ob ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist. Diese Bestimmung kann beispielsweise dadurch durchgeführt werden, daß bestimmt wird, ob der Power-Antriebsmodus manuell durch einen geeigneten Schalter ausgewählt wurde, wie den Antriebsmodus-Wählschalter 94, der in der ersten Ausführungsform bereitgestellt ist. Die Bestimmung kann jedoch auch anders als oben beschrieben mit Bezug auf das Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs in der Ausführungsform von 7 durchgeführt werden.
In der ersten Ausführungsform schaltet das Schaltsteuermittel 50 den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion, um ein Zünden der Brennkraftmachine zu erleichtern, sobald vom Mittel 84 zum Be stimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt wurde, daß ein Starten der Brennkraftmaschine 8 erforderlich ist. In der vorliegenden fünften Ausführungsform wird der Kraftverteilungsmechanismus 16 jedoch auch dann im Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder im stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gehalten, nachdem das Erfordernis eines Brennkraftmaschinenstarts bestimmt wurde, aber das Hybridsteuermittel 52 steuert den Betrieb des ersten Elektromotors M1 so, daß die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 angehoben wird, wodurch die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E angehoben wird, um die Zündung der Brennkraftmaschine 8 zu erleichtern. Im Zustand einer gegebenen Differentialfunktion des Kraftverteilungsmechanismus 16 kann sich der erste Elektromotor M1 ungehindert drehen. Sobald bestimmt wird, daß in diesem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion des Mechanismus 16 ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, steuert das Hybridsteuermittel 52 den ersten Elektromotor M1 so, daß er auf die gleiche Weise wie oben mit Bezug auf den Betrieb des Hybridsteuermittels 52 beschrieben entlang der Kurve für die besten Kraftstoff-Verbrauchswerte von 24 betätigt wird, um die Kraftstoffausnutzung zu maximieren, wenn die Brennkraftmaschine 8 unter der Steuerung des Zylinderdruckänderungs-Begrenzungssteuermittels 100, das in der vieren Ausführungsform von 23 bereitgestellt ist, im Druckänderungsbegrenzungs-Modus betrieben wird.
In Schritt S14 der Steuerroutine von 22 wird der erste Elektromotor M1 so gesteuert, daß er die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E ausgleicht oder im wesentlichen ausgleicht, um die Schleiftendenz der Brennkraftmaschine 8 zu verhindern oder zu reduzieren und um die Kraftstoff-Verbrauchswerte zu verbessern. In der vorliegenden Ausführungsform wird der erste Elektromotor M1 jedoch mit einem Wirkungsgrad betrieben, der so hoch wie möglich ist, um die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E anzuheben, sobald bestimmt wurde, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, so daß die Zündung der Brennkraftmaschine 8 erleichtert ist.
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende fünfte Ausführungsform so ausgelegt, daß selbst dann, wenn der Motor-Antriebsmodus vom Motorantriebs-Bestimmungs mittel 80 erfaßt wird, das Schaltsteuermittel 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 die Anweisung gibt, den Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Zustand einer gegebenen Differntialfunktion zu bringen, in dem der erste Elektromotor M1 sich ungehindert drehen kann und die Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 und die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E von der Fahrzeuggeschwindigkeit V, d.h. von der Drehzahl des Kraftübertragungselements 18, nicht bestimmt oder beeinflußt werden. Sobald von dem Mittel 82 zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs im Motor-Antriebsmodus ein Startbedarf der Brennkraftmaschine bestimmt wurde, steuert demnach das Hybridsteuermittel 52 den Betrieb des ersten Elektromotors M1 in einem Betriebszustand, der sich zum Maximieren des Wirkungsgrads eignet, so daß die Brennkraftmaschinen-Drehzahl N_E von null erhöht wird, wodurch das Starten der Brennkraftmaschine 8 erleichtert wird, während die Kraftstoff-Verbrauchswerte verbessert werden.
Die elektronische Steuereinrichtung 40 gemäß einer der Ausführungsformen drei bis fünf der 19, 23 und 26 läßt sich genauso auf den Kraftübertragungsmechanismus 70 gemäß der zweiten Ausführungsform der 16–18 anwenden.
Die manuell zu bedienende Übesetzungsverstellmodus-Wähleinrichtung in Form des Wippschalters 44 (in 13 dargestellt), die in der ersten und der zweiten Ausführungsform bereitgestellt ist, kann in den oben beschriebenen Ausführungsformen drei bis fünf bereitgestellt werden. In den Ausführungsformen drei bis fünf wird der Kraftverteilungsmechanismus 16 gemäß dem Grenzlinienkennfeld für die Übersetzungsverstellmodus-Schaltung von 21 (8) automatisch in entweder den stufenlos variablen oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus geschaltet, und der Automatikgetriebeabschnitt 20, der in diesen Ausführungsformen bereitgestellt ist, wird automatisch gemäß dem in 21 (8) dargestellten Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld verstellt. Wenn der Wippschalter 44 in diesen Ausführungsformen bereitgestellt ist, wird der Kraftverteilungsmechanismus 16 (Kraftübertragungsmechanismus 10) in den vom Wippschalter 44 ausgewählten Übersetzungsverstellmodus gebracht.
Wenn der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus des Kraftverteilungsmechanismus 16 (Zustand einer gegebenen Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11) vom Wippschalter 44 ausgewählt wird, wird der Automatikgetriebeabschnitt 20 (Kraftübertragungsmechanismus 10) automatisch gemäß einem in 27 dargestellten Übersetzungsverstellmodus-Grenzlinienkennfeld verstellt, was ermöglicht, daß Raufschaltaktionen des Automatikgetriebeabschnitts 20 bei niedrigeren Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V stattfinden als mit dem Übersetzungsverstellmodus-Grenzlinienkennfeld von 21 (8).
