DE102007055918A1

DE102007055918A1 - Steuervorrichtung und Steuerverfahren für ein Fahrzeugantriebssystem

Info

Publication number: DE102007055918A1
Application number: DE102007055918A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Toyota Shibata; Tooru Toyota Matsubara; Atsushi Toyota Tabata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2008-07-17
Also published as: JP2008155802A; US20080149407A1; CN101209709A

Abstract

Bei einer Steuervorrichtung eines Fahrzeugantriebssystems macht eine Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Schaltabschnitt (20), so dass weniger Leistung in eine Energiespeichervorrichtung (56) geladen oder von einer Energiespeichervorrichtung (56) entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) nicht beschränkt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für ein Fahrzeugantriebssystem, das mit i) einem elektrischen Differentialabschnitt, der einen Differentialmechanismus hat, der zu einer Differentialfunktion fähig ist, und ii) einem Schaltabschnitt versehen ist, der in einem Leistungsübertragungspfad von dem elektrischen Differentialabschnitt zu Antriebsrädern vorgesehen ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren eines Fahrzeugantriebssystems, bei dem ein Laden oder Entladen einer Energiespeichervorrichtung beschränkt wird.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Eine gut bekannte Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem weist einen elektrischen Differentialabschnitt und einen Schaltabschnitt auf. Der elektrische Differentialabschnitt weist einen Differentialmechanismus auf, der drei Elemente hat, insbesondere ein erstes Element, das mit einer Kraftmaschine verbunden ist, ein zweites Element, das mit einem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element, das mit einem Übertragungselement verbunden ist. Der Differentialmechanismus verteilt eine Abgabe von der Kraftmaschine auf den ersten Elektromotor und das Übertragungselement. Der Schaltabschnitt ist in dem Leistungsübertragungspfad von dem Übertragungselement zu Antriebsrädern vorgesehen.
Die Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2003-127681 ( JP-A-2003-127681 ) beschreibt beispielsweise eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das mit einem elektrischen Differentialabschnitt und einem Schaltabschnitt versehen ist, der aus einem gestuften Automatikgetriebe ausgebildet ist. Der elektrische Differentialabschnitt dieser Steuervorrichtung weist ebenso einen zweiten Elektromotor auf, der wirksam mit dem Übertragungselement verbunden ist, und der Differentialmechanismus besteht aus einem Planetengetriebesatz. Bei dieser Art der Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem kann die Kraftmaschinendrehzahl auf eine vorbestimmte Drehzahl durch Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors gesteuert werden, auch wenn die Eingangsdrehzahl des Schaltabschnitts (insbesondere die Drehzahl des Übertragungselements) sich aufgrund eines Schaltvorgangs ändert, der bei dem Schaltabschnitt vorgenommen wird. Beispielsweise ist es vom Standpunkt des Betriebs der Kraftmaschine in einem effizienten Betriebsbereich möglich, den Antriebszustand der Kraftmaschine (wie z. B. die Kraftmaschinendrehzahl und das Kraftmaschinendrehmoment) so zu steuern, dass die Kraftmaschine auf einer gut bekannten Kurve mit optimalem Kraftstoffwirkungsgrad vor und nach dem Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt arbeitet.
Die Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das in JP-A-2003-127681 beschrieben ist, steuert die Drehzahl des ersten Elektromotors unter Verwendung des ersten Elektromotors M1 als Generator und durch Erzeugen einer Reaktionskraft gemäß der Abgabe der Kraftmaschine, die auf den ersten Elektromotor verteilt wird. Die elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, wird einer Energiespeichervorrichtung und einem zweiten Elektromotor beispielsweise über einen Wandler zugeführt.
Jedoch ändert sich die Menge der Energie, die geladen werden kann oder von der Energiespeichervorrichtung entladen werden kann, in Abhängigkeit von der Temperatur und von dem Ladezustand (SOC) der Energiespeichervorrichtung selbst. Daher kann das Laden zu der Energiespeichervorrichtung oder das Entladen von der Energiespeichervorrichtung (in dieser Beschreibung kann dies ebenso als „Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung" bezeichnet werden) beschränkt werden, insbesondere auf der Grundlage der Leistung bzw. Energie beschränkt werden, die von der Energiespeichervorrichtung geladen oder entladen werden kann, so dass die Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung sich nicht verringert. Alternativ oder zusätzlich ändert sich die Abgabe (die Leistung), die durch den zweiten Elektromotor erzeugt werden kann, in Abhängigkeit von der Temperatur des zweiten Elektromotors selbst. Als Folge kann die Abgabe des zweiten Elektromotors auf innerhalb des zulässigen Abgabebereichs beschränkt werden.
Wenn es daher Beschränkungen gibt, die auf das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung und die Abgabe des zweiten Elektromotors auferlegt werden, kann die Energie bzw. Leistung nicht im Gleichgewicht stehen. Als Folge kann die Drehzahl des ersten Elektromotors nicht geeignet gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt vorgenommen wird, was einen Schaltstoß verstärken kann.
Ebenso kann bei der Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das in JP-A-2003-127681 beschrieben ist, das Fahrzeug unter Verwendung von nur dem zweiten Elektromotor als Antriebsleistungsquelle fahren (insbesondere ist ein so genanntes Motorfahren möglich). Während des Motorfahrens kann zum Unterdrücken eines Schleppwiderstands (eines statischen Reibungswiderstands) von der angehaltenen Kraftmaschine der erste Elektromotor im Leerlauf drehengelassen werden und wird die Kraftmaschinendrehzahl durch den Schleppwiderstand und beispielsweise die Differentialfunktion des elektrischen Differentialabschnitts auf Null oder im Wesentlichen Null gehalten.
Wenn jedoch ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird, ändert sich die Eingangsdrehzahl des Schaltabschnitts. Wenn die Trägheitswirkung von dieser Änderung größer als der Schleppwiderstand der Kraftmaschine selbst ist, kann die Kraftmaschinendrehzahl sich ändern, anstelle auf Null oder im Wesentlichen Null gehalten zu werden, da der erste Elektromotor sich im Leerlauf dreht. Wenn, wie insbesondere in 18 gezeigt ist, ein Hochschalten in dem Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird, kann die Kraftmaschinendrehzahl in den negativen Drehzahlbereich eintreten.
18 ist eine gut bekannte Liniengraphik, die die Drehzahlen der Drehelemente zeigt, die den elektrischen Differentialabschnitt bilden, wie auch ein Beispiel einer Änderung der Drehzahlen der Drehelemente auf dieser Liniengraphik, wenn ein 1. → 2.-Hochschalten in dem Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird. In 18 stellt [ENG] die Drehzahl des ersten Drehelements (insbesondere des ersten Elements) dar, das mit der Kraftmaschine verbunden ist, stellt [M1] die Drehzahl des zweiten Elements (insbesondere des zweiten Elements) dar, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, und stellt [M2] die Drehzahl des dritten Drehelements dar (insbesondere des dritten Elements) dar, das mit dem Übertragungselement und dem zweiten Elektromotor verbunden ist. Ebenso stellt die Gerade des elektrischen Differentialabschnitts die Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente dar. Die durchgezogene Linie a stellt die Beziehung vor dem Hochschalten dar und die durchgezogene Linie b stellt die Beziehung nach dem Hochschalten dar.
Wenn dann, wie ihn 18 dargestellt ist, die Drehzahl [M2] des dritten Elements sich infolge des 1. → 2.-Hochschaltens in dem Schaltabschnitt verringert, kann die Kraftmaschinendrehzahl durch die Differentialfunktion des elektrischen Differentialabschnitts und den Schleppwiderstand von der Kraftmaschine selbst auf Null oder im Wesentlichen Null gehalten werden, da der erste Elektromotor sich im Leerlauf dreht. Wenn jedoch die Trägheitswirkung während dieses Schaltvorgangs größer als der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine selbst ist, kann die Kraftmaschinendrehzahl in den negativen Drehzahlbereich eintreten.
Mit diesem Phänomen kann sich die Haltbarkeit der Kraftmaschine verringern und kann die Fahrbarkeit sich aufgrund der Wirkung der Trägheitswirkung auf das Ausgangsdrehelement des elektrischen Differentialabschnitts verschlechtern (insbesondere des Eingangsdrehelements des Schaltabschnitts). Jedoch wurden diese Fragestellungen in der Vergangenheit nicht untersucht und waren somit unbekannt. Zum Verhindern solcher Probleme ist es möglich, die Kraftmaschinendrehzahl auf einer vorbestimmten Drehzahl, die gleich wie oder größer als Null ist, zu halten, so dass die Kraftmaschinendrehzahl nicht in den Bereich negativer Drehzahl eintritt, indem beispielsweise der erste Elektromotor zeitweilig angetrieben wird und dessen Drehzahl während eines Hochschalten in dem Schaltabschnitt während des Motorfahrens gesteuert wird. Zu diesem Zeitpunkt kann es, wie vorstehend beschrieben ist, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist, unmöglich sein, die Drehzahl des ersten Elektromotors geeignet zu steuern, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt somit eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für ein Fahrzeugantriebssystem zur Verfügung, die geeignet die Drehzahl des ersten Elektromotors während eines Schaltvorgangs in einem Schaltabschnitt steuern kann, wenn eine Beschränkung auf das Laden oder Entladen einer Energiespeichervorrichtung auferlegt wird, die die elektrische Energie zuführt, wenn sie den ersten Elektromotor antreibt, oder die geladen wird, wenn Leistung mit einem ersten Elektromotor erzeugt wird.
Ein erster Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugantriebssystems, das einen elektrischen Differentialabschnitt aufweist, der einen Differentialmechanismus hat, der ein erstes Element hat, das mit einer Kraftmaschine verbunden ist, ein zweites Element hat, das mit einem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element hat, das mit einem Übertragungselement verbunden ist, wobei der Differentialmechanismus eine Abgabe von der Kraftmaschine auf den ersten Elektromotor und das Übertragungselement verteilt; einen Schaltabschnitt, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement und einem Antriebsrad vorgesehen ist; und eine Energiespeichervorrichtung, die Energie zuführt, die zum Antreiben des ersten Elektromotors verwendet wird, oder die Energie lädt, die durch den ersten Elektromotor erzeugt wird. Diese Steuervorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten, um eine Bestimmung vorzunehmen, um einen Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt so vorzunehmen, dass geringere Energie in die Energiespeichervorrichtung geladen wird oder von der Energiespeichervorrichtung entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt wird, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt durch Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors durchgeführt wird.
Wenn gemäß diesem Aufbau eine Beschränkung auf das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung auferlegt wird, die Energie zuführt, wenn sie den ersten Elektromotor antreibt, und die lädt, wenn Energie mit dem ersten Elektromotor erzeugt wird, macht die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten eine Bestimmung, einen Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt vorzunehmen, so dass weniger Energie zu der Energiespeichervorrichtung geladen oder von dieser entladen wird, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist. Demgemäß kann die Drehzahl des ersten Elektromotors geeignet gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt vorgenommen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist. Als Folge kann die Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung verbessert werden. Zusätzlich kann ein Schaltstoß, der sich daraus ergibt, dass die Drehzahl des ersten Elektromotors aufgrund einer Beschränkung nicht geeignet gesteuert werden kann, die auf das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung auferlegt wird, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt durchgeführt wird, unterdrückt werden.
Die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten kann den Schaltabschnitt bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit schalten lassen, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist. Demgemäß wird der Betrag einer Änderung des Eingangsdrehelements des Schaltabschnitt (insbesondere der Betrag einer Änderung der Drehzahl des Übertragungselements) während eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt verringert, so dass Energie, die zum Antreiben des ersten Elektromotors notwendig ist, oder Energie, die durch den ersten Elektromotor erzeugt wird, verringert werden kann, wenn die Kraftmaschinendrehzahl auf eine vorbestimmte Drehzahl gesteuert wird. Als Folge kann die Drehzahl des ersten Elektromotors geeignet gesteuert werden, auch wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist.
Die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten kann den Schaltabschnitt bei einer progressiv niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit schalten lassen, je mehr das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist. Demgemäß kann die Drehzahl des ersten Elektromotors noch geeigneter gemäß der Beschränkung gesteuert werden, die auf das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung auferlegt ist.
Der Schaltabschnitt kann ein Automatikgetriebe sein, bei dem ein Schaltvorgang gemäß einem voreingestellten ersten Schaltkennfeld ausgeführt wird, und die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten kann einen Schaltvorgang gemäß einem zweiten Schaltkennfeld ausführen, das eingerichtet ist, um bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit als der Fahrzeuggeschwindigkeit zu schalten, die durch das erste Schaltkennfeld eingerichtet ist. Demgemäß wird der Betrag einer Änderung des Eingangsdrehelements des Schaltabschnitts (insbesondere der Betrag einer Änderung der Drehzahl des Übertragungselements) während eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt verringert, so dass die Energie, die zum Antreiben des ersten Elektromotors notwendig ist, oder die Energie, die durch den ersten Elektromotor erzeugt wird, verringert werden kann, wenn die Kraftmaschinendrehzahl auf eine vorbestimmte Drehzahl gesteuert wird. Als Folge kann die Drehzahl des ersten Elektromotors geeignet gesteuert werden, auch wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist.
Die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten kann einen Schaltpunkt weiter zu der Seite mit niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit verändern, je mehr das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist. Demgemäß kann die Drehzahl des ersten Elektromotors noch geeigneter gemäß der Beschränkung gesteuert werden, die auf das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung auferlegt ist.
Wenn nur das Laden der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist, kann die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten eine Bestimmung vornehmen, um einen Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt durchzuführen, so dass die Energie, die zu der Energiespeichervorrichtung geladen wird, geringer wird, oder kann die Bestimmung machen, wenn die Energiespeichervorrichtung entlädt. Demgemäß kann die Drehzahl des ersten Elektromotors geeigneter gesteuert werden, um die Beschränkung bezüglich des Ladens oder Entladens der Energiespeichervorrichtung zu berücksichtigen. Beispielweise vermehren sich die Gelegenheiten zur Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt, der normalerweise durchgeführt wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist, im Vergleich mit dem Fall, wenn eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt einheitlich vorgenommen wird, so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung geladen oder von dieser entladen wird, wenn nur das Laden der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist.
Wenn nur das Entladen von der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist, kann die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt vornehmen, so dass die Energie, die von der Energiespeichervorrichtung entladen wird, geringer wird, oder kann die Bestimmung vornehmen, wenn die Energiespeichervorrichtung lädt. Demgemäß kann die Drehzahl des ersten Elektromotors noch geeigneter gesteuert werden, um die Beschränkung bezüglich des Ladens oder Entladens der Energiespeichervorrichtung zu berücksichtigen. Beispielsweise vermehren sich die Gelegenheiten für eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt, der normalerweise durchgeführt wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist, im Vergleich mit dem Fall, dass eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt einheitlich vorgenommen wird, so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung geladen oder von dieser entladen wird, wenn nur das Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist.
Im ersten Gesichtspunkt kann ein zweiter Elektromotor ebenso vorgesehen werden, der mit dem Übertragungselement verbunden ist. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt vornehmen, so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung geladen oder von dieser entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist, nämlich während des Motorfahrens, bei dem nur der zweite Motor als Antriebsleistungsquelle verwendet wird. Demgemäß kann die Drehzahl des ersten Elektromotors geeignet gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt während des Motorfahrens durchgeführt wird. Insbesondere kann die Haltbarkeit der Kraftmaschine verbessert werden, indem unterbunden wird, dass die Kraftmaschinendrehzahl in die Region negativer Drehzahl während eines Hochschaltens des Schaltabschnitts eintritt.
Die Steuereinrichtung für durch Laden/Entladen beschränktes Schalten kann die Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt vornehmen, so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung geladen oder von dieser entladen wird, wobei die Energie berücksichtigt wird, die zum Antreiben des zweiten Elektromotors verwendet wird. Demgemäß kann die Drehzahl des ersten Elektromotors noch geeigneter gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird. Auch wenn beispielsweise weder das Laden noch das Entladen unter Berücksichtigung der Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung wünschenswert ist, kann ein Schaltvorgang vorgenommen werden, um das Gleichgewicht der Energie gleich wie oder in die Nähe von Null zu bringen, und kann die Drehzahl des ersten Elektromotors noch geeigneter gemacht werden.
Das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung kann auf der Grundlage einer Temperatur der Energiespeichervorrichtung beschränkt werden. Demgemäß kann das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung geeignet beschränkt werden, so dass eine Verringerung der Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung unterdrückt werden kann.
Das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung kann ebenso auf der Grundlage eines Ladezustands der Energiespeichervorrichtung beschränkt werden. Demgemäß kann das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung geeignet beschränkt werden, so dass eine Verringerung der Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung unterdrückt werden kann.
Der elektrische Differentialabschnitt kann als stufenlos variables Getriebe arbeiten, indem der Betriebszustand des ersten Elektromotors gesteuert wird. Demgemäß bilden der elektrische Differentialabschnitt und der Schaltabschnitt gemeinsam ein stufenlos variables Getriebe, so dass ein Antriebsdrehmoment sanft verändert werden kann. Zusätzlich kann zum Betreiben als elektrisches stufenlos variables Getriebe durch stufenloses Ändern der Drehzahl der elektrische Differentialabschnitt ebenso als gestuftes Getriebe durch Ändern des Drehzahlverhältnisses auf eine gestufte Weise arbeiten.
Der Differentialmechanismus kann ein Planetengetriebesatz sein, der ein erstes Element, das mit der Kraftmaschine verbunden ist, ein zweites Element, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element hat, das mit dem Übertragungselement verbunden ist. Das erste Element kann ein Träger des Planetengetriebesatzes sein, das zweite Element kann ein Sonnenrad des Planetengetriebesatzes sein, und das dritte Element kann ein Zahnkranz des Planetengetriebesatzes sein. Demgemäß können die Abmessungen in axialer Richtung des Differentialmechanismus verringert werden. Ebenso kann der Differentialmechanismus unter Verwendung von einem Planetengetriebesatz einfach aufgebaut werden.
Der Planetengetriebesatz kann ein Einzelritzel-Planetengetriebesatz sein. Demgemäß können die Abmessungen in axialer Richtung des Differentialmechanismus verringert werden. Ebenso kann der Differentialmechanismus unter Verwendung von einem Einzelritzel-Planetengetriebesatz einfach aufgebaut werden.
Ein Gesamtdrehzahlverhältnis des Fahrzeugantriebssystems kann auf der Grundlage eines Drehzahlverhältnisses des Schaltabschnitts und eines Drehzahlverhältnisses (insbesondere eines Übersetzungsverhältnisses) des elektrischen Differentialabschnitts erhalten werden. Demgemäß kann eine Antriebskraft über einen breiten Bereich unter Verwendung der Drehzahlverhältnisse des Schaltabschnitts erhalten werden.
Der Schaltabschnitt kann ein gestuftes Automatikgetriebe sein. Demgemäß können beispielsweise der elektrische Differentialabschnitt und der Schaltabschnitt gemeinsam ein stufenlos variables Getriebe bilden, so dass ein Antriebsdrehmoment sanft verändert werden kann. Wenn zusätzlich das Drehzahlverhältnis des elektrischen Differentialabschnitts konstant gesteuert wird, kann das gestufte Getriebe in denselben Zustand durch den elektrischen Differentialabschnitt und das gestufte Automatikgetriebe versetzt werden. Als Folge kann ein Antriebsdrehmoment ebenso rasch durch Ändern des Gesamtdrehzahlverhältnisses des Fahrzeugantriebssystems auf eine gestufte Weise erhalten werden.
Ein zweiter Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für ein Fahrzeugantriebssystem, das i) einen elektrischen Differentialabschnitt, der einen Differentialmechanismus hat, der ein erstes Element hat, das mit einer Kraftmaschine verbunden ist, ein zweites Element hat, das mit einem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element hat, das mit einem Übertragungselement verbunden ist, wobei der Differentialmechanismus eine Abgabe der Kraftmaschine auf den ersten Elektromotor und das Übertragungselement verteilt, ii) einen Schaltabschnitt, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement und einem Antriebsrad vorgesehen ist, und iii) eine Energiespeichervorrichtung aufweist, die Energie zuführt, die zum Antreiben des ersten Elektromotors verwendet wird, oder Energie lädt, die durch den ersten Elektromotor erzeugt wird. Dieses Steuerverfahren weist das Vornehmen einer Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt auf, so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung geladen wird oder von der Energiespeichervorrichtung entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt durch Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors vorgenommen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend genannten und weiteren Aufgaben, Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen ähnliche Bezugszeichen verwendet werden, um ähnliche Elemente darzustellen, wobei:
1 eine Gitteransicht des Aufbaus eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
2 ein Kupplungs- und Bremseinrückdiagramm ist, das verschiedenartige Einrück- und Ausrückkombinationen von hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtungen zeigt, die für Schaltvorgänge in dem Antriebssystem verwendet werden, das in 1 gezeigt ist;
3 eine Liniengraphik ist, die die relativen Drehzahlen bei einem jeweiligen Gang des Antriebssystems darstellt, das in 1 gezeigt ist;
4 eine Ansicht ist, die Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Steuervorrichtung zeigt, die in dem in 1 gezeigten Antriebssystem vorgesehen ist;
5 ein Schaltkreisdiagramm ist, das sich auf ein Linearsolenoidventil bezieht, das den Betrieb verschiedenartiger Hydraulikstellglieder von Kupplungen und Bremsen in einem Hydrauliksteuerschaltkreis steuert;
6 ein Beispiel einer Schaltbetätigungsausführvorrichtung ist, die mit einem Schalthebel versehen ist, der betätigt wird, um jeweils eine aus einer Vielzahl von verschiedenartigen Schaltpositionen auszuwählen;
7 ein Funktionsblock-Liniendiagramm ist, das die Hauptabschnitte der Steuerfunktionen gemäß der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung zeigt;
8 eine Ansicht ist, die ein Beispiel eines Schaltkennfelds zeigt, das bei der Schaltsteuerung des Antriebssystems verwendet wird, und ein Beispiel eines Antriebsleistungsquellenkennfelds zeigt, das bei einer Antriebsleistungsquellen-Umschaltsteuerung verwendet wird, die zwischen einem Kraftmaschinenfahren und einem Motorfahren umschaltet, und die auch die Beziehung zwischen den zwei Kennfeldern zeigt;
9 ein Beispiel eines Kraftstoffwirkungsgrad-Kennfelds ist, in dem die gestrichelte Linie eine Kurve mit optimalem Kraftstoffwirkungsgrad für die Kraftmaschine ist;
10 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Soll-Kraftmaschinendrehzahl und einer Soll-M1-Änderungsrate zeigt, die für einen jeweiligen Gang vor einem Schaltvorgang in einem automatischen Schaltabschnitt eingerichtet werden;
11 ein Beispiel eines Eingangs-/Ausgangsbeschränkungs-Kennfelds ist, das durch Bestimmen der Beziehung zwischen der Energiespeichervorrichtungstemperatur und der Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen durch Versuche im voraus eingerichtet wurde;
12 eine Graphik ist, die ein Beispiel eines Eingangs-/Ausgangsbeschränkungs-Korrekturkoeffizienten-Kennfelds zeigt, das durch Bestimmen der Beziehung zwischen dem Ladezustand und dem Korrekturkoeffizienten für die Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen durch Versuche im voraus eingerichtet wurde;
13 eine Graphik ist, die ein Beispiel eines Elektromotor-Abgabekennfelds zeigt, das durch Erhalten der Beziehung zwischen der Elektromotortemperatur und der Elektromotorabgabe (Antrieb/Leistungserzeugung) durch Versuche in voraus eingerichtet wurde;
14A eine Graphik ist, die eine vergrößerte Ansicht der Motorfahrregion in dem Antriebsleistungsquellenkennfeld und dem Schaltkennfeld zeigt, das in 8 gezeigt ist, und ein Bespiel von 1. ←→ 2.-Schaltlinien, die normalerweise eingerichtet werden, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist, und/oder wenn die Abgabe des Elektromotors nicht beschränkt ist, und wobei 14B eine Graphik ist, die eine vergrößerte Ansicht der Motorfahrregion in dem Antriebsleistungsquellenkennfeld und dem Schaltkennfeld zeigt, das in 8 gezeigt ist, und ein Beispiel von 1. ←→ 2.-Schaltlinien, die normalerweise eingerichtet werden, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist und/oder wenn die Abgabe des Elektromotors beschränkt ist;
15 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Routine zeigt, die einen Steuerbetrieb der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung zeigt, insbesondere einen Steuerbetrieb zum Verbessern der Fahrbarkeit, wenn ein Schaltvorgang in einem automatischen Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird, insbesondere einen Steuerbetrieb zum Verbessern der Fahrbarkeit der Kraftmaschine zusätzlich zur Verbesserung der Fahrbarkeit, wenn der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt ein Hochschalten ist;
16 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Routine darstellt, die einen Steuerbetrieb der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung aufweist, insbesondere einen Steuerbetrieb zum geeigneten Steuern der Drehzahl eines ersten Elektromotors während des Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt in dem Ablaufdiagramm in 15, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung beschränkt ist;
17 ein Zeitdiagramm ist, das den Steuerbetrieb in den Ablaufdiagrammen in den 15 und 16 zeigt, und ein Beispiel eines Falls, in dem ein 1. → 2.-Hochschalten in dem automatischen Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird; und
18 eine gut bekannte Liniengraphik ist, die die Drehzahlen von Drehelementen zeigt, die einen Differentialabschnitt bilden, und ebenfalls ein Beispiel einer Änderung der Drehzahlen von denjenigen Drehelementen auf dieser Liniengraphik zeigt, wenn ein 1. → 2.-Hochschalten in dem automatischen Schaltabschnitt während des Motorfahrens vorgenommen wird.
GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung bezüglich der Ausführungsbeispiele genauer beschrieben.
1 ist eine Gitteransicht eines Schaltmechanismus 10, der einen Teil eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs bildet, auf das die Erfindung angewendet werden kann. In 1 weist der Schaltmechanismus 10 in Reihe eine Eingangswelle 14, einen elektrischen Differentialabschnitt (im Folgenden einfach als „Differentialabschnitt" bezeichnet) 11, einen automatischen Schaltabschnitt 20 und eine Ausgangswelle 22 auf. Die Eingangswelle 14 ist ein Eingangsdrehelement, das innerhalb eines Getriebegehäuses 12 angeordnet ist, das ein nichtdrehbares Element ist, das an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist (im Folgenden wird dieses Getriebegehäuse 12 einfach als „Gehäuse 12" bezeichnet), nämlich an einer gemeinsamen Achse. Der Differentialabschnitt 11 ist ein stufenlos variabler Schaltabschnitt, der entweder direkt mit der Eingangswelle 14 oder indirekt mit der Eingangswelle 14 über einen Pulsationsabsorptionsdämpfer (insbesondere eine Pulsationsdämpfungsvorrichtung), der nicht gezeigt ist, und dergleichen verbunden ist. Der automatische Schaltabschnitt 20 ist ein Leistungsübertragungsabschnitt, der in Reihe über ein Übertragungselement (insbesondere eine Übertragungswelle) 18 in dem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Differentialabschnitt 11 und Antriebsrädern 34 verbunden ist (siehe 7). Die Ausgangswelle 22 ist ein Ausgangsdrehelement, das mit dem automatischen Schaltabschnitt 20 verbunden ist. Der Schaltmechanismus 10 wird vorzugsweise bei einem FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit vorne eingebauter Kraftmaschine und Hinterradantrieb) verwendet, bei dem es beispielsweise in Längsrichtung montiert ist. Der Schaltmechanismus 10 ist zwischen einem Paar Antriebsrädern 34 und einer Kraftmaschine 8 vorgesehen, die eine Brennkraftmaschine, wie z. B. eine Benzinkraftmaschine oder eine Dieselkraftmaschine ist, die beispielsweise als Antriebsleistungsquelle zum Fahren dient, die entweder direkt mit der Eingangswelle 14 oder indirekt mit der Eingangswelle 14 über einen nicht gezeigten Pulsationsabsorptionsdämpfer verbunden ist. Der Schaltmechanismus 10 überträgt Leistung von der Kraftmaschine 8 auf das Paar Antriebsräder 34 über eine Differentialgetriebeeinheit (Endreduktionsvorrichtung) 32 (siehe 7), die einen Teil des Leistungsübertragungspfads bildet, und ein Paar Achsen und dergleichen in dieser Reihenfolge.
Somit sind in dem Schaltmechanismus 10 dieses beispielhaften Ausführungsbeispiels die Kraftmaschine 8 und der Differentialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden. Der Ausdruck „direkt miteinander verbunden" bedeutet hier, dass sie ohne eine Fluidleistungsübertragungsvorrichtung, wie z. B. eine Fluidkupplung oder einen Drehmomentwandler, der zwischen ihnen vorgesehen ist, verbunden sind, obwohl sie beispielsweise über einen Pulsationsabsorptionsdämpfer oder dergleichen verbunden sein können, und dennoch als direkt miteinander verbunden angesehen werden können. Im Übrigen hat der Schaltmechanismus 10 eine Symmetriestruktur bezüglich seiner Achse, daher ist die Unterseite in der Gitteransicht in 1 weggelassen. Dies gilt ebenso für jedes der folgenden beispielhaften Ausführungsbeispiele.
Der Differentialabschnitt 11 weist einen ersten Elektromotor M1, eine Leistungsaufteilvorrichtung 16 und einen zweiten Elektromotor M2 auf. Die Leistungsaufteilvorrichtung 16 ist eine mechanische Vorrichtung, die Leistung mechanisch verteilt, die in die Eingangswelle 14 von der Kraftmaschine 8 eingeleitet wurde. Diese Leistungsaufteilvorrichtung 16 dient als Differentialmechanismus, der die Leistung von der Kraftmaschine 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 verteilt. Der zweite Elektromotor M2 ist wirksam mit dem Übertragungselement 18 verknüpft, so dass er sich gemeinsam mit dem Übertragungselement 18 dreht. Der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 in diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils ein so genannter Motorgenerator, der ebenso als Generator funktionieren kann. Der erste Elektromotor M1 funktioniert zumindest als Generator (insbesondere kann er Leistung erzeugen), um eine Reaktionskraft zu erzeugen, und der zweite Elektromotor M2 funktioniert zumindest als Motor (insbesondere als Elektromotor), der eine Antriebskraft als Antriebsleistungsquelle zum Fahren abgibt.
Die Leistungsaufteilvorrichtung 16 hat als Hauptbestandteil einen ersten Planetengetriebesatz 24 der Einzelritzelbauart mit einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise ungefähr 0,418. Dieser erste Planetengetriebesatz 24 hat als Drehelemente (insbesondere Elemente) ein erstes Sonnenrad S1, erste Antriebsritzel P1, einen ersten Träger CA1, der drehbar und umlauffähig die ersten Antriebsritzel P1 stützt, und einen ersten Zahnkranz R1, der mit dem ersten Sonnenrad S1 über die ersten Antriebsritzel P1 kämmend eingreift. Wenn die Anzahl der Zähne an dem ersten Sonnenrad S1 ZS1 beträgt und die Anzahl der Zähne des ersten Zahnkranzes R1 ZR1 beträgt, ist das Übersetzungsverhältnis ρ1 ZS1/ZR1.
Bei dieser Leistungsaufteilvorrichtung 16 ist der erste Träger CA1 mit der Eingangswelle 14, insbesondere der Kraftmaschine 8 verbunden, ist das erste Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden und ist der erste Zahnkranz R1 mit dem Übertragungselement 18 verbunden. Bei der Leistungsaufteilvorrichtung 16, die auf diese Art aufgebaut ist, sind das erste Sonnenrad S1, der erste Träger CA1 und der erste Zahnkranz R1 jeweils fähig, relativ zueinander zu drehen. Als Folge kann die Leistungsaufteilvorrichtung 16 einen Differentialbetrieb durchführen. Daher kann die Abgabe der Kraftmaschine 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 verteilt werden, während etwas von der Abgabe von der Kraftmaschine 8, die verteilt wurde, zum Betreiben des ersten Elektromotors M1 verwendet wird, um elektrische Energie zu erzeugen, die gespeichert wird, und ebenso zum Betreiben des zweiten Elektromotors M2 zum Bereitstellen einer Antriebskraft verwendet wird. Auf diesem Weg funktioniert der Differentialabschnitt 11 (insbesondere die Leistungsaufteilvorrichtung 16) als elektrische Differentialvorrichtung. Beispielsweise kann der Differentialabschnitt 11 in einen so genannten stufenlos variablen Zustand (insbesondere einen elektrischen CVT-Zustand) versetzt werden, und kann die Drehzahl des Übertragungselements 18 stufenlos (insbesondere sanft) ungeachtet der vorbestimmten Drehzahl der Kraftmaschine 8 geändert werden. Der Differentialabschnitt 11 funktioniert nämlich als ein elektrisches stufenlos variables Getriebe, bei dem dessen Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14 geteilt durch die Drehzahl N₁₈ des Übertragungselements 18) stufenlos (insbesondere sanft) von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max geändert werden kann.
Der automatische Schaltabschnitt 20 ist ein Mehrstufengetriebe der Planetengetriebebauart, das als gestuftes Automatikgetriebe funktioniert und einen zweiten Planetengetriebesatz 26 der Einzelritzelbauart, einen dritten Planetengetriebesatz 28 der Einzelritzelbauart und einen vierten Planetengetriebesatz 30 der Einzelritzelbauart aufweist. Der zweite Planetengetriebesatz 16 weist ein zweites Sonnenrad S2, zweite Antriebsritzel P2, einen zweiten Träger CA2, der drehbar und umlauffähig die zweiten Antriebsritzel P2 stützt, und einen zweiten Zahnkranz R2 auf, der mit dem zweiten Sonnenrad S2 über die zweiten Antriebsritzel P2 kämmend eingreift, und hat ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von beispielsweise ungefähr 0,562. Der dritte Planetengetriebesatz 28 weist ein drittes Sonnenrad S3, dritte Antriebsritzel P3, einen dritten Träger CA3, der drehbar und umlauffähig die dritten Antriebsritzel P3 stützt, und einen dritten Zahnkranz R3 auf, der mit dem dritten Sonnenrad S3 über die dritten Antriebsritzel P3 kämmend eingreift, und hat ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von beispielsweise ungefähr 0,425. Der vierte Planetengetriebesatz 30 weist ein viertes Sonnenrad S4, vierte Antriebsritzel P4, einen vierten Träger CA4, der drehbar und umlauffähig die vierten Antriebsritzel P4 stützt, und einen vierten Zahnkranz R4 auf, der mit dem vierten Sonnenrad S4 über die vierten Antriebsritzel P4 kämmend eingreift, und hat ein Übersetzungsverhältnis ρ4 von beispielsweise ungefähr 0,421. Wenn die Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrads S2 ZS2 beträgt, die Anzahl der Zähne des zweiten Zahnkranzes R2 ZR2 beträgt, die Anzahl der Zähne an dem dritten Sonnenrad S3 ZS3 beträgt, die Anzahl der Zähne an dem dritten Zahnkranz R3 ZR3 beträgt, die Anzahl der Zähne an dem vierten Sonnenrad S4 ZS4 beträgt und die Anzahl der Zähne an dem vierten Zahnkranz R4 ZR4 beträgt, beträgt das Übersetzungsverhältnis ρ2 ZS2/ZR2, das Übersetzungsverhältnis ρ3 ZS3/ZR3 und das Übersetzungsverhältnis ρ4 ZS4/ZR4.
Bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 als eine Einheit miteinander verbunden und werden ebenso selektiv mit dem Übertragungselement 18 über die zweite Kupplung C2 verbunden und selektiv mit dem Gehäuse 12 über die erste Bremse 31 verbunden. Der zweite Träger CA2 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 über die zweite Bremse B2 verbunden. Der vierte Zahnkranz R4 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 über die dritte Bremse B3 verbunden. Der zweite Zahnkranz R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 sind als eine Einheit miteinander und ebenso mit der Ausgangswelle 22 verbunden. Der dritte Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind als eine Einheit miteinander verbunden und werden ebenso selektiv mit dem Übertragungselement 18 über die erste Kupplung C1 verbunden.
Auf diesem Weg wird der Differentialabschnitt 11 (insbesondere das Übertragungselement 18) selektiv mit dem Inneren des automatischen Schaltabschnitts 20 über die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 verbunden, die zum Bilden verschiedenartiger Gänge bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 verwendet werden. Anders gesagt funktionieren die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 als Einrückvorrichtungen, die selektiv den Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement 18 und dem automatischen Schaltabschnitt 20, insbesondere von dem Differentialabschnitt 11 (insbesondere dem Übertragungselement 18) zu den Antriebsrädern 34 zwischen einem Zustand mit Leistungsübertragungsfähigkeit, in dem Leistung entlang dem Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann, und einem Zustand mit Leistungsübertragungsunterbrechung, in dem Leistung nicht entlang dem Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann (insbesondere der Verlauf der Leistung unterbrochen ist), ändern. Das Einrücken von zumindest einer der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 versetzt nämlich den Leistungsübertragungspfad in den Zustand mit Leistungsübertragungsfähigkeit. Dagegen versetzt das Ausrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 den Leistungsübertragungspfad in den Zustand mit Leistungsübertragungsunterbrechung.
Ebenso bildet dieser automatische Schaltabschnitt 20 selektiv einen vorgegebenen Gang durch Durchführen eines Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgangs durch Ausrücken einer Eingriffsvorrichtung (insbesondere einer Eingriffsvorrichtung, die ausgerückt werden soll, im Folgenden ebenso als „ausrückseitige Eingriffsvorrichtung" bezeichnet) und Einrücken einer anderen (insbesondere einer Einrückvorrichtung, die eingerückt werden soll, im Folgenden ebenso als „einrückseitige Eingriffsvorrichtung" bezeichnet). Demgemäß kann ein Drehzahlverhältnis γ (= Drehzahl N₁₈ des Übertragungselements 18 geteilt durch die Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22), das sich im Wesentlichen mit einem gleichen Verhältnis ändert, für jeden Gang erhalten werden. Wie beispielsweise in dem Kupplungs- und Bremseingriffsdiagramm in 2 gezeigt ist, kann der erste Gang, der das größte Übersetzungsverhältnis γ1 hat, beispielsweise ungefähr 3,357, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 gebildet werden. Der zweite Gang, der ein Drehzahlverhältnis γ2 hat, das kleiner als dasjenige des ersten Gangs ist, beispielsweise ungefähr 2,180, kann durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 gebildet werden. Der dritte Gang, der ein Drehzahlverhältnis γ3 hat, das kleiner als dasjenige des zweiten Gangs ist, beispielsweise ungefähr 1,424, kann durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 gebildet werden. Ein vierter Gang, der ein Drehzahlverhältnis γ4 hat, das geringer als dasjenige des dritten Gangs ist, beispielsweise ungefähr 1,000, kann durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 gebildet werden. Der Rückwärtsgang (insbesondere eine Rückwärtsfahrstufe), der ein Drehzahlverhältnis γR zwischen demjenigen des ersten Gangs und demjenigen des zweiten Gangs hat, beispielsweise ungefähr 3,209, kann durch Einrücken der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 gebildet werden. Ebenso kann der automatische Schaltabschnitt 20 in einen neutralen Zustand „N" durch Ausrücken von allen Kupplungen und Bremsen versetzt werden, insbesondere der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3.
Die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 (im Folgenden einfach als „Kupplungen C" und „Bremsen B" bezeichnet, wenn es nicht besonders angegeben ist) sind hydraulische Reibungseingriffsvorrichtungen, die als Eingriffselemente funktionieren, die oft bei herkömmlichen Fahrzeugautomatikgetrieben verwendet werden. Diese Kupplungen C können Mehrscheiben-Nasskupplungen sein, in denen eine Vielzahl von aufeinandergestapelten Reibungsplatten durch ein Hydraulikstellglied gegeneindandergedrückt werden, und können die Bremsen B Bandbremsen sein, bei denen das eine Ende von einem oder zwei Bändern, die um die äußere Umfangsfläche einer Drehtrommel gewunden sind, durch ein Hydraulikstellglied festgezogen wird. Die hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtungen verbinden selektiv Elemente an ihren beiden Seiten.
Bei dem Schaltmechanismus 10, der einen Aufbau hat, der vorstehend beschrieben ist, ist ein stufenlos variables Getriebe im Ganzen aus dem automatischen Schaltabschnitt 20 und dem Differentialabschnitt 11 aufgebaut, der als stufenlos variables Getriebe funktioniert. Ebenso kann durch Steuern des Drehzahlverhältnisses des Differentialabschnitts 11, so dass dieses konstant ist, der Schaltmechanismus 10 in denselben Zustand wie ein gestuftes Getriebe durch den Differentialabschnitt 11 und den automatischen Schaltabschnitt 20 versetzt werden.
Genauer gesagt wird durch die Verwendung des Differentialabschnitts 11 als stufenlos variables Getriebe und die Verwendung des automatischen Schaltabschnitts 20, der in Reihe zu dem Differentialabschnitt 11 vorgesehen ist, als gestuftes Getriebe die Drehzahl, die in den automatischen Schaltabschnitt 20 eingeleitet wird (insbesondere die Eingangsdrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20), insbesondere die Drehzahl des Übertragungselements 18 (im Folgenden als die „Übertragungselementdrehzahl N₁₈" bezeichnet) stufenlos (insbesondere sanft) mit Bezug auf zumindest einen Gang M des automatischen Schaltabschnitts 20 geändert werden, so dass ein stufenloser Drehzahlverhältnisbereich für diesen Gang M erhalten werden kann. Daher kann das Gesamtdrehzahlverhältnis γT (= Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14/Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle 22) auf eine stufenlose nichtgestufte Weise erhalten werden, so dass das stufenlos variable Getriebe in dem Schaltmechanismus 10 ausgebildet wird. Das Gesamtdrehzahlverhältnis γT ist das gesamte Drehzahlverhältnis γT für den gesamten Schaltmechanismus 10, das auf der Grundlage des Drehzahlverhältnisses γ0 des Differentialabschnitts 11 und des Drehzahlverhältnisses γ des automatischen Schaltabschnitts 20 gebildet wird.
Beispielsweise kann ein stufenloser Drehzahlverhältnisbereich für jeden Gang durch stufenloses (insbesondere sanftes) Ändern der Übertragungselementdrehzahl N₁₈ für jeden Gang (insbesondere den 1. Gang bis 4. Gang und den Rückwärtsgang) des automatischen Schaltabschnitts 20 erhalten werden, wie in dem Kupplungs- und Bremseinrückdiagramm in 2 gezeigt ist. Als Folge gibt es stufenlos variable Drehzahlverhältnisse zwischen den Gängen, so dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des gesamten Schaltmechanismus 10 stufenlos (insbesondere nichtgestuft) ausgeführt werden kann.
Ebenso kann das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Schaltmechanismus 10, das sich im Wesentlichen im gleichen Verhältnis für einen jeweiligen Gang ändert, durch selektives Bilden von einem der vier Vorwärtsgänge (1. Gang bis 4. Gang) oder des Rückwärtsgangs durch Steuern des Drehzahlverhältnisses des Differentialabschnitts 11, so dass dieses konstant ist, und durch selektives Einrücken der Kupplungen C und der Bremsen B erhalten werden. Daher kann der Schaltmechanismus 10 in denselben Zustand wie ein Stufengetriebe versetzt werden.
Wenn beispielsweise das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 so gesteuert wird, dass es auf 1 fixiert ist, kann das Gesamtübersetzungsverhältnis γT des Schaltmechanismus 10 entsprechend einem jeweiligen Gang (insbesondere des 1. Gangs bis 4. Gangs und des Rückwärtsgangs) bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 für jeden Gang erhalten werden, wie in dem Kupplungs- und Bremseinrückdiagramm in 2 gezeigt ist. Wenn ebenso das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 so gesteuert wird, dass es auf einen Wert fixiert ist, der kleiner als 1 ist, wie z. B. ungefähr 0,7, in dem vierten Gang des automatischen Schaltabschnitts 20, kann das Gesamtdrehzahlverhältnis γT eines Werts von weniger als demjenigen des vierten Gangs, wie z. B. ungefähr 0,7, erhalten werden.
3 ist ein Liniendiagramm, das auf Geraden die Beziehung zwischen den Drehzahlen der verschiedenartigen Drehelemente zeigt, die sich in einem jeweiligen Gang in dem Schaltmechanismus 10 in verschiedenen Verbindungszuständen befinden, der aus dem Differentialabschnitt 11 und dem automatischen Schaltabschnitt 20 besteht. Diese Liniengraphik in 3 ist ein zweidimensionales Koordinatensystem, bei der die horizontale Achse die Beziehung zwischen den Übersetzungsverhältnissen ρ der Planetengetriebesätze darstellt, und eine vertikale Achse die relativen Drehzahlen darstellt. Die horizontale Linie X1 stellt eine Drehzahl von Null dar, die horizontale Linie X2 stellt eine Drehzahl von 1,0 dar, insbesondere die Drehzahl N_E der Kraftmaschine 8, die mit der Eingangswelle 14 verbunden ist, und die horizontale Linie XG stellt die Drehzahl des Übertragungselements 18 dar.
Ebenso stellen die drei vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 entsprechend den drei Elementen der Leistungsaufteilvorrichtung 16, die den Differentialabschnitt 11 ausbildet, in der Reihenfolge von links nach rechts die relativen Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1 entsprechend einem zweiten Drehelement (zweiten Element) RE2, des ersten Trägers CA1 entsprechend einem ersten Drehelement (ersten Element) RE1 und des ersten Zahnkranzes R1 entsprechend einem dritten Drehelement (dritten Element) RE3 dar. Die Intervalle zwischen den vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden durch das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestimmt. Ferner stellen die fünf vertikalen Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 des automatischen Schaltabschnitts 20 in der Reihenfolge von links nach rechts das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3, die miteinander verbunden sind und einem vierten Drehelement (viertem Element) RE4 entsprechen, den zweiten Träger CA2 entsprechend einem fünften Drehelement (fünftem Element) RE5, den vierten Zahnkranz R4 entsprechend einem sechsten Drehelement (sechstem Element) RE6, den zweiten Zahnkranz R2, den dritten Träger CA3 und den vierten Träger CA4, die miteinander verbunden sind und einem siebten Drehelement (siebtem Element) RE7 entsprechen, und den dritten Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 dar, die miteinander verbunden sind und einem achten Drehelement (achtem Element) RE8 entsprechen. Die Intervalle zwischen ihnen werden gemäß dem Übersetzungsverhältnis ρ2 des zweiten Planetengetriebesatzes 26, dem Übersetzungsverhältnis ρ3 des dritten Planetengetriebesatzes 28 und dem Übersetzungsverhältnis ρ4 des vierten Planetengetriebesatzes 30 bestimmt. Die Beziehung zwischen den Abständen zwischen den vertikalen Achsen in der Liniengraphik ist, wenn der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger ein Intervall entsprechend 1 ist, der Abstand zwischen dem Träger und dem Zahnkranz ein Intervall entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ des Planetengetriebesatzes. Bei dem Differentialabschnitt 11 ist nämlich der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 auf ein Intervall entsprechend 1 eingerichtet, und ist der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 auf ein Intervall entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1 eingerichtet. Ebenso ist bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger bei jedem des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28 und 30 auf ein Intervall entsprechend 1 eingerichtet, und ist der Abstand zwischen dem Träger und dem Zahnkranz auf ein Intervall entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ eingerichtet.
Ausgedrückt unter Verwendung der Liniengraphik in 3 ist der Schaltmechanismus 10 in diesem Ausführungsbeispiel so aufgebaut, dass bei der Leistungsaufteilvorrichtung 16 (dem Differentialabschnitt 11) das erste Drehelement RE1 (insbesondere der erste Träger CA1) des ersten Planetengetriebesatzes 24 mit der Eingriffswelle 14, insbesondere der Kraftmaschine 8, verbunden ist, das zweite Drehelement RE2 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden ist und das dritte Drehelement (insbesondere der erste Zahnkranz R1) RE3 mit dem Übertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 verbunden ist, so dass die Drehung der Eingangswelle 14 auf den automatischen Schaltabschnitt 20 über das Übertragungselement 18 übertragen wird (in dieses eingeleitet wird). Dabei ist die Beziehung zwischen der Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 und der Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1 durch die geneigte Gerade L0 gezeigt, die durch den Schnittpunkt von Y2 und X2 verläuft.
Wenn beispielsweise die Drehzahl des ersten Trägers CA1, die durch den Schnittpunkt der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y2 dargestellt wird, durch Steuern der Kraftmaschinendrehzahl N_E erhöht oder verringert wird, wenn der Differentialabschnitt 11 sich in dem Differentialzustand befindet, in dem das erste Drehelement RE1, das zweite Drehelement RE2 und das dritte Drehelement RE3 sich relativ zueinander drehen können, und die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1, die durch den Schnittpunkt der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y3 dargestellt wird, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V beschränkt wird und im Wesentlichen konstant ist, wird die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1, die durch den Schnittpunkt der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y1 dargestellt wird, insbesondere die Drehzahl des ersten Elektromotors M1, sich vergrößern oder verringern.
Wenn die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 gleich der Kraftmaschinendrehzahl N_E ausgeführt wird, indem die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 so gesteuert wird, dass das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 auf 1 fixiert ist, wird die Gerade L0 mit der horizontalen Linie X2 übereinstimmen, und wird der erste Zahnkranz R1, insbesondere das Übertragungselement 18, sich mit derselben Drehzahl wie der Kraftmaschinendrehzahl N_E drehen. Wenn die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 durch Steuern der Drehzahl des ersten Motors M1 zu Null gemacht wird, so dass das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 auf einen Wert von weniger als 1, wie z. B. ungefähr 0,7, fixiert wird, wird alternativ die Übertragungselementdrehzahl N₁₈ schneller als die Kraftmaschinendrehzahl N_E werden.
Ebenso wird bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 das vierte Drehelement RE4 selektiv mit dem Übertragungselement 18 über die zweite Kupplung C2 verbunden und ebenso selektiv mit dem Gehäuse 12 über die erste Bremse B1 verbunden. Das fünfte Drehelement RE5 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 über die zweite Bremse B2 verbunden. Das sechste Drehelement RE6 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 über die dritte Bremse B3 verbunden. Das siebte Drehelement RE7 ist mit der Ausgangswelle 22 verbunden und das achte Drehelement RE8 wird selektiv mit dem Übertragungselement 18 über die erste Kupplung C1 verbunden.
Wenn bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 die Kraftmaschinendrehzahl N_E in das achte Drehelement RE8 von dem Differentialabschnitt 11 eingeleitet wird, wenn der Differentialabschnitt 11 sich in dem Zustand befindet, der durch die Gerade L0 dargestellt wird, ist die Drehzahl der Ausgangswelle 22 im ersten Gang (1.), der durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 gebildet wird, an dem Schnittpunkt von i) der geneigten Geraden L1, die durch sowohl den Schnittpunkt der horizontalen Linie XG und der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelements RE8 darstellt, als auch den Schnittpunkt der horizontalen Linie X1 und der vertikalen Linie Y6 verläuft, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 darstellt, und ii) der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 darstellt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, wie in 3 gezeigt ist, gezeigt. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 im zweiten Gang (2.), der durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 gebildet wird, an dem Schnittpunkt der geneigten Geraden L2 und der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 darstellt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, gezeigt. Ebenso wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 im dritten Gang (3.), der durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 gebildet wird, an dem Schnittpunkt der geneigten Geraden L3 und der vertikalen Linie Y7 gezeigt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 darstellt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 im vierten Gang (4.), der durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 gebildet wird, an dem Schnittpunkt der geneigten Geraden L4 und der vertikalen Linie Y7 gezeigt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 darstellt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist.
4 zeigt ein Beispiel von Signalen, die in eine elektronische Steuervorrichtung 80 zum Steuern des Schaltmechanismus 10 in diesem Ausführungsbeispiel eingegeben (insbesondere von dieser empfangen) und von dieser abgegeben werden. Diese elektronische Steuervorrichtung 80 weist einen so genannten Mikrocomputer auf, der eine CPU, einen ROM, einen RAM sowie Eingabe-/Ausgabeschnittstellen und dergleichen aufweist. Die elektronische Steuervorrichtung 80 führt eine Antriebssteuerung, wie z. B. eine Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20, und eine Hybridsteuerung, die sich auf die Kraftmaschine 8 und den ersten und zweiten Elektromotor M1 und M2 bezieht, durch Verarbeiten der Signale gemäß Programmen aus, die im voraus in dem ROM gespeichert werden, während von der zeitweiligen Speicherfunktion des RAM Verwendung gemacht wird.