In der vierten Ausführungsform von 23 wird die Druckänderung in jedem bzw. in dem mindestens einen druckänderungsreduzierten Zylinder der Vierzylinder-Brennkraftmaschine 8 begrenzt, um den Drehwiderstand der Kurbelwelle zu reduzieren, und zwar durch Öffnen des Einlaß- oder Auslaßventils oder durch Änderung des Betriebstakts des Einlaß- oder Auslaßventils im Kompressionshub, um den Zylinder in den Dekompressionsmodus zu bringen. Die Begrenzung der Druckänderung in jedem druckänderungsreduzierten Zylinder der Brennkraftmaschine 8, um den Drehwiderstand der Kurbelwelle zu reduzieren, kann jedoch durch Reduzieren der Erzeugung eines negativen Drucks in jedem der druckänderungsbegrenzten Zylinder durch eine positive Öffnung der Drosselklappe in einem anderen Betriebshub des Zylinders als dem Kompressionshub stattfinden, z.B. im Ansaughub, in dem das Volumen des Zylinders erhöht wird. Diese Öffnung der Drosselklappe kann anstelle von oder zusätzlich zu der Dekompression jedes druckängerungsbegrenzten Zylinders durchgeführt werden. In diesem Fall kann der Pumpverlust der Brennkraftmaschine 8 ebenfalls reduziert werden. Alternativ dazu kann die Begrenzung der Druckänderung in jedem druckänderungsbegrenzten Zylinder durch mechanische Abkopplung der Kolben der Brennkraftmaschine 8 von der Kurbelwelle (Antriebswelle 14) erreicht werden, um die Auf- und Abwärtsbewegung der Kolben aufgrund der Drehung des Kraftübertragungselements 18 zu verhindern. Somit kann das Zylinderdruckänderungs-Begrenzungsmittel 112 so ausgelegt sein, daß es eine Druckänderung in jedem bzw. in dem mindestens einen druckänderungsbegrenzten Zylinder der Brennkraftmaschine 8 im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs begrenzt, indem es die Drosselklappe im Ansaughub öffnet oder die Kolben mechanisch von der Kurbelwelle entkoppelt. Jeder durckänderungsbegrenzte Zylinder ist als Zylinder definiert, dessen Druckänderung in einem seiner vier Betriebshübe begrenzt ist, um den Pumpverlust der Brennkraftmaschine 8 zu begrenzen.
Das in 21 dargestellte Kraftstoffausnutzungs-Kennfeld wird in erster Linie durch die Spezifikationen der Brennkraftmaschine 8 bestimmt und ist von der Situation des Fahrzeugs beeinflußt, wie internen und externen Faktoren der Brennkraftmaschine 8. Somit ändert sich das Kraftstoffausnutzungs-Kennfeld mit den internen und externen Faktoren der Brennkraftmaschine 8, wie der Kühlwassertemperatur, der Katalysatortemperatur, der Arbeitsöltemperatur und dem Verbrennungsmodus (d.h. dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das den Magerverbrennungsmodus, den stöchiometrischen Verbrennungsmodus usw. anzeigt). Somit kann das Hybridsteuermittel 52 so ausgelegt sein, daß es eines aus einer Vielzahl von Kraftstoffverbrauchs-Kennfeldern, die im Kennfeldspeicher 56 hinterlegt sind, auswählt oder das eine hinterlegte Kraftstoffausnutzungs-Kennfeld in Echtzeit aufgrund der oben angegebenen internen und externen Faktoren ändert.
Obwohl die verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung oben lediglich für die Zwecke der Erläuterung mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben wurden, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann mit verschiedenen Änderungen und Modifizierungen durchgeführt werden, wie oben beschrieben.
In den erläuterten Ausführungsformen wird der Differntialabschnitt 11 selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht, so daß der Kraftübertragungsmechanismus 10, 70, 100, 110, 120 zwischen dem stufenlos variablen Übersetzungsvertellmodus, in dem der Kraftübertragungsmechanismus als elektisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe dient, und dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus, in dem der Kraftübertragungsmechanismus als Stufenwechselgetriebe dient, umschaltbar. Die Beziehung zwischen dem Betriebsmodus des Differentialabschnitts 11 und dem Übersetzungs verstellmodus des Kraftübertragungsmechanismus 10, 70, 100, 110, 120 ist nicht entscheidend. Anders ausgedrückt, der Kraftübertragungsmechanismus muß nicht zwischen dem stufenlos variablen und dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus umschaltbar sein. Der Differentialabschnitt 11 kann beispielsweise als Stufenwechselgetriebe betätigt werden, dessen Übersetzung stufenweise variiert werden kann, selbst wenn der Differentialabschnitt 11 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wurde. In diesem Fall wird der Kraftübertragungsmechanismus in einen Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht, wenn der Differentialabschnitt 11 in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird. Die Grundlagen der vorliegenden Erfindung sind auf jeden Kraftübertragungsmechanismus (Differentialabschnitt) übertragbar, der zwischen dem Zustand einer gegebenen Differentialfunktion und einer nicht gegebenen Differentialfunktion geschaltet werden kann.