Verschiedenartige Signale werden in dieser elektronischen Steuervorrichtung 80 von verschiedenartigen Sensoren und Schaltern und dergleichen eingegeben, die in 4 gezeigt sind. Einige dieser Signale umfassen ein Signal, das die Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur TEMP_W angibt, ein Signal, das die Anzahl der Betätigungen und dergleichen einer Schaltposition P_SH und einer M-Position eines Schalthebels 52 angibt (siehe 6), ein Signal, das die Kraftmaschinendrehzahl N_E angibt, die die Drehzahl der Kraftmaschine 8 ist; ein Signal, das einen Befehl zum Betrieb in einem M-Modus angibt (Fahrmodus mit manuellem Schalten), ein Signal, das einen Betrieb einer Klimaanlage angibt, ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Drehzahl der Ausgangswelle 22 (insbesondere im Folgenden einfach als „Ausgangswellendrehzahl” bezeichnet) N_OUT angibt, ein Signal, das die Hydraulikfluidtemperatur T_OIL des automatischen Schaltabschnitts 20 angibt, ein Signal, das eine Notbremsbetätigung angibt, ein Signal, das eine Fußbremsbetätigung angibt, ein Signal, das die Katalysatortemperatur angibt, und ein Signal, das den Beschleuniger-Niederdrückbetrag A_CC angibt, der der Betrag ist, mit dem ein Beschleunigerpedal heruntergedrückt wird, der dem Betrag derjenigen Abgabe entspricht, der von dem Fahrer angefordert wird. Andere Signale, die von der elektronischen Steuervorrichtung 80 empfangen werden, umfassen ein Signal, das den Nockenwinkel angibt, ein Signal, das eine Schneemodus-Einstellung angibt, ein Signal, das die Längsbeschleunigung G des Fahrzeugs angibt, ein Signal, das eine automatische Geschwindigkeitsregelung angibt, ein Signal, das die Masse (das Fahrzeuggewicht) des Fahrzeugs angibt, ein Signal, das die Raddrehzahl eines jeweiligen Rads angibt, ein Signal, das die Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors M1 angibt (im Folgenden einfach als „erste Elektromotordrehzahl N_M1" bezeichnet), ein Signal, das die Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 angibt (im Folgenden einfach als „zweite Elektromotordrehzahl N_M2" bezeichnet), ein Signal, das die Temperatur des ersten Elektromotors M1 (im Folgenden einfach als die „erste Elektromotortemperatur" bezeichnet) TH_M1 angibt, ein Signal, das die Temperatur des zweiten Elektromotors M2 (im Folgenden einfach als die „zweite Elektromotortemperatur" bezeichnet) TH_M2 angibt, ein Signal, das die Temperatur der Energiespeichervorrichtung 56 (siehe 7) (im Folgenden einfach als die „Energiespeichervorrichtungstemperatur" bezeichnet) TH_BAT bezeichnet, ein Signal, das den Ladestrom oder den Entladestrom der Energiespeichervorrichtung 56 (im Folgenden einfach als der „Lade-/Entladestrom" oder „Eingangs-/Ausgangsstrom" bezeichnet) I_CD angibt, ein Signal, das die Spannung V_BAT der Energiespeichervorrichtung 56 angibt, und ein Signal, das den SOC (Ladezustand) der Energiespeichervorrichtung 56 angibt, der auf der Grundlage der Energiespeichervorrichtungstemperatur TH_BAT, des Lade-/Entladestroms I_CD und der Spannung V_BAT berechnet wird.
Die elektronische Steuervorrichtung 80 gibt ebenso verschiedenartige Signale ab. Einige dieser Signale umfassen Steuersignale, die an die Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 (siehe 7) zum Steuern der Kraftmaschinenabgabe abgegeben werden, wie z. B. ein Antriebssignal für ein Drosselstellglied 64, das den Drosselventilöffnungsbetrag θ_TH eines elektronischen Drosselventils 62 steuert, das in einem Einlassdurchgang 60 der Kraftmaschine vorgesehen ist, ein Kraftstoffzufuhrmengensignal, das die Menge des Kraftstoffs steuert, der zu dem Einlassdurchgang 60 oder den Zylindern der Kraftmaschine 8 aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 zugeführt wird, ein Zündsignal, das die Zündzeitabstimmung der Kraftmaschine 8 von einer Zündvorrichtung 68 vorgibt, und ein Druckverstärkungs-Einstellsignal zum Einstellen des Verstärkungsdrucks. Andere Signale, die von der elektronischen Steuervorrichtung 80 abgegeben werden, umfassen ein Antriebssignal der elektrischen Klimaanlage zum Betreiben einer elektrischen Klimaanlage, Befehlssignale, die Befehle zum Betreiben der Elektromotoren M1 und M1 angeben, ein Schaltpositions-Anzeigesignal (Betätigungspositions-Anzeigesignal) zum Betreiben eines Schaltindikators, ein Drehzahlverhältnis-Anzeigesignal zum Anzeigen eines Drehzahlverhältnisses, ein Schneemodus-Anzeigesignal zum Anzeigen, wenn das Fahrzeug im Schneemodus betrieben wird, ein ABS-Aktivierungssignal zum Aktivieren eines ABS-Stellglieds, das verhindert, dass Räder während des Bremsens durchrutschen, ein M-Modus-Anzeigesignal, das anzeigt, dass der M-Modus ausgewählt wurde, Ventilbefehlssignale, die elektromagnetische Ventile (insbesondere Linearsolenoidventile) betreiben, die in dem Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis 70 (siehe 5 und 7) enthalten sind, um Hydraulikstellglieder der hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtungen in dem Differentialabschnitt 11 und dem automatischen Schaltabschnitt 20 zu steuern, ein Signal zum Einstellen des Leitungsdrucks PL unter Verwendung eines Regulatorventils (insbesondere eines Druckregulierventils), das in dem Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis 70 vorgesehen ist, ein Antriebsbefehlssignal zum Betreiben einer elektrischen Hydraulikpumpe, die die Quelle für den Basisdruck des Leitungsdrucks PL ist, der einzustellen ist, ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizung und ein Signal, das an einen Computer zur Regelung der automatischen Geschwindigkeitsregelung abzugeben ist.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das sich auf die Linearsolenoidventile SL1 bis SL5 in dem Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis 70 bezieht, die den Betrieb der Hydraulikstellglieder (insbesondere der Hydraulikzylinder) AC1, AC2, AB1, AB2 und AB3 der Kupplungen C und der Bremsen B steuern.
In 5 stellen Linearsolenoidventile SL1 bis SL5 den Leistungsdruck PL auf Einrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2 und PB3 gemäß Befehlssignalen von der elektronischen Steuervorrichtung 80 ein und werden diese eingestellten Einrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2 und PB3 direkt den Hydraulikstellgliedern AC1, AC2, AB1, AB2 bzw. AB3 zugeführt. Der Leitungsdruck PL wird auf der Grundlage eines Werts gemäß der Kraftmaschinenlast und dergleichen eingestellt, die durch den Beschleuniger-Niederdrückbetrag A_CC oder den Drosselbetätigungsbetrag θ_TH angegeben ist, durch ein Ablassregulierventil (insbesondere ein Regulatorventil) mit dem Druck eingestellt, der durch eine mechanische Pumpe erzeugt wird, die durch die Kraftmaschine 8 betrieben wird, oder eine elektrische Ölpumpe, die nicht gezeigt ist, als Basisdruck.
Die Linearsolenoidventile SL1 bis SL5 haben alle grundsätzlich den gleichen Aufbau und werden individuell durch die elektronische Steuervorrichtung 80 erregt oder entregt, so dass die Hydraulikdrücke der Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 individuell gesteuert und eingestellt werden, um die Einrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2 und PB3 der Kupplungen C1 und C2 und der Bremsen B1, B2 und B3 zu steuern. Dann bildet der automatische Schaltabschnitt 20 einen vorgegebenen Gang durch Einrücken von vorbestimmten Eingriffsvorrichtungen, wie durch das Kupplungs- und Bremseinrückdiagramm beispielsweise in 2 gezeigt ist. Ebenso wird bei der Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 ein so genannter Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang ausgeführt. Außerdem ist ein Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang ein Schaltvorgang, bei dem eine Kupplung C oder Bremse B, die mit dem Schaltvorgang verknüpft ist, zur gleichen Zeit ausgerückt wird, zu der eine andere Kupplung C oder Bremse B eingerückt wird, die ebenso mit dem Schaltvorgang verknüpft ist.
6 zeigt ein Beispiel einer Schaltbetriebs-Ausführvorrichtung 50, die als Umschaltvorrichtung dient, die durch eine Person betätigt wird, um zwischen einer Vielzahl von verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH umzuschalten. Diese Schaltbetriebs-Ausführvorrichtung 50 ist mit einem Schalthebel 52 versehen, der an der Seite von beispielsweise dem Fahrersitz angeordnet ist, und wird zum Auswählen von einer aus einer Vielzahl von verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH betätigt.
Dieser Schalthebel 52 ist so vorgesehen, dass er manuell auf verschiedenartige Positionen betätigt (insbesondere geschaltet) wird. Diese Positionen umfassen eine Parkposition „P", eine Rückwärtsposition „R", eine Neutralposition „N", eine Fahrposition „D" und eine Manuellschaltposition „M". Das Schalten des Schalthebels 52 auf die Parkposition „P" versetzt den Übertragungsmechanismus 10, insbesondere den automatischen Schaltabschnitt 20, in einen neutralen Zustand, in dem der Leistungsübertragungspfad in diesem unterbrochen ist, und sperrt die Ausgangswelle 22 des automatischen Schaltabschnitts 20. Das Schalten des Schalthebels 52 auf die Rückwärtsposition „R" ermöglicht dem Fahrzeug, rückwärts zu fahren. Das Schalten des Schalthebels 52 auf die neutrale Position „N" versetzt den Übertragungsmechanismus 10 in einen neutralen Zustand, in dem der Leistungsübertragungspfad in diesem unterbrochen ist. Das Schalten des Schalthebels 52 auf die Fahrposition „D" bildet einen Vorwärtsautomatikschaltmodus, in dem eine automatische Schaltsteuerung innerhalb des Bereichs des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT ausgeführt wird, in den der Übertragungsmechanismus 10 geschaltet werden kann, um i) einen stufenlosen Drehzahlverhältnisbereich des Differentialabschnitts 11 und ii) die Gänge zu erhalten, auf die die automatische Schaltsteuerung anwendbar ist, innerhalb des Bereichs des 1. Gangs bis 4. Gangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20. Das Schalten des Schalthebels 52 auf die Manuellposition „M" bildet einen Vorwärtsmanuellschaltmodus (insbesondere einen Manuellbetätigungsmodus) und stellt einen so genannten Schaltbereich ein, der den hohen Bereich der Drehzahl (insbesondere den höchsten Gang, in den der automatische Schaltabschnitt 20 schalten kann) bei der automatischen Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 begrenzt.
Der Hydrauliksteuerschaltkreis 70 kann beispielsweise elektrisch in Verbindung mit einer manuellen Betätigung des Schalthebels 52 auf eine Schaltposition P_SH schalten, um rückwärts „R", neutral „N" oder einen Gang in Fahren „D" zu bilden, die in dem Kupplungs- und Bremseingriffsdiagramm in 2 gezeigt sind.
Von den Schaltpositionen P_SH „P" bis „M" sind die „P"-Positionen und die „N"-Positionen Nichtfahrpositionen, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug nicht gefahren werden soll. Beispielsweise ist eine Nichtfahrposition eine Nichtantriebsposition, in der das Fahrzeug nicht angetrieben werden kann, da der Leistungsübertragungspfad in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durch die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 unterbrochen ist, die beide ausgerückt sind, wie in dem Kupplungs- und Bremseingriffsdiagramm in 2 gezeigt ist. Ebenso sind die „R"-Position, „D"-Position und „M"-Position Fahrpositionen, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug gefahren werden soll. Beispielsweise ist eine Fahrposition eine Antriebsposition, in der das Fahrzeug angetrieben werden kann, da der Leistungsübertragungspfad in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durch zumindest eine der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 gebildet ist, die eingerückt ist, wie in dem Kupplungs- und Bremseingriffsdiagramm in 2 gezeigt ist.
Genauer gesagt rückt das manuelle Schalten des Schalthebels 53 von der „P"-Position oder der „N"-Position auf die „R"-Position die zweite Kupplung C2 ein, so dass der Leistungsübertragungspfad in dem automatischen Schaltabschnitt 20 vom unterbrochenen Zustand zu dem Zustand umgestellt wird, in dem er Leistung übertragen kann. Das manuelle Schalten des Schalthebels 52 von der „N"-Position auf die „D"-Position rückt zumindest die erste Kupplung C1 ein, so dass der Leistungsübertragungspfad in dem automatischen Schaltabschnitt 20 von dem unterbrochenen Zustand zu dem Zustand umgestellt wird, in dem er Leistung übertragen kann. Ebenso rückt das manuelle Schalten des Schalthebels 52 von der „R"-Position auf die „P"-Position oder die „N"-Position die zweite Kupplung C2 aus, so dass der Leistungsübertragungspfad in dem automatischen Schaltabschnitt 20 von dem Zustand, in dem er Leistung übertragen kann, zu dem Zustand umgestellt wird, in dem er unterbrochen ist. Das manuelle Schalten des Schalthebels 52 von der „D"-Position auf die „N"-Position rückt sowohl die erste Kupplung C1 als auch die zweite Kupplung C2 aus, so dass der Leistungsübertragungspfad des automatischen Schaltabschnitts 20 von dem Zustand, in dem er Leistung übertragen kann, zu dem Zustand umgestellt wird, in dem er unterbrochen ist.
7 ist ein Funktionsblock-Liniendiagramm, das die Hauptabschnitte der Steuerfunktionen gemäß der elektronischen Steuervorrichtung 80 zeigt. In 7 bestimmt eine Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten, ob ein Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ausgeführt werden soll, auf der Grundlage des Zustands des Fahrzeugs, der durch das erforderliche Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatische3n Schaltabschnitts 20 und die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V aus einer Beziehung (Schaltliniengraphik, Schaltkennfeld) angegeben wird, das Hochschaltlinien (insbesondere die durchgezogenen Linien) und Herunterschaltlinien (insbesondere die abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linien) hat, die im voraus mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Schaltabschnitts 20 als Variablen gespeichert werden, wie in 8 gezeigt ist. Die Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten bestimmt nämlich den Gang, auf den der automatische Schaltabschnitt 20 schalten sollte, und führt eine automatische Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 aus, um den bestimmten Gang zu erzielen.
Dabei gibt die Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten einen Befehl (einen Schaltabgabebefehl, einen Hydraulikdruckbefehl) an den Hydrauliksteuerschaltkreis 70 ab. Dieser Befehl ist ein Befehl zum Einrücken und/oder Ausrücken der hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtungen, die mit dem Schaltvorgang des automatischen Schaltabschnitts 20 verknüpft sind, um den Gang gemäß dem Kupplungs- und Bremseingriffsdiagramm zu bilden, das beispielsweise in 2 gezeigt ist. Dieser Befehl ist nämlich ein Befehl zum Ausführen eines Kupplung-zu-Kupplung-Schaltens durch gleichzeitiges Ausrücken einer ausrückseitigen Eingriffsvorrichtung, die mit dem Schaltvorgang des automatischen Schaltabschnitts 20 verknüpft ist, und Einrücken einer einrückseitigen Eingriffsvorrichtung, die mit dem Schaltvorgang des automatischen Schaltabschnitts 20 verknüpft ist. Gemäß diesem Befehl aktiviert der Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis 70 die Hydraulikstellglieder der hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtungen, die mit dem Schaltvorgang verknüpft sind, durch Betätigen der Linearsolenoidventile SL in dem Hydrauliksteuerschaltkreis, so dass der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durch Ausrücken der ausrückseitigen Eingriffsvorrichtung und Einrücken der einrückseitigen Eingriffsvorrichtung ausgeführt wird.
Eine Hybridsteuereinrichtung 84 betreibt die Kraftmaschine 8 in einem effizienten Betriebsbereich, während sie das Drehzahlverhältnis γ0 des elektrischen stufenlos variablen Getriebes des Differentialabschnitts 11 steuert, durch Ändern von sowohl der Verteilung der Antriebskraft von der Kraftmaschine 8 und dem zweiten Elektromotor M2 als auch der Reaktionskraft von der Energie, die von dem ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, so dass diese optimal sind. Beispielsweise berechnet die Hybridsteuereinrichtung 84 eine Sollabgabe (insbesondere eine erforderliche Abgabe) des Fahrzeugs aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Beschleuniger-Niederdrückbetrag A_CC als Betrag einer Abgabe, die von dem Fahrer angefordert wird, bei der Geschwindigkeit V, bei der das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt fährt. Die Hybridsteuereinrichtung 84 berechnet dann die notwendige Gesamtsollabgabe aus dieser Sollabgabe des Fahrzeugs und dem erforderlichen Ladewert und berechnet die Sollkraftmaschinenabgabe unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlusts, von Lasten von Hilfsvorrichtungen, und des Unterstützungsdrehmoments des zweiten Motors M2 und dergleichen, um diese Sollgesamtabgabe zu erhalten. Die Hybridsteuereinrichtung 84 steuert dann die Kraftmaschine 8, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E und das Kraftmaschinendrehmoment T_E zu erhalten, die diese Sollkraftmaschinenabgabe erzielen können, und steuert ebenso die Energiemenge, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird.