Im Kraftverteilungsmechanismus 16 der dargestellten Ausführungsformen ist der erste Träger CA1 an der Brennkraftmaschine 8 festgelegt, und das erste Sonnenrad S1 ist am ersten Elektromotor M1 festgelegt, während das erste Hohlrad R1 am Kraftübertragungselement 18 festgelegt ist. Diese Anordnung ist jedoch nicht entscheidend. Die Brennkraftmaschine 8, der erste Elektromotor M1 und das Kraftübertragungselement 18 können an jedem anderen Element festgelegt sein, das aus den Elementen CA1, S1 und R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 besteht.
Obwohl die Brennkraftmaschine 8 in den dargestellten Ausführungsformen direkt an der Antriebswelle 14 festgelegt ist, kann die Brennkraftmaschine 8 auch über irgendein geeignetes Element, wie durch Zahnräder und ein Umschlingungsmittel, mit der Antriebswelle 14 verbunden sein und muß nicht koaxial mit der Antriebswelle 14 angeordnet sein.
In den dargestellten Ausführungsformen sind der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 axial mit der Antriebswelle 14 angeordnet und sind am ersten Sonnenrad S1 bzw. am Kraftübertragungselement 18 festgelegt. Diese Anordnung ist jedoch nicht entscheidend. Die ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 können biepsielsweise auch über Zahnräder oder Umschlingungsmittel wirkmäßig mit dem ersten Sonnenrad S1 bzw. dem Kraftübertragungselement 18 verbunden sein.
Obwohl der Kraftverteilungsmechanismus 16 der dargestellten Ausführungsformen mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 ausgestattet ist, muß der Kraftverteilungsmechanismus 16 nicht mit sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 ausgestattet sein. Obwohl die Schaltkupplung C0 bereitgestellt ist, um das erste Sonnenrad S1 und den ersten Träger CA1 selektiv miteinander zu verbinden, kann die Schaltkupplung C0 auch so bereitgestellt werden, daß sie das erste Sonnenrad S1 und das erste Hohlrad R1 selektiv miteinander verbindet oder den ersten Träger CA1 und das erste Hohlrad R1 selektiv miteinander verbindet. Das heißt, die Schaltkupplung C0 kann so ausgelegt sein, daß sie beliebige zwei der drei Elemente des ersten Planetenradsatzes 24 miteinander verbindet.
Obwohl die Schaltkupplung C0 in den dargestellten Ausführungsformen eingerückt wird, um die Neutralposition N im Kraftübertragungsmechanismus 10, 70, 100, 110, 120 einzurichten, muß die Schaltkupplung C0 nicht eingerückt werden, um die Neutralstellung N einzurichten.
Die Reibkupplungseinrichtungen, die in den dargestellten Ausführungsformen als Schaltkupplung C0, Schaltbremse B0 usw. verwendet werden, können durch eine Kupplungseinrichtung vom Magnetpulver-Typ, vom elektromagnetischen Typ oder vom mechanischen Typ ersetzt werden, wie eine Pulverkupplung (Magnetpulverkupplung), eine elektromagnetische Kupplung oder eine kämmende Klauenkupplung.
In den dargestellten Ausführungsformen ist der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 im Kraftübertragungsweg zwischen den Antriebsrädern 38 und dem Kraftübertragungselement 18 angeordnet, bei dem es sich um das Abtriebselement des Differentialabschnitts 11 oder des Kraftverteilungsmechanismus 16 handelt. Der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 kann jedoch auch durch eine andere Art von Kraftübertragungseinrichtung ersetzt werden, wie ein stufenlos variables Getriebe (CVT), bei dem es sich um eine Art Automatikgetriebe handelt. Wenn das stufenlos variable Getriebe (CVT) bereitgestellt wird, wird der Kraftübertragungsmechanismus insgesamt in den Festübersetzungs-Verstellmodus gebracht, wenn der Kraftverteilungsmechanismus 16 in den Festübersetzungs-Verstellmodus gebracht wird. Der Festübersetzungs-Verstellmodus ist als Modus definiert, in dem Kraft in erster Linie auf einem mechanischen Kraftübertragungsweg übertragen wird, ohne eine Kraftübertragung auf dem elektischen Weg. Das stufenlos variable Getriebe kann so ausgelegt sein, daß es eine Vielzahl von vorgegebenen festen Übersetzungen einrichtet, die denen der Zahnradpositionen des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 unter dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmittel entsprechen, welches Daten speichert, die die vorgegebenen Übersetzungen angeben. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Grundlagen der vorliegenden Erfindung auch auf ein Fahrzeugsystem anwendbar sind, das keinen Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 einschließt.
Obwohl der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 in den dargestellten Auführungsformen über das Kraftübertragungselement 18 mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet ist, kann der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 auch auf einer Gegenwelle, die parallel zur Antriebswelle 14 verläuft, befestigt und coaxial zu dieser angeordnet sein. In diesem Fall werden der Differentialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 über eine geeignete Kraftübertragungseinrichtung oder einen Satz von zwei Kraftübertragungselementen, wie einem Paar Vorgelegerädern oder einer Rad/Ketten-Kombination, wirkmäßig miteinander verbunden.
Der Kraftübertragungsmechanismus 16, der in den dargestellten Ausführungsformen bereitgestellt wird, kann von einer Differentialgetriebevorrichtung ersetzt werden, die ein Ritzel einschließt, das von der Brennkraftmaschine 8 gedreht wird, sowie ein Paar von Kegelrädern, die jeweils wirkmäßig mit den ersten und zweiten Elektromotoren M1, M2 verbunden sind.
Obwohl der Kraftübertragungsmechanismus 16 in den dargestellten Ausführungsformen aus einem Planetenradsatz besteht, kann der Kraftübertragungsmechanismus 16 auch aus zwei oder mehr Planetenradsätzen bestehen und so ausgelegt sein, daß er als Kraftübertragungseinrichtung mit drei oder mehr Zahnradpositionen dient, wenn er in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion (Festübersetzungs-Verstellmodus) gebracht wird.
In den dargestellten Ausführungsformen ermöglicht der Schalthebel 92, der in die manuelle Vorwärtsfahr-Übersetzungsverstellposition M gebracht wird, die Auswahl mindestens einer der Zahnradpositionen „D" bis „L", die bei der automatischen Übersetzungsverstellung des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 gemäß dem Übersetzungsverstellungs-Grenzlinienkennfeld zur Verfügung stehen. Der Schalthebel 92 kann jedoch so ausgelegt sein, daß er gemäß einer manuellen Beätigung des Schalthebels aus der manuellen Vorwärtsfahr-Übersetzungsverstellposition M in die Raufschaltposition „+" oder die Runterschaltpositon „–" manuell eine gewünschte der Ester Gang- bis Vierter Gang-Positionen des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 auswählt. Der Schalthebel 92 kann ferner durch Druckknopfschalter, einen Schiebeschalter oder eine andere Art von Schalter ersetzt werden, die manuell betätigt werden können, um eine gewünschte Zahnradstellung auszuwählen.
Obwohl der Schalter 44 in den dargestellten Ausführungsformen vom Wippschalter-Typ ist, kann der Schalter 44 durch einen einzigen Druckknopfschalter, zwei Druckknopfschalter, die selektiv in die Betätigungspositionen gedrückt werden, einen Schalter vom Hebeltyp, einem Schalter vom Schiebertyp oder eine beliebige andere Art von Schalter oder Schalteinrichtung, der bzw. die dazu dient, den gewünschten unter dem stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus (Zustand einer gegebenen Differentialfunktion) und dem Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus (Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion) auszuwählen. Der Schalter 44 kann ein Neutralposition aufweisen, muß dies aber nicht. Wenn der Schalter 44 keine Neutralposition aufweist, kann ein zusätzlicher Schalter bereitgestellt werden, um den Schalter 44 zu aktivieren oder zu deaktivieren. Die Funktion dieses zusätzlichen Schalters entspricht der Neutralstellung des Schalters 44.
In den dargestellten Ausführungsformen bringt das Schaltsteuermittel den Kraftübertragungsmechanismus 10, 70 gemäß dem in 8 und 21 dargestellten Schaltungs-Grenzlinienkennfeld, welches die stufenlos variable Überstzungsverstellregion und die Stufenwechsel-Übersetzungsverstellregion definiert, selektiv in entweder den sufenlos variablen oder den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus. Das Shaltsteuermittel 50 kann jedoch auch so ausgelegt sein, daß es den Kraftübertragungsmechanismus 10, 70 normalerweise im stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus hält, und ihn in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus bringt, wenn der Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus durch den Schalter 44 manuell gewählt wird. In diesem Fall muß der Fahrzeuglenker den Schalter 44 nicht betätigen, um den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus auszuwählen, und der Schalter 44 muß nicht so ausgelegt sein, daß er den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus wählt.
Die manuell zu betätigende Übersetzungsverstelleinrichtung 90 schließt einen Schalthebel 92 ein, der Schalthebel 92 kann durch Druckknopfschalter, einen Schiebeschalter oder jede andere Art von Schalter oder Schalteinrichtung ersetzt werden, der bzw. die dazu dient, eine Vielzahl von Positionen, wie „D" bis „L" auszuwählen.
Selbstverständlich können auch andere Änderungen und Modifizierungen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, die für einen Fachmann angesichts der obigen Lehren naheliegen.

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem (8, 10, 70), das eine Kraftweiche (16) einschließt, die dazu dient, die Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und ein Kraftübertragungselement (18) zu übertragen, und einen zweiten Elektromotor (M2), der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement und einem Antriebsrad (38) des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie folgendes umfaßt: eine Differentialzustands-Schalteinrichtung (C0, B0), die dazu dient, die Kraftweiche (16) selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen, und eine Schaltungssteuereinrichtung (50) zum Steuern der Differentialzustands-Schalteinrichtung, um die Kraftweiche (16) in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, in dem der erste und/oder der zweite Elektromotor als Antriebsleistungsquelle verwendet wird bzw. werden, um das Fahrzeug anzutreiben.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Übersetzungsverstellmodus-Wähleinrichtung (44) einschließt, die manuell bedient werden kann, um entweder den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion der Kraftweiche auszuwählen, wobei das Schaltungssteuermittel die Differentialzustands-Schalteinrichtung so steuert, daß sie die Kraftweiche im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion bringt, selbst wenn von der Übersetzungsverstellmodus-Wähleinrichtung der Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gewählt wurde.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein Mittel (82) zum Bestimmen eines Brennkraft maschinen-Startbedarfs einschließt, um zu bestimmen, ob ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, und wobei das Schaltungssteuermittel die Differentialzustands-Schalteinrichtung so steuert, daß sie die Kraftweiche auch im Motor-Antriebsmodus des Fahrzeugs in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion schaltet, wenn das Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt hat, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Antriebsmodus-Wählschalter (94) einschließt, der manuell bedient werden kann, um einen Power-Antriebsmodus auszuwählen, in dem das Fahrzeug mit einem höheren Grad an Ansteuerbarkeit betrieben werden kann als im normalen Antriebsmodus, und wobei das Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, wenn vom Antriebsmodus-Wählschalter der Power-Antriebsmodus ausgewählt wurde.