Beispielsweise führt die Hybridsteuereinrichtung 84 diese Steuerung unter Berücksichtigung des Gangs des automatischen Schaltabschnitts 20 aus, um die Kraftstoffleistung und den Kraftstoffwirkungsgrad und dergleichen zu verbessern. Mit dieser Art einer Hybridsteuerung wird der Differentialabschnitt 11 veranlasst, als elektrisches stufenlos variables Getriebe zu funktionieren, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E zu erzielen, die so eingerichtet ist, dass die Kraftmaschine 8 in einem effizienten Betriebsbereich arbeitet, und die Drehzahl des Übertragungselements 18, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und durch den Gang des automatischen Schaltabschnitts 20 eingestellt wird. Die Hybridsteuereinrichtung 84 steuert nämlich die Kraftmaschine 8 so, dass diese entlang der Kurve mit optimalem Kraftstoffwirkungsgrad (Kraftstoffwirkungsgrad-Kennfeld, Beziehung) der Kraftmaschine 8 arbeitet, wie durch die gestrichelte Linie in 9 gezeigt ist, die durch Versuche im voraus erhalten wird und gespeichert wird, um sowohl die Fahrbarkeit als auch den Kraftstoffwirkungsgrad während eines stufenlosen Fahrens in einem zweidimensionalen Koordinatensystem zu erzielen, das durch die Kraftmaschinendrehzahl N und das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 8 (insbesondere das Kraftmaschinendrehmoment) T_E ausgebildet ist. Beispielsweise bestimmt die Hybridsteuereinrichtung 84 den Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Schaltmechanismus 10, um das Kraftmaschinendrehmoment T_E und die Kraftmaschinendrehzahl N_E zum Erzeugen der notwendigen Kraftmaschinenabgabe zu erzielen, um die Sollabgabe zu decken (insbesondere die Sollgesamtabgabe und die erforderliche Antriebskraft). Die Hybridsteuereinrichtung 84 steuert dann das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 unter Berücksichtigung des Gangs des automatischen Schaltabschnitts 20, um den Sollwert zu erhalten, und steuert das Gesamtdrehzahlverhältnis γT, so dass es innerhalb des Bereichs stufenlos ist, über den ein Schalten möglich ist.
Dabei führt die Hybridsteuereinrichtung 84 elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wurde, zu der Energiespeichervorrichtung 56 und dem zweiten Elektromotor M2 über den Wandler 54 zu. Demgemäß wird Leistung von der Kraftmaschine 8 mechanisch auf das Übertragungselement 18 übertragen. Jedoch wird etwas der Leistung der Kraftmaschine 8 zum Erzeugen von Leistung mit dem ersten Elektromotor M1 verwendet (insbesondere verbraucht), wobei sie in elektrische Energie umgewandelt wird. Diese elektrische Energie wird dann durch den Wandler 54 zu dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt, bei dem sie verwendet wird, um den zweiten Elektromotor M2 anzutreiben, und die Leistung, die durch den zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird, wird dann auf das Übertragungselement 18 übertragen. Die Ausstattung, die sich auf den Prozess bezieht, der sich von der Erzeugung dieser elektrischen Energie erstreckt, bis diese elektrische Energie durch den zweiten Elektromotor M2 verbraucht wird, wandelt etwas der Leistung der Kraftmaschine 8 in elektrische Energie um und stellt einen elektrischen Pfad für diese elektrische Energie zur Verfügung, bis diese elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt ist.
Ebenso hält die Hybridsteuereinrichtung 84 die Kraftmaschinendrehzahl N_E im Wesentlichen konstant und steuert sie auf eine geeignete Drehzahl unter Verwendung der elektrischen CVT-Funktion des Differentialabschnitts 11, wie z. B. durch Steuern der ersten Elektromotordrehzahl N_M1, beispielsweise ungeachtet der Tatsache, ob das Fahrzeug angehalten ist oder fährt. Anders gesagt steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 auf eine geeignete Drehzahl, während sie die Kraftmaschinendrehzahl N_E im Wesentlichen konstant hält und diese auf eine geeignete Drehzahl steuert.
Wie beispielsweise aus der Liniengraphik in 3 entnehmbar ist, erhöht die Hybridsteuereinrichtung 84 die Elektromotordrehzahl N_M1, während sie die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 aufrechterhält, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V beschränkt wird (insbesondere die Drehzahl der Antriebsräder 34), wenn die Kraftmaschinendrehzahl N_E sich erhöht, während das Fahrzeug fährt. Ebenso steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf eine vorbestimmte Drehzahl durch Steuern der ersten Elektromotordrehzahl N_M1, wenn der automatische Schaltabschnitt 20 schaltet. Beispielsweise, wenn die Hybridsteuereinrichtung 84 die Kraftmaschinendrehzahl N_E im Wesentlichen konstant hält, während der automatische Schaltabschnitt 20 schaltet, ändert sie die erste Elektromotordrehzahl N_M1 in der Richtung, die entgegengesetzt zu der Änderung der zweiten Elektromotordrehzahl N_M2 infolge eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ist, während sie die Kraftmaschinendrehzahl N_E im Wesentlichen konstant hält.
Ebenso gibt die Hybridsteuereinrichtung 84 zahlreiche Befehle entweder individuell oder in Kombination mit der Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 ab. Diese Befehle sind i) ein Befehl zum Steuern des elektronischen Drosselventils 62 zum Öffnen und Schließen unter Verwendung des Drosselstellglieds 64 für eine Drosselsteuerung, ii) ein Befehl zum Steuern der Kraftstoffeinspritz-Menge und -Zeitabstimmung von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, und iii) ein Befehl zum Steuern der Zündzeitabstimmung mit der Zündvorrichtung 68, wie z. B. einer Zündeinrichtung für eine Zündzeitabstimmungssteuerung. Die Hybridsteuereinrichtung 84 weist nämlich funktionell eine Kraftmaschinenabgabe-Steuereinrichtung zum Ausführen einer Abgabesteuerung der Kraftmaschine 8 zum Erzeugen der notwendigen Kraftmaschinenabgabe auf.
Beispielsweise führt die Hybridsteuereinrichtung 84 grundsätzlich eine Drosselsteuerung zum Erhöhen des Drosselventilöffnungsbetrags θ_TH aus, wenn sich der Beschleuniger-Niederdrückbetrag A_CC erhöht, durch Antreiben des Drosselstellglieds 60 auf der Grundlage des Beschleuniger-Niederdrückbetrags A_CC aus einer Beziehung, die im voraus gespeichert ist, die nicht gezeigt ist. Ebenso führt die Kraftmaschinenabgabe-Steuervorrichtung 58 eine Kraftmaschinen-Drehmomentsteuerung durch Steuern der Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und durch Steuern der Zündzeitabstimmung durch die Zündvorrichtung 68, wie z. B. einer Zündeinrichtung für eine Zündzeitabstimmungssteuerung und dergleichen zusätzlich zum Steuern des elektronischen Drosselventils 62 aus, das unter Verwendung des Drosselstellglieds 64 für eine Drosselsteuerung geöffnet und geschlossen wird.
Ebenso kann die Hybridsteuereinrichtung 84 das Fahrzeug unter Verwendung des Motors (insbesondere beim Motorfahren) unter Verwendung der elektrischen CVT-Funktion (des Differentialbetriebs) des Differentialabschnitts 11 ungeachtet der Tatsache fahren, ob die Kraftmaschine 8 angehalten ist oder im Leerlauf ist.
Beispielsweise bestimmt die Hybridsteuereinrichtung 84, ob das Fahrzeug sich in der Motorfahrregion oder der Kraftmaschinenfahrregion befindet, auf der Grundlage des Fahrzeugzustands, der durch das erforderliche Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Schaltabschnitts 20 und die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Beziehung (Antriebsleistungsquellen-Umschaltliniengraphik, Antriebsleistungsquellen-Kennfeld) angegeben wird, das eine Grenzlinie für die Kraftmaschinenfahrregion und die Motorfahrregion hat, um die Antriebsleistungsquelle zum Fahren zwischen der Kraftmaschine 8 und dem zweiten Elektromotor M2 umzuschalten. Diese Beziehung verwendet die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Schaltabschnitts 20 als Variablen, wie in 8 gezeigt ist, und ist im voraus gespeichert. Die Hybridsteuereinrichtung 84 führt dann entweder ein Motorfahren oder ein Kraftmaschinenfahren auf der Grundlage dieser Bestimmung aus. Das Antriebsleistungsquellen-Kennfeld, das durch die durchgezogene Linie A in 8 gezeigt ist, ist im voraus gemeinsam mit einem Schaltkennfeld gespeichert, das beispielsweise die durchgezogenen Linien und die abwechselnd langen und kurzen gestrichelten Linien in 8 zeigt. Auf diesem Weg wird das Motorfahren durch die Hybridsteuereinrichtung 84 in der Region mit relativ geringem Ausgangsdrehmoment T_OUT ausgeführt, insbesondere der Region mit niedrigem Kraftmaschinendrehmoment T_E, in der der Kraftmaschinenwirkungsgrad typischerweise schlechter ist als der Region mit hohem Drehmoment, oder der Region mit relativ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit V, insbesondere der Region mit niedriger Last, wie 8 entnehmbar ist.
Während des Motorfahrens steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 mit einer negativen Drehzahl zum Unterdrücken des Schleppwiderstands von der angehaltenen Kraftmaschine 8 und zum Verbessern des Kraftstoffwirkungsgrads. Beispielsweise gestattet die Hybridsteuereinrichtung 84, dass der erste Elektromotor M1 im Leerlauf dreht, durch Beseitigen der Last an diesem, und hält die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf Null oder im Wesentlichen Null, wenn es notwendig ist, unter Verwendung der elektrischen CVT-Funktion (des Differentialbetriebs) des Differentialabschnitts 11.
Ebenso wird in der Kraftmaschinenfahrregion auch die so genannte Drehmomentunterstützung zum Unterstützen der Leistung der Kraftmaschine 8 durch die Hybridsteuereinrichtung 84 unter Zufuhr von elektrischer Energie von dem erste6n Elektromotor M1 von dem elektrischen Pfad, der vorstehend beschrieben ist, und/oder der elektrischen Energie von der Energiespeichervorrichtung 56 zu dem zweiten Elektromotor M2 und Antreiben dieses zweiten Elektromotors M2 ermöglicht, um ein Drehmoment auf die Antriebsräder 34 aufzubringen.
Ebenso versetzt die Hybridsteuereinrichtung 84 den ersten Elektromotor M1 in einen lastfreien Zustand, um somit zu gestatten, dass dieser sich frei dreht (insbesondere leerläuft). Als Folge kann der Differentialabschnitt 11 in einen Zustand versetzt werden, der äquivalent zu dem Zustand ist, in dem die Übertragung des Drehmoments unterbrochen ist, insbesondere in einen Zustand versetzt werden, in dem der Leistungsübertragungspfad in dem Differentialabschnitt 11 unterbrochen ist, und gibt es keine Abgabe von dem Differentialabschnitt 11. Die Hybridsteuereinrichtung 84 kann nämlich den Differentialabschnitt 11 in einen neutralen Zustand versetzen, in dem der Leistungsübertragungspfad elektrisch unterbrochen ist, indem der erste Elektromotor M1 in einen lastfreien Zustand versetzt wird.
Außerdem kann in Abhängigkeit von dem Zustand des Fahrzeugs ein Schaltvorgang des automatischen Schaltabschnitts 20 auch während des Motorfahrens durchgeführt werden, wie in 18 gezeigt ist, die vorstehend beschrieben ist, wie aus dem Antriebsleistungsquellen-Kennfeld und dem Schaltkennfeld erkennbar ist, die in 8 gezeigt sind. Wenn in diesem Fall die Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14 sich ändert und die Trägheitswirkung aus dieser Änderung größer als der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 selbst ist, wird der erste Elektromotor M1 während des Motorfahrens veranlasst, leerzulaufen. Daher besteht eine Möglichkeit, dass sich die Kraftmaschinendrehzahl N_E ändern kann, insbesondere diese nicht auf Null oder im Wesentlichen Null gehalten werden kann. Diese Art eines Phänomens kann eine nachteilige Wirkung auf die Fahrbarkeit aufgrund der Trägheitswirkung haben, die das Ausgangsdrehelement des Differentialabschnitts 11 (insbesondere den Übertragungsmechanismus 18) beeinträchtigt. Insbesondere kann, wie in 18 gezeigt ist, wenn ein Hochschalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird, die Kraftmaschinendrehzahl N_E in einen negativen Drehzahlbereich eintreten, was die Haltbarkeit der Kraftmaschine 8 verringern kann.
Daher ist in diesem Ausführungsbeispiel die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 zum Steuern der Kraftmaschinendrehzahl vorgesehen, wenn ein Schaltvorgang während des Motorfahrens durchgeführt wird. Die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 hält die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf einer vorbestimmten Kraftmaschinendrehzahl N_E', die höher als Null ist, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird. Anders betrachtet führt die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 eine synchrone Steuerung gemäß dem Fortschritt des Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durch, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E mit der vorbestimmten Kraftmaschinendrehzahl N_E' durch zeitweiliges Antreiben des ersten Elektromotors M1 in Übereinstimmung gelangt.
Die vorbestimmte Kraftmaschinendrehzahl N_E' ist eine Drehzahl, die höher als Null ist, die zeitweilig eingestellt wird, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird, und ist eine Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E', die im voraus erhalten wird und gespeichert wird, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E nicht in den negativen Drehzahlbereich eintreten wird, auch wenn die Kraftmaschinendrehzahl N_E sich aus der Trägheitswirkung infolge des Schaltvorgangs des automatischen Schaltabschnitts 20 ändert. Außerdem ist diese vorbestimmte Drehzahl N_E' ein vorbestimmter Wert, aber im Hinblick auf die Gestattung einer Änderung der Kraftmaschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (wie z. B. 20 U/min) kann ein vorbestimmter Drehzahlbereich als vorbestimmter Bereich anstelle des vorbestimmten Werts eingerichtet werden.
Wenn demgemäß ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird, wird eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl N_E aufgrund der Trägheitswirkung unterdrückt. Als Folge wird die Wirkung auf das Ausgangsdrehelement des Differentialabschnitts 11 unterdrückt, so dass sich die Fahrbarkeit verbessert. Insbesondere wird unterbunden, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E in einen negativen Drehzahlbereich während eines Hochschaltens in dem automatischen Schaltabschnitt 20 eintritt, so dass sich die Haltbarkeit der Kraftmaschine 8 verbessert.
Genauer gesagt bestimmt eine Kraftmaschinenschlepp-Bestimmungseinrichtung 88, ob der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 verringert sich, wenn die Öltemperatur sich erhöht und sich die Viskosität des Kraftmaschinenöls infolgedessen verringert. Beispielsweise bestimmt die Kraftmaschinenschlepp-Bestimmungseinrichtung 88, ob der Schleppwiderstand der Kraftmaschine 8 einen vorbestimmten Wert übersteigt, auf der Grundlage der Tatsache, ob die Temperatur des Kraftmaschinenöls, die durch einen Öltemperatursensor erfasst wird, der nicht gezeigt ist, gleich wie oder geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist. Der Temperaturwert ist ein Wert des normalen Schleppwiderstands von der Kraftmaschine 8, bei dem die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf Null oder im Wesentlichen Null während des Motorfahrens gehalten werden kann. Die vorbestimmte Temperatur ist die Temperatur des Kraftmaschinenöls, bei der der normale Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 überschritten wird, und wird im voraus durch Versuche erhalten. Auf diesem Weg bestimmt die Kraftmaschinenschlepp-Bestimmungseinrichtung 88, ob der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 normal ist.
Wenn die Kraftmaschinenschlepp-Bestimmungseinrichtung 88 bestimmt, dass der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 nicht normal ist, unterbindet die Hybridsteuereinrichtung 84 das Motorfahren und setzt das Kraftmaschinenfahren fort oder schaltet zu dem Kraftmaschinenfahren um, auch wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug sich in dem Motorfahrbereich befindet, nämlich auf der Grundlage des Fahrzeugzustands von dem Antriebsleistungsquellen-Kennfeld, wie beispielsweise in 8 gezeigt ist.
Wenn die Hybridsteuereinrichtung 84 bestimmt, dass das Fahrzeug sich in dem Motorfahrbereich befindet, bestimmt die Motorfahr-Bestimmungseinrichtung 90, ob das Motorfahren gerade ausgeführt wird.
Wenn die Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten den Gang bestimmt, auf den der automatische Schaltabschnitt 20 geschaltet werden sollte, bestimmt die Schaltbestimmungseinrichtung 92 für den Schaltabschnitt, ob ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wurde.
Eine Soll-Kraftmaschinendrehzahl-Einstelleinrichtung 94, die die Soll-Kraftmaschinendrehzahl einstellt, wenn ein Schaltvorgang während des Motorfahrens durchgeführt wird, stellt zeitweilig die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' für die Zeitdauer während des Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durch die Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten ein, beispielsweise für die Zeitdauer von dem Zeitpunkt, dass die Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs (im Folgenden ebenso als „Schaltbestimmung" bezeichnet) in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durch die Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten gemacht wird, bis dieser Schaltvorgang endet, wenn i) die Kraftmaschinenschlepp-Bestimmungseinrichtung 88 bestimmt hat, dass der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 normal ist, ii) die Motorfahr-Bestimmungseinrichtung 90 bestimmt hat, dass das Motorfahren durch die Hybridsteuereinrichtung 84 gerade durchgeführt wird, und iii) die Schaltbestimmungseinrichtung 92 bestimmt hat, dass der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wurde. Das Ende des Schaltvorgangs ist beispielsweise der Punkt, an dem die Trägheitsphase endet, und ist der Punkt innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz, die im voraus durch Versuche erhalten wird, und zum Bestimmen eingestellt wird, dass die Drehzahldifferenz zwischen der Istdrehzahl N_IN der Eingangswelle 14 und des geschätzten Werts der Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14 nach dem Schaltvorgang (= Drehzahlverhältnis 7, das der Ausgangswellendrehzahl N_OUT entspricht x Gang, auf den der automatische Schaltabschnitt 20 zu schalten ist), diejenige ist, die nach dem Schaltvorgang vorliegen würde.