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) ein erstes Element aufweist, das an der Brennkraftmaschine befestigt ist, ein zweites Element, das am ersten Elektromotor befestigt ist, und ein drittes Element, das am Kraftübertragungselement befestigt ist, und daß die Differentialzustands-Umschalteinrichtung (C0, B0) ein Drehen der ersten, zweiten und dritten Elemente (CA1, S1, R1) relativ zueinander ermöglicht, um die Kraftweiche dadurch in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, und um das erste, zweite und dritte Element so zu verbinden, daß sie sich als Einheit drehen, oder um das zweite Element festzulegen, um dadurch die Kraftweiche in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialzustands-Umschalteinrichtung eine Kupplung (C0), die dazu dient, ausgewählte zwei der drei Elemente miteinander zu verbinden, um das erste, zweite und dritte Element als Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse (B0) einschließt, die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Element (12) festzulegen, um das zweite Element drehfest zu halten.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug-Antriebssystem ferner ein automatisches Stufenwechselgetriebe (20, 72) einschließt, das im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement (18) und dem Antriebsrad (38) angeordnet ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) einschließt, der drei Elemente aufweist, bei denen es sich um ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad handelt, deren Drehzahlen auf jeweiligen Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die drei Elemente in der Reihenfolge der Aufzählung als zweites Element, erstes Element bzw. drittes Element angegeben sind, und zwar in Richtung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende, wobei das erste Element an der Brennkraftmaschine befestigt ist, das zweite Element am ersten Elektromotor befestigt ist, während das dritte Element am Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0) einschließt, die dazu dient, das zweite Element mit dem ersten Element zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0), die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Bauteil festzulegen, wobei die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, wenn die Schaltkupplung und/oder die Schaltbremse ausgerückt werden, und in einen Festübersetzungs-Verstellmodus, in dem die Kraftweiche eine feste Übersetzung hat, wenn die Schaltkupplung und/der die Schaltbremse eingerückt werden, und wobei das Stufenwechsel-Automatikgetriebe (20) einen zweiten Planetenradsatz (26), einen dritten Planetenradsatz (28) und einen vierten Planetenradsatz (30) einschließt und fünf Drehelemente aufweist, von denen jedes aus mindestens einem von den Sonnenrädern, den Trägern und den Hohlrädern der zweiten, dritten und vierten Planetenradsätze besteht, wobei die Drehzahlen der fünf Dreh elemente jeweils auf geraden Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die fünf Drehelemente in Richtung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende in der Reihenfolge ihrer Aufzählung als viertes Element, als fünftes Element, als sechstes Element, als siebtes Element und als achtes Element angeordnet sind, wobei das vierte Element über die zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird und über die erste Bremse selektiv an dem drehfesten Bauteil festgelegt wird, und das fünfte Element über eine zweite Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, während das sechste Element über eine dritte Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, das siebte Element an einem Abtriebsdrehelement des automatischen Stufenwechselgetriebes befestigt ist, das achte Element über eine erste Kupplung selektiv an dem Kraftübertragungselement verbunden wird, das automatische Stufenwechselgetriebe eine Vielzahl von Betätigungspositionen aufweist, die durch Einrückaktionen der jeweiligen Kombinationen der ersten Kupplung, der zweiten Kupplung, der ersten Bremse, der zweiten Bremse und der dritten Bremse eingerichtet werden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) vom Einzelritzel-Typ einschließt mit einem ersten Sonnenrad, einem ersten Träger und einem ersten Hohlrad, wobei der erste Träger an der Brennkraftmaschine befestigt ist und das erste Sonnenrad an dem ersten Elektromotor befestigt ist, während das erste Hohlrad an dem Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0) einschließt, die dazu dient, den ersten Träger und das erste Sonnenrad miteinander zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0), die dazu dient, das erste Sonnenrad an einem drehfesten Bauteil festzulegen, und wobei das automatische Stufenwechselgetriebe (20) einen zweiten Planetenradsatz (26) vom Einzelritzel-Typ, einen dritten Planetenradsatz (28) vom Einzelritzel-Typ und einen vierten Planetenradsatz (30) vom Einzelritzel-Typ einschließt, wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Träger und ein zweites Hohlrad einschließt, und wobei der dritte Planetenradsatz ein drittes Sonnenrad, einen dritten Träger und ein drittes Hohlrad einschließt, während der vierte Planetenradsatz ein viertes Sonnenrad, einen vierten Träger und ein viertes Hohlrad einschießt, wobei das zweite Sonnenrad und das dritte Sonnenrad über eine zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungsmechanismus verbunden werden und über eine erste Bremse selektiv an dem drehfesten Bauteil festgelegt werden, und wobei der zweite Träger über eine zweite Bremse selektiv an dem drehfesten Bauteil festgelegt wird, während das vierte Hohlrad über eine dritte Bremse selektiv an dem drehfesten Bauteil festgelegt wird, und wobei das zweite Hohlrad, der dritte Träger und der vierte Träger an einem Abtriebsdrehteil des Stufenwechselgetriebes befestigt sind, und das dritte Hohlrad und das vierte Sonnenrad über eine erste Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden sind.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) mit drei Elementen einschließt, bei denen es sich um ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad handelt, deren Drehzahlen jeweils auf geraden Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die drei Elemente in der Reihenfolge ihrer Aufzählung in Richtung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende angegeben sind, wobei das erste Element an der Brennkraftmaschine befestigt ist, das zweite Element am ersten Elektromotor befestigt ist, während das dritte Element an dem Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0) einschließt, die dazu dient, das zweite Element mit dem ersten Element zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0), die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Element festzulegen, wobei die Kraftweiche durch Ausrücken der Schaltkupplung und/oder der Schaltbremse in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, und durch Einrücken der Schaltkupplung und/oder der Schaltbremse in den Festübersetzungs-Verstellmodus, in dem die Kraftweiche eine feste Übersetzung aufweist, und wobei das Stufenwechselgetriebe (72) einen zweiten Planetenradsatz (26) und einen dritten Planetenradsatz (28) einschließt und vier Drehelemente aufweist, bei denen es sich um mindestens eines von Sonnenrädern, Trägern und Hohlrädern der zweiten und dritten Planetenradsätze handelt, wobei die Drehzahlen der vier Drehelemente jeweils auf geraden Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die vier Drehelemente in der Reihenfolge ihrer Aufzählung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende als viertes Element, fünftes Element, sechstes Element bzw. siebtes Element angeordnet sind, wobei das vierte Element über die zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird und über die erste Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, und das fünfte Element über eine zweite Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, während das sechste Element an einem Abtriebsdrehelement des automatischen Stufenwechselgetriebes befestigt ist, das siebte Element über eine erste Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird, wobei das automatische Stufenwechselgetriebe eine Vielzahl von Betätigungsposition aufweist, die durch Einrückaktionen der jeweiligen Kombinationen aus erster Kupplung, zweiter Kupplung, erster Bremse und zweiter Bremse eingerichtet werden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) vom Einzelritzel-Typ einschließt mit einem ersten Sonnenrad, einem ersten Träger und einem ersten Hohlrad, wobei der erste Träger an der Brennkraftmaschine befestigt ist, und das erste Sonnenrad am ersten Elektromotor befestigt ist, während das erste Hohlrad am Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0) einschließt, die dazu dient, den ersten Träger und das erste Sonnenrad miteinander zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0), die dazu dient, das erste Sonnenrad an einem drehfesten Element zu befestigen, und wobei das automatische Stufenwechselgetriebe (72) einen zweiten Planetenradsatz (26) vom Einzelritzel-Typ und einen dritten Planetenradsatz (28) vom Einzelritzel-Typ einschließt, wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Träger und ein zweites Hohlrad einschließt, und der dritte Planetenradsatz ein drittes Sonnenrad, einen dritten Träger und ein drittes Hohlrad einschließt, wobei das zweite Sonnenrad und das dritte Sonnenrad über eine zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden werden, und der dritte Träger über eine zweite Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, während der zweite Träger und das dritte Hohlrad am Abtriebsdrehelement des Stufenwechselgetriebes befestigt sind, wobei das zweite Hohlrad über eine erste Kupplung selektiv an dem Kraftübertragungselement befestigt wird.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem (8, 10, 70), das eine Kraftweiche (16) einschließt, die dazu dient, die Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und ein Kraftübertragungselement (18) zu übertragen, und einen zweiten Elektromotor (M2), der im Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungselement und einem Antriebsrad (38) des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeug-Antriebssystem ferner einen automatischen Getriebeabschnitt (20, 72) einschließt, der einen Teil des Kraftübertragungswegs darstellt und der als Automatikgetriebe dient, wobei die Steuervorrichtung ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß sie folgendes umfaßt: eine Differentialzustands-Schaltvorrichtung (C0, B0), die dazu dient, die Schaltweiche (16) selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen; und ein Mittel (82) zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs zum Bestimmen, ob ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist; und ein Schaltungssteuermittel (50) zum Steuern der Differentialzustands-Schaltvorrichtung, um die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, wenn das Fahrzeug sich im Motor-Antriebsmodus befindet, in dem mindestens einer von den ersten und zweiten Elektromotoren als Antriebsleistungsquelle zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug-Antriebssystem (8, 10, 70), das einen Differentialabschnitt mit einer Kraftweiche (16) einschließt, die dazu dient, die Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und ein Kraftübertragungselement (18) zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor (M2), der im Kraftübertragungsweg zwischen einem Kraftübertragungselement und einem Antriebsrad des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Fahrzeug-Antriebssystem ferner einen Automatikgetriebeabschnitt (20, 72) einschließt, der einen Teil des Kraftübertragungswegs bildet und der als Automatikgetriebe dient, wobei die Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie umfaßt: eine Differentialzustands-Schalteinrichtung (C0, B0), die dazu dient, den Differentialmechanismus (16) selektiv entweder in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion oder den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen; und ein Schaltungssteuermittel (50) zum Steuern des Differentialzustands-Schaltmittels, um die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft, in dem mindestens einer der ersten und zweiten Elektromotoren als Antriebsleistungsquelle verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben.
Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Hybridsteuermittel (52) einschließt, das dazu dient, die Drehzahl des ersten Elektromotors so zu steuern, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine ganz oder fast ausgeglichen wird, wenn das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Vielzahl von Zylindern aufweist, von denen mindestens einer als druckänderungsbegrenzter Zylinder ausgewählt werden kann, wobei deren Zahl variabel ist, wobei die Brennkraftmaschine im Zylinderdruckänderungs-Begrenzungsmodus betrieben werden kann, in dem die Änderung des Drucks in jedem druckänderungsbegrenzten Zylinder oder dem mindestens einen druckänderungsbegrenzten Zylinder begrenzt ist, und wobei das Hybridsteuermittel (52) den Betrieb des ersten Elektromotors so steuert, daß der Wirkungsgrad des ersten Elektromotors verbessert ist, wenn die Brennkraftmaschine in dem Druckänderungs-Begrenzungsmodus betrieben wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 – 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Mittel (82) zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs einschließt, um zu bestimmen, ob ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, wobei das Hybridsteuermittel (52) den Betrieb des ersten Elektromotors so steuert, daß der Wirkungsgrad des ersten Elektromotors verbessert wird, und die Drehzahl der Brennkraftmaschine zum Starten der Brennkraftmaschine erhöht wird, wenn das Mittel zum Bestimmen eines Brennkraftmaschinen-Startbedarfs bestimmt hat, daß ein Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, während das Fahrzeug im Motor-Antriebsmodus läuft.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 – 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialabschnitt (11) in den stufenlos variablen Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, in dem der Differentialabschnitt als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung dient, wenn die Kraftweiche (16) unter der Steuerung des Schaltungssteuermittels (50) von der Differentialzustands-Schalteinrichtung (C0, B0) in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, und in den Stufenwechsel-Übersetzungsverstellmodus gebracht wird, in dem der Differentialabschnitt nicht als elektrisch gesteuerte Differentialeinrichtung dient, wenn die Kraftweiche von der Differentialzustands-Schalteinrichtung unter des Steuerung des Schaltungssteuermittels in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion gebracht wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 – 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) ein erstes Element aufweist, das an der Brennkraftmaschine befestigt ist, ein zweites Element, das am ersten Elektromotor befestigt ist, und ein drittes Element, das am Kraftübertragungselement befestigt ist, und daß die Differentialzustands-Umschalteinrichtung (C0, B0) mindestens eine Kupplungseinrichtung einschließt, die dazu dient, eine Drehung der ersten, zweiten und dritten Elemente (CA1, S1, R1) relativ zueinander zu ermöglichen, um dadurch die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, und um das erste, das zweite und das dritte Element miteinander zu verbinden, damit sie sich als Einheit drehen, oder um das zweite Element (S1) drehfest zu halten, um dadurch die Kraftweiche in den Zustand einer nicht gegebenen Differentialfunktion zu bringen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Kupplungseinrichtung eine Kupplung (C0), die dazu dient, zwei ausgewählte der drei Elemente miteinander zu verbinden, um das erste, das zweite und das dritte Element als Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse (B0) einschließt, die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Element (12) festzulegen, um das zweite Element drehfest zu halten.
Steuervorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Kupplungseinrichtung sowohl die Kupplung als auch die Bremse einschließt, die eingerückt werden, um die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion zu bringen, in dem das erste, das zweite und das dritte Element sich relativ zueinander drehen können, wobei die Kraftweiche als Kraftübertragungseinrichtung dient, die eine Übersetzung von 1 aufweist, während die Kupplung eingerückt ist, und als drehzahlerhöhende Kraftübertragungseinrichtung mit einer Drehzahl von unter 1, wenn die Bremse eingerückt ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 18 – 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche einen Planetenradsatz (24) einschließt, und daß es sich bei den ersten, zweiten und dritten Elementen jeweils um den Träger (CA1), ein Sonnenrad (S2) und ein Hohlrad (R1) des Planetenradsatzes handelt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradsatz vom Einzelritzel-Typ ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 – 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamt-Übersetzung des Fahrzeug-Antriebssystems von der Übersetzung des Automatikgetriebeabschnitts (20, 72) und der Übersetzung des Differentialabschnitts (11) bestimmt wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 – 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Automatikgetriebeabschnitt (20, 72) ein Stufenwechselgetriebe ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) einschließt, der drei Elemente aufweist, bei denen es sich um ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad handelt, deren Drehzahlen auf jeweiligen Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die drei Elemente in der Reihenfolge der Aufzählung als zweites Element, erstes Element bzw. drittes Element angegeben sind, und zwar in Richtung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende, wobei das erste Element an der Brennkraftmaschine befestigt ist, das zweite Element am ersten Elektromotor befestigt ist, während das dritte Element am Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0) einschließt, die dazu dient, das zweite Element mit dem ersten Element zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0), die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Bauteil festzulegen, wobei die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, wenn die Schaltkupplung und/oder die Schaltbremse ausgerückt werden, und in einen Festübersetzungs-Verstellmodus, in dem die Kraftweiche eine feste Übersetzung hat, wenn die Schaltkupplung und/der die Schaltbremse eingerückt werden, und wobei das Stufenwechsel-Automatikgetriebe (20) einen zweiten Planetenradsatz (26), einen dritten Planetenradsatz (28) und einen vierten Planetenradsatz (30) einschließt und fünf Drehelemente aufweist, von denen jedes aus mindestens einem von den Sonnenrädern, den Trägern und den Hohlrädern der zweiten, dritten und vierten Planetenradsätze besteht, wobei die Drehzahlen der fünf Drehelemente jeweils auf geraden Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die fünf Drehelemente in Richtung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende in der Reihenfolge ihrer Aufzählung als viertes Element, als