Die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' kann auf einen konstanten Wert eingestellt werden. Beispielsweise kann die zum Antreiben des Elektromotors M1 verbrauchte Leistung durch Einstellen der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' auf einen möglichst kleinen Wert niedrig gehalten werden, ohne dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E in den negativen Drehzahlbereich eintritt, nämlich gemäß dem Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Soll-Kraftmaschinendrehzahlen N_E1 bis N_E4 zeigt, die für einen jeweiligen Gang vor einem Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 eingestellt werden. Wenn die Drehzahlverhältnisstufen (= γ(n)/γ(n + 1)) im Wesentlichen gleich sind, wird, wie in 2 gezeigt ist, der Betrag einer Änderung der Drehzahl (insbesondere die Änderungsbreite) der Eingangswelle 14 während eines Schaltvorgangs sich vergrößern, was eine größere Trägheitswirkung zur Folge hat, je niedriger der Gang ist, in dem der automatische Schaltabschnitt 20 geschaltet wird, wenn dies bei derselben Fahrzeuggeschwindigkeit betrachtet wird. Daher wird die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' verstärkt höher für verstärkt niedrigere Gänge eingestellt (insbesondere Gänge mit verstärkt größerem Drehzahlverhältnis), um genug Spielraum zu lassen, so dass die Kraftmaschinendrehzahl nicht in den negativen Drehzahlbereich eintritt. Die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1, die zum Fahren im 1. Gang eingestellt wird, ist nämlich auf den höchsten Wert eingestellt. Die Soll-Kraftmaschinendrehzahlen N_E2 und N_E3 sind progressiv niedriger für die progressiv höheren Gänge eingestellt und die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E4, die zum Fahren im 4. Gang eingestellt wird, ist auf den niedrigsten Wert eingestellt.
Die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 hält die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E', die durch die Soll-Kraftmaschinendrehzahl-Einstelleinrichtung 94 eingestellt wird, während ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird, beispielsweise für eine Zeitdauer von einem vorbestimmten Zeitpunkt, bevor die Trägheitsphase während dieses Schaltvorgangs startet, bis die Trägheitsphase endet. Beispielsweise bringt die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 die Kraftmaschinendrehzahl N_E rasch in Übereinstimmung mit der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' durch Antreiben des ersten Elektromotors M1 und durch Anheben der ersten Elektromotordrehzahl N_M1 für eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem Start der Trägheitsphase, beispielsweise nachdem eine Zeitdauer, die im voraus durch Versuche erhalten wird und eingestellt wird, verstrichen ist, nachdem ein Schaltbefehl für den automatischen Schaltabschnitt 20 durch die Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten abgegeben wurde. Die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 gibt dann einen Befehl an die Hybridsteuereinrichtung 84 zum Ausführen einer synchronen Steuerung ab, die den ersten Elektromotor M1 antreibt und die erste Elektromotordrehzahl N_M1 gemäß einer ersten Elektromotordrehzahl-Änderungsrate (im Folgenden einfach als „M1-Solländerungsrate" bezeichnet) ΔN_M1' ändert, die mit der Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 infolge eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 übereinstimmt, um die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' vom Start der Trägheitsphase bis zum Ende der Trägheitsphase aufrechtzuerhalten.
Die vorbestimmte Zeitdauer vor dem Start der Trägheitsphase ist beispielsweise die Zeit, die notwendig ist, um die Kraftmaschinendrehzahl N_E zu erhöhen, so dass sie schon auf der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' ist, wenn die Trägheitsphase startet. Ebenso ist der Start der Trägheitsphase beispielsweise der Punkt, bei dem der Änderungsbetrag der Istdrehzahl N_IN der Eingangswelle 14 einen vorbestimmten Änderungsbetrag übersteigt, der im voraus durch Versuche erhalten wird und eingestellt wird, um zu bestimmen, dass die Trägheitsphase gestartet hat.
10 zeigt ebenso ein Beispiel von M1-Solländerungsraten ΔN_M11 bis N_M14, die für einen jeweiligen Gang vor einem Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 eingerichtet werden. Gerade wenn die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' eingestellt wird, vergrößert sich der Änderungsbetrag der Drehzahl der Eingangswelle 14 während eines Schaltvorgangs, je niedriger der Gang ist, so dass die M1-Solländerungsrate ΔN_M1' so eingerichtet wird, dass sie sich vergrößert, je niedriger der Gang ist. Die M1-Solländerungsrate ΔN_M11 ist nämlich auf den höchsten Wert eingerichtet, die M1-Solländerungsraten ΔN_M12 und ΔN_M13 sind progressiv niedriger für progressiv höhere Gänge eingestellt, und die M1-Solländerungsrate ΔN_M14 ist auf den niedrigsten Wert eingestellt.
Wenn auf diesem Weg ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird, hält die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' durch zeitweiliges Antreiben des ersten Elektromotors M1. Der erste Elektromotor M1 wird zu diesem Zeitpunkt unter Verwendung von Leistung angetrieben, die von der Energiespeichervorrichtung 56 empfangen wird.
Wenn dabei ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird, wird die erste Elektromotordrehzahl N_M1 gesteuert und wird ein Schaltvorgang in dem Differentialabschnitt 11 unter Berücksichtigung des Gangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt, so dass die Hybridsteuereinrichtung 84 den Betriebspunkt der Kraftmaschine 8 auf die Kurve mit optimalem Kraftstoffwirkungsgrad einstellt, so dass beispielsweise der Betriebspunkt der Kraftmaschine 8 im Wesentlichen vor und nach dem Schaltvorgang konstant gehalten wird. Wenn die erste Elektromotordrehzahl N_M1 zu diesem Zeitpunkt gesteuert wird, wird die Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, zu der Energiespeichervorrichtung 56 und dem zweiten Elektromotor M2 über den Wandler 54 zugeführt.
Dabei ändert sich die Leistung, die geladen oder entladen werden kann (im Folgenden als „ladbare/entladbare Leistung" bezeichnet), insbesondere die Eingangsbeschränkung oder Ausgangsbeschränkung (im Folgenden als „Eingangs-/Ausgangsbeschränkung" bezeichnet) W_IN/W_OUT der Energiespeichervorrichtung 56 in Abhängigkeit der Energiespeichervorrichtungstemperatur TH_BAT und des Ladezustands SOC. Daher ist es notwendig, das Laden oder Entladen (im Folgenden als „Laden/Entladen" bezeichnet) der Energiespeichervorrichtung 56 auf der Grundlage der Eingangs-/Ausgangsbeschränkung W_IN/W_OUT zu beschränken (insbesondere zu begrenzen), so dass die Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung 56 sich nicht verringert. Alternativ oder zusätzlich ändert sich die mögliche Abgabe (insbesondere Leistung) P_M2, die von dem zweiten Elektromotor M2 erhalten werden kann, in Abhängigkeit der zweiten Elektromotortemperatur TH_M2, so dass die Abgabe P_M2 beschränkt ist. Daher ist es notwendig, die Abgabe von dem zweiten Elektromotor M2 auf innerhalb des Bereichs der möglichen Abgabe P_M2 zu beschränken.
Wenn demgemäß Beschränkungen auf das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 und die Abgabe des zweiten Elektromotors M2 auferlegt werden, kann die Leistung, die von der Energiespeichervorrichtung 56 zugeführt wird, wenn der erste Elektromotor M1 angetrieben wird, wie vorstehend beschrieben wird, und/oder die Leistung, die zu der Energiespeichervorrichtung 56 von dem zweiten Elektromotor M2 während der Leistungserzeugung mit dem ersten Elektromotor M1 zugeführt wird, nicht im Gleichgewicht stehen. Als Folge kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 nicht geeignet gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird, was einen Schaltstoß verstärken kann. Auch wenn dabei eine Beschränkung vorliegt, die auf die Abgabe des ersten Elektromotors M1 auferlegt wird, kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 nicht geeignet gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird.
Daher macht in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel eine Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung, um einen Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchzuführen, so dass weniger Leistung von der Energiespeichervorrichtung 56 entladen und zu dieser geladen wird, die Energie zuführt, wenn der erste Elektromotor M1 antreibt, oder die Energie lädt, wenn der erste Elektromotor M1 Leistung erzeugt, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 im Vergleich mit dem Fall beschränkt wird, dass das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt wird.
Genauer gesagt bestimmt die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98, ob eine Beschränkung auf die Übertragung von Leistung mit Bezug auf die Energiespeichervorrichtung 56 auferlegt ist, ob insbesondere das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist. Beispielsweise berechnet die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 die Eingangsbeschränkung W_IN und die Ausgangsbeschränkung W_OUT auf der Grundlage der Energiespeichervorrichtungstemperatur TH_BAT und des Ladezustands SOC und bestimmt dann, ob das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, auf der Grundlage der Tatsache, ob zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist. Die Bedingungen sind i) dass die berechnete Eingangsbeschränkung W_IN gleich wie oder geringer als ein Eingangsbeschränkungs-Schwellwert W_INth ist, der im voraus als Ladebeschränkungs-Bestimmungswert eingerichtet wurde, und ii) dass die Ausgangsbeschränkung W_OUT gleich wie oder geringer als ein Ausgangsbeschränkungs-Schwellwert W_OUTth ist, der im voraus als Entladebeschränkungs-Bestimmungswert eingerichtet wurde.
11 ist eine Graphik (Eingangs-/Ausgangsbeschränkungs-Kennfeld), die die Beziehung, die durch Versuche im voraus erhalten wurde, zwischen der Energiespeichervorrichtungstemperatur TH_BAT und den Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen W_IN/W_OUT zeigt. Ebenso ist 12 eine Graphik (ein Eingangs-/Ausgangsbeschränkungs- Korrekturkoeffizientenkennfeld), das die Beziehung, die durch Versuche im voraus erhalten wurde, zwischen dem Ladezustand SOC und dem Korrekturkoeffizienten für die Eingangs-/Ausgangsbeschränkungen W_IN/W_OUT zeigt. Die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 berechnet den Basiswert für die Eingangsbeschränkung W_IN und den Basiswert für die Ausgangsbeschränkung W_OUT auf der Grundlage der Energiespeichervorrichtungstemperatur TH_BAT aus dem Eingangs-/Ausgangsbeschränkungs-Kennfeld, das beispielsweise in 11 gezeigt ist. Dann berechnet die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 den Eingangsbeschränkungs-Korrekturkoeffizienten und den Ausgangsbeschränkungs-Korrekturkoeffizienten auf der Grundlage des Ladezustands SOC aus dem in 12 gezeigten Eingangs-/Ausgangsbeschränkungs-Korrekturkoeffizientenkennfeld. Dann berechnet die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 die Eingangsbeschränkung W_IN durch Multiplizieren des Eingangsbeschränkungs-Korrekturkoeffizienten mit dem Basiswert für die Eingangsbeschränkung W_IN und berechnet die Ausgangsbeschränkung W_OUT durch Multiplizieren des Ausgangsbeschränkungs-Korrekturkoeffizienten mit dem Basiswert für die Ausgangsbeschränkung W_OUT.
Eine Elektromotorabgabebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 100 bestimmt, ob die Abgabe des ersten Elektromotors M1 und/oder die Abgabe des zweiten Elektromotors M2 beschränkt werden/wird. Beispielsweise berechnet die Elektromotorabgabebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 100 zuerst mögliche Elektromotorabgaben P_M1 und P_M2 auf der Grundlage der Ist-Elektromotortemperaturen TH_M1 bzw. TH_M2 aus der Beziehung (Elektromotorabgabe-Graphik), die durch Versuche im voraus erhalten wird, zwischen der Elektromotortemperatur TH_M und der Elektromotorabgabe (Antrieb/Leistungserzeugung) P_M, wie in 13 gezeigt ist. Dann bestimmt die Elektromotorabgabebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 100, ob die Abgabe des Elektromotors M1 und M2 beschränkt ist, auf der Grundlage der Tatsache, ob zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist. Die Bedingungen sind i) dass die berechnete Elektromotorabgabe P_M1 gleich wie oder geringer als ein erster Elektromotorabgabebeschränkungs-Schwellwert P_M1th ist, der im voraus als Abgabebeschränkungs-Bestimmungswert eingerichtet wurde, und ii) dass die zweite Elektromotorabgabe P_M2 gleich wie oder geringer als ein zweiter Elektromotorabgabebeschränkungs-Schwellwert P_M2th ist, der im voraus als Abgabebeschränkungs-Bestimmungswert eingerichtet wurde.
Die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen schaltet den automatischen Schaltabschnitt 20 bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 bestimmt hat, dass das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, als sie es tut, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist, und/oder wenn die Elektromotorabgabebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 100 bestimmt hat, dass die Abgabe des Elektromotors M1 und M2 beschränkt ist, als sie es tut, wenn die Abgabe des Elektromotors M1 und M2 nicht beschränkt ist. Die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen schaltet nämlich den automatischen Schaltabschnitt 20 bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit, um den Betrag der Energie, der zum Antreiben des Elektromotors M1 oder zum Erzeugen von Energie mit dem ersten Elektromotor M1 verwendet wird, durch Verringern der Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 niedrig zu halten, wenn der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird.
Die 14A und 14B sind Graphiken, die eine vergrößerte Ansicht der Motorfahrregion in dem Antriebsleistungsquellenkennfeld und dem Schaltkennfeld zeigen, das in 8 gezeigt ist. 14A zeigt ein Beispiel von 1. ←→ 2. Schaltlinien in einem ersten Schaltkennfeld (Schaltkennfeld A), die beispielsweise normalerweise eingerichtet werden, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung nicht beschränkt ist und/oder wenn die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 nicht beschränkt ist. 14B zeigt ein Beispiel von 1. ←→ 2. Schaltlinien in einem zweiten Schaltkennfeld (Schaltkennfeld B), die beispielsweise eingerichtet werden, wenn das Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist und/oder wenn die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 beschränkt ist. Das Schaltkennfeld B, das in 14B gezeigt ist, wird derart eingerichtet, dass ein Schaltvorgang bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt wird, als er mit dem Schaltkennfeld A durchgeführt wird, das normalerweise eingerichtet ist, wie in 14A gezeigt ist. Wenn nämlich ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist und/oder die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 beschränkt ist, wird die Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 durch Ausführen eines Schaltvorgangs bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit im Vergleich mit dem Fall verringert, dass ein normaler Schaltvorgang durchgeführt wird. Beispielsweise ist die 1. → 2.-Hochsohaltlinie so eingerichtet, dass nur ein geringer Energiebetrag (Leistung) notwendig ist, um die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 unter Verwendung des ersten Elektromotors M1 während eines 1. → 2.-Hochschaltens zu erhöhen.
Die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen wählt das Schaltkennfeld A aus, das normalerweise eingerichtet ist, wenn die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 bestimmt hat, das das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist, und die Elektromotorabgabebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 100 bestimmt hat, dass die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 nicht beschränkt ist. Andererseits wählt die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen das Schaltkennfeld B, in dem der Schaltpunkt zu der Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit des normalen Schaltpunkts verändert wurde, so dass es eine geringere Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 gibt, anstelle des Schaltkennfelds A aus, das normalerweise eingerichtet wird, wenn die Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 bestimmt hat, dass das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, im Vergleich mit dem Fall, dass das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist und/oder wenn die Elektromotorabgabebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 100 bestimmt hat, dass die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 beschränkt ist, im Vergleich mit dem Fall, dass die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 nicht beschränkt ist. Die Steuereinrichtung 82 für gestuftes Schalten macht eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 gemäß dem Schaltkennfeld, das durch die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen ausgewählt wurde, und führt dann den Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 aus. Anders gesagt ändert dann, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist und/oder wenn die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 beschränkt ist, die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen im Wesentlichen den normalen Schaltpunkt an dem Schaltkennfeld in Richtung der Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit.
Demgemäß wird die Energie zum Antreiben oder zum Erzeugen von Leistung mit dem Elektromotor M1 gemindert, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird. Auch wenn daher das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist und/oder auch wenn die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 beschränkt ist, ist es möglich, zu vermeiden, dass ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 unterbunden wird, oder dass das Motorfahren unterbunden wird, da die erste Elektromotordrehzahl N_M1 nicht geeignet gesteuert werden kann, wenn der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird. Ebenso wird die erzeugte Leistung des ersten Elektromotors M1 gemindert, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird, was die Leistung begrenzt, die zu dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt werden kann. Das kann als Berücksichtigung der Leistung während des Antreibens des zweiten Elektromotors M2 betrachtet werden, wenn die Schaltsteuereinrichtung für beschränktes Laden/Entladen die Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 macht, um die Leistung beim Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 zu verringern.
15 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine darstellt, die die Hauptbestandteile eines Steuerbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung 80 aufweist, insbesondere einen Steuerbetrieb zum Verbessern der Fahrbarkeit, wenn sie einen Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchführt, insbesondere einen Steuerbetrieb zum Verbessern der Haltbarkeit der Kraftmaschine 8 zusätzlich zu der Verbesserung der Fahrbarkeit, wenn der Schaltvorgang bei dem automatischen Schaltabschnitt 20 ein Hochschaltvorgang ist. Diese Routine wird wiederholt in einem extrem kurzen Zeitzyklus ausgeführt, wie z. B. ungefähr alle mehrere ms bis zu Vielfachen von 10 ms.
Ebenso ist 16 ein Ablaufdiagramm, das eine Routine darstellt, die die Hauptabschnitte eines Steuerbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung 80 aufweist, insbesondere einen Steuerbetrieb zum geeigneten Steuern der ersten Elektromotordrehzahl N_M1 während des Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in dem Ablaufdiagramm in 15, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist. Diese Routine wird wiederholt in einem extrem kurzen Zeitzyklus ausgeführt, wie z. B. ungefähr alle mehrere ms bis alle vielfache von 10 ms.
Darüber hinaus ist 17 ein Zeitdiagramm, das den Steuerbetrieb in den Ablaufdiagrammen in den 15 und 16 zeigt, und ein Beispiel eines Falls, in dem ein 1. → 2.-Hochschalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird.
In 15 wird zunächst in Schritt S1, der der Kraftmaschinenschlepp-Bestimmungseinrichtung 88 entspricht, bestimmt, ob der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 den vorbestimmten Wert übersteigt. Beispielsweise ist der Schleppwiderstand von der Kraftmaschine 8 gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert, wenn beispielsweise die Öltemperatur hoch ist und die Viskosität des Kraftmaschinenöls daher niedriger ist, oder wenn das falsche Kraftmaschinenöl verwendet wurde.
Wenn die Bestimmung in Schritt S1 NEIN ist, wird dann das Motorfahren unterbunden und wird das Kraftmaschinenfahren fortgesetzt, oder wird die Modusumschaltung von dem Motorfahren zu dem Kraftmaschinenfahren in Schritt S7 ausgeführt, der der Hybridsteuereinrichtung 84 entspricht, auch wenn der Fahrzeugzustand sich in der Motorfahrregion in dem in 8 gezeigten Antriebsleistungskennfeld befunden hat, da beispielsweise die Möglichkeit besteht, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E während des Motorfahrens nicht auf Null oder im Wesentlichen Null gehalten werden kann.
Wenn die Bestimmung in Schritt S1 JA ist, wird andererseits in Schritt S2, der der Motorfahr-Bestimmungseinrichtung 90 entspricht, bestimmt, ob das Motorfahren, das ausgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass der Fahrzeugzustand sich in der Motorfahrregion von dem Antriebsleistungskennfeld in 8 befindet, beispielsweise durchgeführt wird.
Wenn die Bestimmung in Schritt S2 NEIN ist, endet dieser Zyklus der Routine. Wenn jedoch die Bestimmung JA ist, wird dann in Schritt S3 bestimmt, der der Schaltbestimmungseinrichtung 92 entspricht, ob der Gang, in den der automatische Schaltabschnitt 20 schalten sollte, auf der Grundlage des Fahrzeugzustands aus dem Schaltkennfeld bestimmt wurde, das in 8 gezeigt ist, und das Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wurde.
Wenn die Bestimmung in Schritt S3 JA ist, wird die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E', wie beispielsweise in 10 gezeigt ist, zeitweilig in Schritt S4 eingerichtet, der der Soll-Kraftmaschinendrehzahl-Einstelleinrichtung 94 entspricht, gemäß dem Gang vor dem Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20, während der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt durchgeführt wird, beispielsweise während der Zeitdauer, seit die Bestimmung gemacht wurde, einen Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchzuführen, bis der Schaltvorgang beendet wurde. Beispielsweise wird die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' während eines Hochschaltens während des Fahrens in dem ersten Gang auf N_E1 eingerichtet.
Als Nächstes wird in Schritt S5, der der Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 entspricht, die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' aufrechterhalten, die in Schritt S4 eingestellt wurde, während ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird, beispielsweise für die Zeitdauer von einer vorbestimmten Zeitdauer vor dem Start der Trägheitsphase während dieses Schaltvorgangs bis zu dem Ende der Trägheitsphase. Beispielsweise wird die Kraftmaschinendrehzahl N_E rasch auf die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' durch Antreiben des Elektromotors M1 und Anheben der ersten Elektromotordrehzahl N_M1 angehoben, nachdem eine eingerichtete Zeitdauer, die im voraus durch Versuche erhalten wurde, verstrichen ist, nachdem ein Schaltbefehl für den automatischen Schaltabschnitt 20 abgegeben wurde. Zusätzlich wird ein Befehl abgegeben, um eine synchrone Steuerung durchzuführen, die die erste Elektromotordrehzahl N_M1 durch Antreiben des ersten Elektromotors M1 gemäß der M1-Solländerungsrate ΔN_M1' ändert, wie diejenige, die beispielsweise in 10 gezeigt ist, die mit der Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 infolge eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 übereinstimmt, um die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' von dem Start der Trägheitsphase bis zum Ende der Trägheitsphase aufrechtzuerhalten. In dieser synchronen Steuerung kann beispielsweise die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E so rückgeführt geregelt werden, dass sie in einen vorbestimmten Bereich der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' gelangt. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 auf der Grundlage der Drehzahl oder der Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 geändert werden, und kann diese erste Elektromotordrehzahl N_M1 rückgeführt geregelt werden, so dass sie in einen vorbestimmten Bereich der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' gelangt.
Wenn auf diesem Weg der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird, wird die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' durch Antreiben des ersten Elektromotors M1 gehalten. Dabei kann die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' oder die M1-Solländerungsrate ΔN_M1' auf der Grundlage der Ergebnisse des Steuerbetriebs der Schritte S3 bis S5 lernend gesteuert werden, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E geeigneter auf der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' gehalten werden kann.
Wenn beispielsweise die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E in hohem Maße von der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' abweicht, wird die nächste Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' für denselben Gang so korrigiert, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E nicht in die Nähe von Null gelangen wird. Wenn nämlich die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E mit Bezug auf die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' nahe an Null ist, wird die nächste Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' für denselben Gang höher eingerichtet.
Wenn ebenso beispielsweise die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E in hohem Maße von der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' abweicht, wird die nächste M1-Solländerungsrate ΔN_M1' für denselben Gang korrigiert, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E nicht in die Nähe von Null gelangen wird. Wenn nämlich die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E mit Bezug auf die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' nahezu Null ist, wird der eingerichtete Wert für die nächste M1-Solländerungsrate ΔN_M1' auf einen größeren Wert eingerichtet, so dass die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E rascher die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' erreicht.
Wenn andererseits die Bestimmung in Schritt S3 NEIN ist, wurde dann ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 nicht durchgeführt, so dass es nicht notwendig ist, die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' einzurichten, wie es in Schritt S4 getan wird, und die Kraftmaschinendrehzahl-Steuerung auf der Grundlage der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E', wie z. B. diejenige, die in Schritt S5 ausgeführt wird, wird in Schritt S6 nicht durchgeführt, der der Soll-Kraftmaschinendrehzahl-Einstelleinrichtung 94 und der Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 entspricht.
In 16 wird zunächst in Schritt S11, der der Lade-/Entladebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 98 entspricht, bestimmt, ob die Übertragung der Leistung von der Energiespeichervorrichtung 56 und zu dieser beschränkt ist, insbesondere ob das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist.
Wenn die Bestimmung in Schritt S11 NEIN ist, wird dann in Schritt S12 bestimmt, der der Elektromotorabgabebeschränkungs-Bestimmungseinrichtung 100 entspricht, auf der Grundlage von beispielsweise der erzeugten Wärme, ob die Abgabe des ersten Elektromotors M1 und/oder des zweiten Elektromotors M2 beschränkt ist.
Wenn die Bestimmung in Schritt S12 NEIN ist, wird dann das Schaltkennfeld A, das normalerweise eingerichtet wird, in Schritt S14 ausgewählt, der der Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen entspricht. Dann wird in Schritt S3 in 15 der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 gemäß diesem Schaltkennfeld A bestimmt und wird der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt.
Wenn andererseits die Bestimmung in Schritt S11 JA ist oder die Bestimmung in Schritt S12 JA ist, wird dann das Schaltkennfeld B, in dem der Schaltpunkt zu der Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit bezüglich des normalen Schaltpunkts geändert ist, so dass eine geringere Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 vorliegt, anstelle des normalerweise eingerichteten Schaltkennfelds A in Schritt S13 ausgewählt, der der Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen entspricht. In Schritt S3 in 15 wird der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 auf der Grundlage dieses Schaltkennfelds B bestimmt und wird der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt. Demgemäß wird der Betrag der Energie, der von der Energiespeichervorrichtung 56 und zu dieser transportiert wird, verringert. In ähnlicher Weise wird ebenso die Abgabe der Elektromotoren M1 und M2 verringert.
In 17 gibt ein Zeitpunkt t₁ den Punkt an, an dem ein 1. → 2.-Hochschalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens bestimmt wird, und gleichzeitig die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' auf N_E1 eingerichtet wird. Von dem Zeitpunkt t₂ werden dann die Hydraulikdruck-Befehlswerte für Ausrückdrücke und Einrückdrücke zum Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 abgegeben und schreitet der 1. → 2.-Hochschaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 voran. Der Zeitpunkt t₄ ist der Startpunkt der Trägheitsphase, wenn die Drehzahl N_IN der Eingangswelle 14 sich zu ändern beginnt, wenn der 1. → 2.-Hochschaltvorgang voranschreitet. Der Zeitpunkt t₅ ist der Schaltendpunkt, an dem diese Trägheitsphase endet.
Bei dem 1. → 2.-Hochschaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 wird während des Motorfahrens der erste Elektromotor M1 angetrieben und wird die erste Elektromotordrehzahl N_M1 rasch vom Zeitpunkt t₃ erhöht, der eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem Zeitpunkt t₄ liegt, so dass zum Zeitpunkt t₄ die Kraftmaschinendrehzahl N_E schon mit der Soll-Drehzahl N_E1 übereinstimmt. Ebenso wird vom Zeitpunkt t₄ bis zum Zeitpunkt t₅ die erste Elektromotordrehzahl N_M1 gemäß der M1-Solländerungsrate ΔN_M11 erhöht, die mit der Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 von dem 1. → 2.-Hochschaltvorgang des automatischen Schaltabschnitts 20 übereinstimmt, und wird eine synchrone Steuerung durch den ersten Elektromotor M1 durchgeführt, der die Soll-Drehzahl N_E1 aufrechterhält. In dieser synchronen Steuerung kann beispielsweise die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E ebenso rückgeführt geregelt werden, so dass sie in einen vorbestimmten Bereich der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1 gelangt. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 auf der Grundlage der Drehzahl oder der Änderung der Drehzahl der Eingangwelle 14 geändert werden, und kann diese erste Elektromotordrehzahl N_M1 rückgeführt geregelt werden, so dass sie in einen vorbestimmten Bereich der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1 gelangt.
Ebenso kann die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1 oder die M1-Solländerungsrate ΔN_M11 lernend von den aufeinanderfolgenden Ergebnissen des 1. → 2.- Hochschaltvorgangs des automatischen Schaltabschnitts 20 gesteuert werden. Wenn beispielsweise die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E in hohem Maße von der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1 abweicht, wird die nächste Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1 so korrigiert, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E nicht nahezu Null werden wird. Wenn nämlich die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E mit Bezug auf die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' nahezu Null ist, wird die nächste Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1 höher eingerichtet. Wenn ebenso beispielsweise die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E in hohem Maße von der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E1 abweicht, wird die nächste M1-Solländerungsrate ΔN_M11 korrigiert, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E nicht nahezu Null werden wird. Wenn nämlich die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E mit Bezug auf die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' nahezu Null ist, wird der Wert für die nächste M1-Solländerungsrate ΔN_M11 auf einen größeren Wert eingerichtet, so dass die Ist-Kraftmaschinendrehzahl N_E die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' rascher erreicht.
Demgemäß wird in einem 1. → 2.-Hochschaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens die Wirkung auf das Ausgangsdrehelement des Differentialabschnitts 11 unterdrückt, um dadurch die Fahrbarkeit zu verbessern, indem die Änderung der Kraftmaschinendrehzahl N_E aus der Trägheitswirkung unterdrückt wird. Genauer gesagt wird die Haltbarkeit der Kraftmaschine 8 durch Unterbinden verbessert, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E in den negativen Drehzahlbereich eintritt, wenn der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ein Hochschaltvorgang ist.
Ebenso wird bei der Bestimmung des 1. → 2.-Hochschaltvorgangs für den automatischen Schaltabschnitt 20 zu dem Zeitpunkt t₁ das Schaltkennfeld (insbesondere Muster) A, das so eingerichtet wird, dass ein Schaltvorgang während des Motorfahrens bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgeführt werden wird, bei der der Systemwirkungsgrad einschließlich des Wirkungsgrads des zweiten Elektromotors M2 am größten ist, normalerweise ausgebildet. Andererseits wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 oder die Abgabe des ersten Elektromotors M1 und/oder des zweiten Elektromotors M2 beschränkt ist, das Schaltkennfeld (insbesondere Muster) B, das so eingerichtet ist, dass ein Schaltvorgang bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit im Vergleich mit dem Schaltkennfeld (insbesondere Muster) A ausgeführt wird, ausgewählt. Demgemäß wird der Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt, so dass weniger Energie (Leistung) für den ersten Elektromotor M1 zum Erhöhen der Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 während der synchronen Steuerung durch den ersten Elektromotor M1 während eines 1. → 2.-Hochschaltvorgangs benötigt wird. Demgemäß kann beispielsweise die erste Elektromotordrehzahl N_M1 geeignet auch dann gesteuert werden, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist.
Gemäß diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist, macht die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung, um einen Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchzuführen, so dass weniger Leistung zu der Energiespeichervorrichtung 56 geladen und von dieser entladen wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, als wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist. Daher kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 geeignet gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt durchgeführt wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist. Als Folge verbessert sich die Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung 56. Zusätzlich kann ein Schaltstoß aufgrund der nichtmöglichen geeigneten Steuerung der erste Elektromotordrehzahl N_M1, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird, durch Begrenzen (insbesondere Beschränken) des Ladens/Entladens der Energiespeichervorrichtung 56 unterdrückt werden.
Ebenso schaltet gemäß diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen den automatischen Schaltabschnitt 20 bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, als wenn sie nicht beschränkt ist. Der Schaltpunkt zum Bestimmen eines jeweiligen Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 an dem Schaltkennfeld wird zu der Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit geändert. Als Folge ist der Betrag der Änderung der Drehzahl der Eingangswelle 14 geringer, wenn ein Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt wird, und wird die Leistung, die zum Antreiben des ersten Elektromotors M1 notwendig ist, oder die Leistung, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, wenn die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' gesteuert wird, verringert. Daher kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 geeignet auch dann gesteuert werden, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist.
Ebenso macht gemäß diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20, so dass weniger Leistung zu der Energiespeichervorrichtung 56 geladen oder von dieser entladen wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 während des Motorfahrens beschränkt ist, während welchem nur der zweite Elektromotor 42 als Antriebsleistungsquelle verwendet wird, als wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist. Demgemäß kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 geeignet gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird. Insbesondere kann unterbunden werden, dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E in den negativen Drehzahlbereich in einem Hochschaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 eintritt, um dadurch die Haltbarkeit der Kraftmaschine 8 zu verbessern.
Ebenso macht die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen gemäß diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20, so dass weniger Leistung zu der Energiespeichervorrichtung 56 geladen oder von dieser entladen wird, wobei die Leistung beim Antreiben des zweiten Elektromotors M2 berücksichtigt wird. Als Folge kann die erste Elektromotordrehzahl N_M1 noch geeigneter gesteuert werden, wenn ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens durchgeführt wird. Auch wenn beispielsweise weder das Laden noch das Entladen unter Berücksichtigung der Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung 56 vorzuziehen ist, kann ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durchgeführt werden, so dass das Gleichgewicht der Leistung gleich oder nahezu gleich Null wird, und die erste Elektromotordrehzahl N_M1 noch geeigneter gesteuert werden kann.
Ebenso wird gemäß diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 auf der Grundlage der Energiespeichervorrichtungstemperatur TH_BAT und des Ladezustands SOC beschränkt. Daher kann das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 geeignet beschränkt werden, was ermöglicht, eine Verringerung der Haltbarkeit der Energiespeichervorrichtung 56 zu unterdrücken.
Während die Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel derselben beschrieben wurde, ist verständlich, dass die Erfindung nicht auf dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern dass sie auf andere beispielhafte Ausführungsbeispiele angewendet werden kann.
Beispielsweise stellt das vorstehend genannte beispielhafte Ausführungsbeispiel zwei Arten von Schaltmustern, insbesondere ein Schaltmuster A, das verwendet wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist, und ein Schaltmuster B dar, das verwendet wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist. Jedoch ist das Schaltmuster nicht auf diese Muster beschränkt, insbesondere sind andere verschiedenartige Muster ebenso anwendbar. Beispielsweise kann ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt werden, je mehr das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, oder je mehr die Abgabe des ersten Elektromotors M1 und/oder M2 beschränkt ist. Der Schaltpunkt an dem Schaltkennfeld kann nämlich kontinuierlich beispielsweise in Richtung auf die Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit verschoben (geändert) werden. Das ermöglicht, dass die erste Elektromotordrehzahl N_M1 noch geeigneter gemäß der Lade-/Entladebeschränkung der Energiespeichervorrichtung 56 (oder gemäß der Abgabebeschränkung des ersten Elektromotors M1 und/oder des zweiten Elektromotors M2) gesteuert wird.
Ebenso ist in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel das Ablaufdiagramm in 16 als Steuerbetrieb zum Auswählen eines Schaltkennfelds beschrieben, das in einer Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens in dem Ablaufdiagramm in 15 verwendet werden kann. Alternativ kann jedoch der Steuerbetrieb in 16 auf eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ebenso in einem anderen Fall als während des Motorfahrens angewendet werden. Beispielsweise kann der Steuerbetrieb in 16 ebenso auf eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 angewendet werden, wenn die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf eine vorbestimmte Drehzahl durch Steuern der ersten Elektromotordrehzahl N_M1 während des Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 gesteuert wird, insbesondere wenn der Betriebspunkt der Kraftmaschine 8 im Wesentlichen konstant vor und nach einem Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Kraftmaschinenfahrens gehalten wird.