fünftes Element, als sechstes Element, als siebtes Element bzw. als achtes Element angeordnet sind, wobei das vierte Element über die zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird und über die erste Bremse selektiv an dem drehfesten Bauteil festgelegt wird, und das fünfte Element über eine zweite Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, während das sechste Element über eine dritte Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, das siebte Element an einem Abtriebsdrehteil des automatischen Stufenwechselgetriebes befestigt ist, das achte Element über eine erste Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird, wobei das automatische Stufenwechselgetriebe eine Vielzahl von Betätigungspositionen aufweist, die durch Einrückaktionen der jeweiligen Kombinationen der ersten Kupplung, der zweiten Kupplung, der ersten Bremse, der zweiten Bremse und der dritten Bremse eingerichtet werden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) vom Einzelritzel-Typ einschließt, der ein erstes Sonnenrad, einen ersten Träger und ein erstes Hohlrad einschließt, wobei der erste Träger an der Brennkraftmaschine befestigt ist und das erste Sonnenrad am ersten Elektromotor befestigt ist, während das erste Hohlrad am Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0), die dazu dient, den ersten Träger und das erste Sonnenrad miteinander zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0) einschließt, die dazu dient, das erste Sonnenrad an einem drehfesten Element zu befestigen, und wobei das automatische Stufenwechselgetriebe (20) einen zweiten Planetenradsatz (26) vom Einzelritzel-Typ, einen dritten Planetenradsatz (28) vom Einzelritzel-Typ und einen vierten Planetenradsatz vom Einzelritzel-Typ einschließt, wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Träger und ein zweites Hohlrad einschließt, und der dritte Planetenradsatz ein drittes Sonnenrad, einen dritten Träger und ein drittes Hohlrad einschließt, während der vierte Planetenradsatz ein viertes Sonnenrad, einen vierten Träger und ein viertes Hohlrad einschließt, wobei das zweite Sonnenrad und das dritte Sonnenrad über eine zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden werden und über die erste Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt werden, und der zweite Träger über die zweite Bremse selektiv am drehfesten Element festgelegt wird, während das Vierte Hohlrad über eine dritte Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, und wobei das zweite Hohlrad, der dritte Träger und der vierte Träger an einem Abtriebsdrehelement des automatischen Stufenwechselgetriebes befestigt sind und das dritte Hohlrad und das vierte Sonnenrad über eine erste Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden werden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) einschließt, der drei Elemente aufweist, bei denen es sich um ein Sonnenrad, einen Träger und ein Hohlrad handelt, deren Drehzahlen auf jeweiligen Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die drei Elemente in der Reihenfolge der Aufzählung als zweites Element, erstes Element bzw. drittes Element angegeben sind, und zwar in Richtung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende, wobei das erste Element an der Brennkraftmaschine befestigt ist, das zweite Element am ersten Elektromotor befestigt ist, während das dritte Element am Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0) einschließt, die dazu dient, das zweite Element mit dem ersten Element zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0), die dazu dient, das zweite Element an einem drehfesten Bauteil festzulegen, wobei die Kraftweiche in den Zustand einer gegebenen Differentialfunktion gebracht wird, wenn die Schaltkupplung und/oder die Schaltbremse ausgerückt werden, und in einen Fest übersetzungs-Verstellmodus, in dem die Kraftweiche eine feste Übersetzung hat, wenn die Schaltkupplung und/oder die Schaltbremse eingerückt werden, und wobei das Stufenwechsel-Automatikgetriebe (72) einen zweiten Planetenradsatz (26) und einen dritten Planetenradsatz (28) einschließt und vier Drehelemente aufweist, von denen jedes aus mindestens einem von den Sonnenrädern, den Trägern und den Hohlrädern der zweiten und dritten Planetenradsätze besteht, wobei die Drehzahlen der vier Drehelemente jeweils auf geraden Linien in einem kollinearen Schema angegeben sind, in dem die vier Drehelemente in Richtung von einem Ende des kollinearen Schemas zum gegenüberliegenden Ende in der Reihenfolge ihrer Aufzählung als viertes Element, als fünftes Element, als sechstes Element bzw. als siebtes Element angeordnet sind, wobei das vierte Element über die zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird und über die erste Bremse selektiv an dem drehfesten Bauteil festgelegt wird, und das fünfte Element über eine zweite Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt wird, während das sechste Element an einem Abtriebsdrehteil des automatischen Stufenwechselgetriebes befestigt ist, das siebte Element über eine erste Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird, wobei das automatische Stufenwechselgetriebe eine Vielzahl von Betätigungspositionen aufweist, die durch Einrückaktionen der jeweiligen Kombinationen der ersten Kupplung, der zweiten Kupplung, der ersten Bremse, der zweiten Bremse und der dritten Bremse eingerichtet werden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftweiche (16) einen ersten Planetenradsatz (24) vom Einzelritzel-Typ einschließt, der ein erstes Sonnenrad, einen ersten Träger und ein erstes Hohlrad einschließt, wobei der erste Träger an der Brennkraftmaschine befestigt ist und das erste Sonnenrad am ersten Elektromotor befestigt ist, während das erste Hohlrad am Kraftübertragungselement befestigt ist, wobei die Kraftweiche ferner eine Schaltkupplung (C0), die dazu dient, den ersten Träger und das erste Sonnenrad miteinander zu verbinden, und/oder eine Schaltbremse (B0) einschließt, die dazu dient, das erste Sonnenrad an einem drehfesten Element zu befestigen, und wobei das automatische Stufenwechselgetriebe (72) einen zweiten Planetenradsatz (26) vom Einzelritzel-Typ und einen dritten Planetenradsatz (28) vom Einzelritzel-Typ einschließt, wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Träger und ein zweites Hohlrad einschließt, und der dritte Planetenradsatz ein drittes Sonnenrad, einen dritten Träger und ein drittes Hohlrad einschließt, wobei das zweite Sonnenrad und das dritte Sonnenrad über eine zweite Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden werden und über die erste Bremse selektiv an dem drehfesten Element festgelegt werden, und der dritte Träger über die zweite Bremse selektiv am drehfesten Element festgelegt wird, während der zweite Träger und das dritte Hohlrad an einem Abtriebsdrehelement des automatischen Stufenwechselgetriebes befestigt sind und das zweite Hohlrad über eine erste Kupplung selektiv mit dem Kraftübertragungselement verbunden wird.