Ebenso wird in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel das Kennfeld, in dem der Schaltpunkt zu der Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit verschoben ist, einheitlich ausgewählt, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist. Alternativ kann jedoch das Schaltkennfeld für den Fall ausgewählt werden, dass nur das Laden der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, oder dass nur das Entladen von der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist. Wenn beispielsweise nur das Laden der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, kann die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 machen, wenn die Energiespeichervorrichtung 56 entlädt, oder so dass Leistung, die zu der Energiespeichervorrichtung 56 geladen wird, sich möglicherweise verringert. Alternativ oder zusätzlich kann, wenn nur das Entladen von der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, die Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 machen, wenn die Energiespeichervorrichtung 56 lädt, oder so dass Leistung, die von der Energiespeichervorrichtung 56 entladen wird, sich möglicherweise verringert. Wenn genauer gesagt nur das Laden zu der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt wird, wird das Schaltkennfeld, das einen Schaltvorgang bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit vorgibt, mit einer Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Kraftmaschinenfahrens ausgewählt, in dem der erste Elektromotor M1 sich in einem Leistungserzeugungszustand befindet. Andererseits wird das normale Schaltkennfeld mit der Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens ausgewählt, bei dem der erste Elektromotor M1 sich in einem Antriebszustand befindet. Wenn dagegen nur das Entladen von der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, wird das Schaltkennfeld, das einen Schaltvorgang bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit vorgibt, mit einer Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Motorfahrens ausgewählt, in dem der erste Elektromotor M1 sich in einem Antriebszustand befindet. Andererseits wird das normale Schaltkennfeld mit einer Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 während des Kraftmaschinenfahrens ausgewählt, in dem der erste Elektromotor M1 sich in einem Leistungserzeugungszustand befindet. Demgemäß kann die erste Elektromotordrehzahl N_E auch noch geeigneter gemäß der Beschränkung bezüglich des Ladens/Entladens der Energiespeichervorrichtung 56 gesteuert werden. Beispielsweise vermehren sich die Gelegenheiten für eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20, der normalerweise durchgeführt wird, wenn das Laden/Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist, im Vergleich mit dem Fall, dass eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 einheitlich vorgenommen wird, so dass weniger Leistung zu der Energiespeichervorrichtung 56 geladen und von dieser entladen wird, wenn nur das Laden (oder Entladen) der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt wird. Als Folge vermehren sich die Gelegenheiten für die Vornahme einer Schaltbestimmung unter Verwendung des normalen Schaltmusters, das zum Erhalten des größten Systemwirkungsgrads einschließlich des Wirkungsgrads des zweiten Elektromotors M2 eingerichtet wird.
Ebenso wird in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' oder die M1-Solländerungsrate ΔN_M1' lernend auf der Grundlage des Schaltergebnisses gesteuert, so dass die Kraftmaschinendrehzahl N_E geeignet auf der Soll- Kraftmaschinendrehzahl N_E' gehalten werden kann. Auch mit dieser Art des Lernens kann, wenn die Fähigkeit zum Aufrechterhalten der Kraftmaschinendrehzahl N bei der Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' bei der normalen Öltemperatur nicht radikal verbessert werden kann, beispielsweise die Kraftmaschinenschlepp-Bestimmungseinrichtung 88 (insbesondere Schritt S1 in 15) der Schleppwiderstand der Kraftmaschine 8 als gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert betrachten. Als Ergebnis kann die Hybridsteuereinrichtung 84 (insbesondere Schritt S7 in 15) das Motorfahren unterbinden.
Ebenso stellt in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel die Soll-Kraftmaschinendrehzahl-Einstelleinrichtung 94 zeitweilig die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt ein, seit die Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem automatischen Schaltabschnitt 20 durch die erste Schaltbestimmungseinrichtung 82 gemacht ist, bis der Schaltvorgang endet. Alternativ muss jedoch die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' nicht aus der Schaltbestimmung des automatischen Schaltabschnitts 20 eingerichtet werden, solange sie zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor die Trägheitsphase startet, wobei bei diesem Zeitpunkt die Kraftmaschinendrehzahl-Steuereinrichtung 86 beginnt, die Kraftmaschinendrehzahl N_E auf die Soll-Kraftmaschinendrehzahl N_E' durch Antreiben des ersten Elektromotors M1 zu erhöhen, einrichtet.
Ebenso kann in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel die Motorfahrregion unter Verwendung des Schaltpunkts an der Seite, die den Betrag des Ladens zu der Energiespeichervorrichtung 56 vergrößert, zum Erhöhen der Sicherheitsregion vergrößert werden, wenn beispielsweise das Benzin ausgeht.
Ebenso funktioniert in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Differentialabschnitt 11 (insbesondere der Leistungsaufteilmechanismus 16) als elektrisches stufenlos variables Getriebe, in dem das Drehzahlverhältnis γ sich stufenlos von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max ändert. Jedoch kann die Erfindung ebenso auf einen Fall angewendet werden, in dem der Differentialabschnitt 11 (insbesondere der Leistungsaufteilmechanismus 16) das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 gestuft anstelle der stufenlosen Änderung unter Verwendung eines Differentialbetriebs ändert.
Ebenso kann in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Differentialabschnitt 11 ebenso eine Differential-Begrenzungsvorrichtung aufweisen, die in der Leistungsaufteilvorrichtung 16 vorgesehen ist, und ebenso als gestuftes Getriebe mit zumindest zwei Vorwärtsgängen durch Begrenzen des Differentialbetriebs betrieben wird. Die Erfindung kann ebenso angewendet werden, wenn ein Fahrzeug fährt, wenn der Differentialbetrieb des Differentialabschnitts 11 (insbesondere der Leistungsaufteilvorrichtung 16) allein durch diese Differential-Begrenzungsvorrichtung nicht beschränkt wird.
Ebenso ist in der Leistungsaufteilvorrichtung 16 des vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiels der erste Träger CA1 mit der Kraftmaschine 8 verbunden, ist das erste Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, und ist der erste Zahnkranz R1 mit dem Übertragungselement 18 verbunden. Jedoch sind diese Verbindungsbeziehungen nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Die Kraftmaschine 8, der erste Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 können mit jedem dieser drei Elemente CA1, S1 und R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 verbunden werden.
Ebenso ist in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel die Kraftmaschine 8 direkt mit der Eingangswelle 14 verbunden. Jedoch kann die Kraftmaschine 8 wirksam über ein Zahnrad oder einen Riemen oder Ähnliches verbunden werden und muss nicht auf derselben Achse wie die Eingangswelle 14 angeordnet werden.
Ebenso sind in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 konzentrisch zu der Eingangswelle 14 angeordnet, wobei der erste Elektromotor M1 mit dem ersten Sonnenrad S1 und der zweite Elektromotor M2 mit dem Übertragungselement 18 verbunden ist. Jedoch ist die Erfindung nicht notwendigerweise auf diese Anordnung beschränkt. Beispielsweise kann der erste Elektromotor M1 wirksam mit dem Sonnenrad S1 über ein Zahnrad, einen Riemen oder ein Reduktionsgetriebe verbunden werden, und kann der zweite Elektromotor M2 wirksam mit dem Übertragungselement 18 über ein Zahnrad, einen Riemen oder ein Reduktionsgetriebe verbunden werden.
Ebenso können in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel die hydraulischen Reibungseingriffsvorrichtungen, wie z. B. die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 Magnetpartikel-Eingriffsvorrichtungen, wie z. B. Pulverkupplungen, elektromagnetische Eingriffsvorrichtungen, wie z. B. elektromagnetische Kupplungen oder mechanische Eingriffsvorrichtungen, wie z. B. eine Klauenkupplung oder Ähnliches sein. Wenn eine elektromagnetische Kupplung verwendet wird, ist beispielsweise der Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis 90 aus einer Schaltvorrichtung oder einer Elektromagnet-Umschaltvorrichtung oder Ähnlichem ausgebildet, die einen elektrischen Befehlssignalschaltkreis zu der elektromagnetischen Kupplung umschaltet, anstelle einer Ventilvorrichtung, die den Hydraulikschaltkreis umschaltet.
Ebenso ist in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel der automatische Schaltabschnitt 20 in dem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement 18, das das Ausgangselement des Differentialabschnitts 11, insbesondere der Leistungsaufteilvorrichtung 16 ist, und den Antriebsrädern 34 angeordnet. Alternativ kann jedoch jede Art eines Schaltabschnitts (insbesondere eines Getriebes) ebenso vorgesehen werden, wie z. B. ein stufenlos variables Getriebe (CVT), das eine Bauart eines Automatikgetriebes ist, oder ein Automatikgetriebe mit zwei parallelen Achsen und konstantem Eingriff (manuelle Getriebe mit zwei parallelen Wellen und konstantem Eingriff sind gut bekannt), das automatisch Gänge unter Verwendung eines Auswahlzylinders und eines Schaltzylinders umschalten kann. Diese Erfindung kann ebenso auf diese angewendet werden.
Ebenso ist in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel der automatische Schaltabschnitt 20 direkt mit dem Differentialabschnitt 11 über das Übertragungselement 18 verbunden. Alternativ kann jedoch eine Gegenwelle parallel zu der Eingangswelle 14 vorgesehen werden und kann der automatische Schaltabschnitt 20 an derselben Achse wie die Gegenwelle angeordnet werden. In diesem Fall sind der Differentialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 so verbunden, dass Leistung beispielsweise über einen Gegenzahnradsatz übertragen werden kann, der als Übertragungselement 18 dient, oder einen Satz Übertragungselemente, die aus einem Kettenrad und einer Kette oder Ähnlichem bestehen.
Ebenso kann die Leistungsaufteilvorrichtung 16, die als Differentialmechanismus in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel dient, ein Differentialgetriebesatz sein, in dem ein Ritzel, das drehbar durch die Kraftmaschine angetrieben wird, und ein Paar Kegelräder, die mit dem Ritzel eingreifen, wirksam mit dem ersten Elektromotor M1 und dem Übertragungselement 18 (dem zweiten Elektromotor M2) verbunden sind.
Ebenso ist die Leistungsaufteilvorrichtung 16 in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel aus einem Planetengetriebesatz ausgebildet. Jedoch kann die Leistungsaufteilvorrichtung 16 ebenso mit zwei oder mehreren Planetengetriebesätzen und einer Funktion als Getriebe mit drei oder mehreren Gängen in einem Nichtdifferentialzustand (insbesondere in einem konstanten Schaltzustand) ausgebildet werden. Ebenso ist der Planetengetriebesatz nicht auf einen Einzelritzel-Planetengetriebesatz beschränkt, sondern kann ebenso ein Doppelritzel-Planetengetriebesatz sein.
Ebenso ist die Schaltbetriebs-Ausführvorrichtung 50 in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel mit dem Schalthebel 52 versehen, der zum Auswählen einer der Vielzahl von verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH vorgesehen ist. Alternativ kann jedoch anstelle des Schalthebels 52 beispielsweise ein Schalter, wie z. B. ein Druckknopfschalter oder ein Schiebeschalter, der eine der Vielzahl der verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH auswählen kann, vorgesehen werden, oder kann eine Vorrichtung, die zwischen einer Vielzahl von verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH als Reaktion auf die Stimme des Fahrers ohne Berücksichtigung einer manuellen Betätigung vorgesehen werden, oder kann eine Vorrichtung, die zwischen einer Vielzahl von verschiedenartigen Schaltpositionen P_SH gemäß einer Fußbetätigung umschaltet, vorgesehen werden. Ebenso wird in dem vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsbeispiel der Schaltbereich durch Schalten des Schalthebels 52 auf die „M"-Position eingerichtet. Alternativ kann jedoch der Gang eingerichtet werden, kann insbesondere der höchste Gang in jedem Schaltbereich als Gang eingerichtet werden. In diesem Fall kann der Gang geschaltet werden und kann ein Schaltvorgang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 ausgeführt werden. Beispielsweise wenn der Schalthebel 52 manuell auf die Hochschaltposition „+" oder die Herunterschaltposition „–" der „M"-Position betätigt wird, kann ein Gang vom 1. Gang bis 4. Gang in dem automatischen Schaltabschnitt 20 gemäß einer Betätigung des Schalthebels eingerichtet werden.
Während einige Ausführungsbeispiele der Erfindung vorstehend dargestellt wurden, ist verständlich, dass die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsbeispiele zu beschränken ist, sondern dass sie mit verschiedenartigen Änderungen, Abwandlungen oder Verbesserungen, die dem Fachmann offensichtlich sind, ohne Abweichen von dem Grundkonzept und dem Anwendungsbereich der Erfindung ausgeführt werden kann.
Bei einer Steuervorrichtung eines Fahrzeugantriebssystems macht eine Schaltsteuereinrichtung 96 für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Schaltabschnitt 20, so dass weniger Leistung in eine Energiespeichervorrichtung 56 geladen oder von einer Energiespeichervorrichtung 56 entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung 56 nicht beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2003-127681 A [0003, 0003, 0004, 0007]

Claims

Steuervorrichtung eines Fahrzeugantriebssystems mit einem elektrischen Differentialabschnitt (11), der einen Differentialmechanismus (16) hat, der ein erstes Element (RE1), das mit einer Kraftmaschine (8) verbunden ist, ein zweites Element (RE2), das mit einem ersten Elektromotor (M1) verbunden ist, und ein drittes Element (RE3) hat, das mit einem Übertragungselement (18) verbunden ist, wobei der Differentialmechanismus (16) eine Abgabe der Kraftmaschine (8) auf den ersten Elektromotor (M1) und das Übertragungselement (18) verteilt; einem Schaltabschnitt (20), der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement (18) und einem Antriebsrad (34) vorgesehen ist; und einer Energiespeichervorrichtung (56), die Energie zuführt, die zum Antreiben des ersten Elektromotors (M1) verwendet wird, oder Energie lädt, die durch den ersten Elektromotor (M1) erzeugt wird, gekennzeichnet durch: eine Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen zum Vornehmen einer Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20), so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung (56) geladen wird oder von der Energiespeichervorrichtung (56) entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) nicht beschränkt ist, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt (20) durch Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors (M1) durchgeführt wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen veranlasst, dass der Schaltabschnitt (20) bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit schaltet, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) nicht beschränkt ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen veranlasst, dass der Schaltabschnitt (20) bei einer fortschreitend niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit schaltet, je mehr das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Schaltabschnitt (20) ein automatisches Getriebe ist, bei dem ein Schaltvorgang gemäß einem voreingestellten ersten Schaltkennfeld ausgeführt wird, und wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen einen Schaltvorgang gemäß einem zweiten Schaltkennfeld ausführt, das zum Schalten bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit als der Fahrzeuggeschwindigkeit eingerichtet ist, die durch das erste Schaltkennfeld eingerichtet ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen einen Schaltpunkt weiter zu der Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, je mehr das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dann, wenn nur das Laden der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist, die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20) vornimmt, so dass die Energie, die in die Energiespeichervorrichtung (56) geladen wird, geringer wird, oder die Bestimmung macht, wenn die Energiespeichervorrichtung (56) entlädt.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei dann, wenn nur das Entladen von der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist, die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20) vornimmt, so dass die Energie, die von der Energiespeichervorrichtung (56) entladen wird, geringer wird, oder die Bestimmung macht, wenn die Energiespeichervorrichtung (56) lädt.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit: einem zweiten Elektromotor (M2), der mit dem Übertragungselement (18) verbunden ist, wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20) vornimmt, so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung (56) geladen wird oder von der Energiespeichervorrichtung (56) entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) während des Motorfahrens, bei dem nur der zweite Motor (M2) als Antriebsleistungsquelle verwendet wird, beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) nicht beschränkt ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen die Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20) vornimmt, so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung (56) geladen oder von der Energiespeichervorrichtung (56) entladen wird, wobei die Energie berücksichtigt wird, die zum Antreiben des zweiten Elektromotors (M2) verwendet wird.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) auf der Grundlage einer Temperatur der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) auf der Grundlage eines Ladezustands der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der elektrische Differentialabschnitt (11) als stufenlos variables Getriebe arbeitet, indem der Betriebszustand des ersten Elektromotors (M1) gesteuert wird.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Differentialmechanismus (16) ein Planetengetriebesatz (24) ist, das erste Element (RE1) ein Träger (CA1) des Planetengetriebesatzes (24) ist, das zweite Element (RE2) ein Sonnenrad (S1) des Planetengetriebesatzes (24) ist und das dritte Element (RE3) ein Zahnkranz (R1) des Planetengetriebesatzes (24) ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei der Planetengetriebesatz (24) ein Einzelritzel-Planetengetriebesatz ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei ein Gesamtdrehzahlverhältnis des Fahrzeugantriebssystems auf der Grundlage eines Drehzahlverhältnisses des Schaltabschnitts (20) und eines Drehzahlverhältnisses des elektrischen Differentialabschnitts (11) erhalten wird.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Schaltabschnitt (20) ein gestuftes Automatikgetriebe ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20) vornimmt, so dass nur die Energie, die in die Energiespeichervorrichtung (56) geladen wird, sich verringert, wenn nur das Laden der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Schaltsteuereinrichtung (96) für beschränktes Laden/Entladen eine Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20) vornimmt, so dass nur die Leistung, die von der Energiespeichervorrichtung (56) entladen wird, sich verringert, wenn nur das Entladen von der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist.
Steuerverfahren für ein Fahrzeugantriebssystem, das i) einen elektrischen Differentialabschnitt (11), der einen Differentialmechanismus (16) hat, der ein erstes Element (RE1), das mit einer Kraftmaschine (8) verbunden ist, ein zweites Element (RE2), das mit einem ersten Elektromotor (M1) verbunden ist, und ein drittes Element (RE3) hat, das mit einem Übertragungselement (18) verbunden ist, wobei der Differentialmechanismus (16) eine Abgabe von der Kraftmaschine (8) auf den ersten Elektromotor (M1) und das Übertragungselement (18) verteilt, ii) einen Schaltabschnitt (20), der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement (18) und einem Antriebsrad (34) vorgesehen ist, und iii) eine Energiespeichervorrichtung (56) aufweist, die Energie zuführt, die zum Antreiben des ersten Elektromotors (M1) verwendet wird, oder Energie lädt, die durch den ersten Elektromotor (M1) erzeugt wird, wobei das Steuerverfahren Folgendes aufweist: Vornehmen einer Bestimmung zum Durchführen eines Schaltvorgangs in dem Schaltabschnitt (20), so dass weniger Energie in die Energiespeichervorrichtung (56) geladen wird, oder von der Energiespeichervorrichtung (56) entladen wird, wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) beschränkt ist, als wenn das Laden oder Entladen der Energiespeichervorrichtung (56) nicht beschränkt ist, wenn ein Schaltvorgang in dem Schaltabschnitt (20) durch Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors (M1) durchgeführt wird.