DE112010001090T5

DE112010001090T5 - Steuerungsvorrichtung für leistungsübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010001090T5
Application number: DE112010001090T
Authority: DE
Inventors: Kenta Kumazaki; Tooru Matsubara; Atsushi Tabata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-14
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2030-01-09
Also published as: DE112010001090B4; CN102348587A; JP4683137B2; CN102348587B; WO2010106824A1; JP2010215040A; US8348795B2; US20120004064A1

Abstract

Vorgesehen ist ein Steuerungsgerät für eine Leistungsübertragungsvorrichtung, mit dem es möglich ist, eine Verringerung der Rückgewinnungseffizienz zu verhindern, wenn der gestufte Übertragungsmechanismus während eines Rückgewinnungsbetriebs in Betrieb ist, und das Auftreten eines Rucks bei einem Getriebe schalten zu verringern. Ein Steuergerät 100 für eine Leistungsübertragungsvorrichtung (10), die mit einem Differenzialabschnitt (11) versehen ist, der Motoren (M1, M2) hat, die über einen Automatikgetriebeabschnitt (20) Energie rückgewinnen können, führt ein Gangschalten durch eine hydraulische Steuerung vor der Endphase des Getriebeschaltens durch, wenn der Automatikgetriebeabschnitt (20) in Betrieb ist, während die Motoren in dem Differenzialabschnitt (11) rückgewinnen, und steuert die Drehzahl (NIN) der Eingabewelle des Automatikgetriebeabschnitts (20) durch wenigstens einen von dem ersten und dem zweiten Motor (M1, M2) in der Endphase des Getriebeschaltens.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung, die einen regenerativen Elektromotor über einen gestuften Schaltmechanismus hat, und genauer gesagt die Steuerung in dem Fall des Durchführens eines Ausrollherunterschaltens.
STAND DER TECHNIK
Bekannt ist ein sogenanntes Hybridfahrzeug, das eine Vielzahl von Leistungsquellen, beispielsweise eine Antriebsmaschine, wie eine Maschine, und einen Elektromotor, wie einen Motor, hat. Beispielsweise ist ein Fahrzeug, das in Patentdokument 1 offenbart ist, das Hybridfahrzeug. In solch einem Hybridfahrzeug wird eine regenerative Steuerung während einer Verzögerung etc. des Fahrzeugs durchgeführt, um eine kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln.
Andererseits wird in einem gestuften Schaltmechanismus, wie beispielsweise einem Automatikgetriebe, das Übersetzungsverhältnis von diesem geändert, d. h. ein Schalten wird derart durchgeführt, dass die Antriebsmaschine in einem effizienten Bereich in Abhängigkeit eines Fahrzustands des Fahrzeugs betrieben werden kann.
DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
Patentdokument

Patentdokument 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-329926

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Solch ein Hybridfahrzeug hat ein Problem einer Tendenz, einen Schaltstoß zu erzeugen, wenn ein Schalten eines gestuften Schaltmechanismus in einem regenerativen Zustand durchgeführt wird, beispielsweise während des Rollens. Um dieses Problem zu lösen, offenbart Patentdokument 1 ein Beispiel des Durchführens eines Schaltens, nachdem eine Bremskraft, die durch Regeneration erhalten wird, durch eine Bremskraft einer Bremse zu der Zeit des Schaltens in dem regenerativen Zustand ersetzt worden ist.
Da jedoch in der Technik des Patentdokuments 1 die Regeneration nicht durchgeführt wird, während das Schalten durchgeführt wird, sinkt die Regenerationseffizienz ab und die Energieeffizienz verschlechtert sich. Falls das Schalten (Kupplung-zu-Kupplung-Schalten) unter Verwendung einer Änderung des Eingriffs der Reibeingriffsvorrichtungen in dem gestuften Schaltmechanismus durchgeführt wird, werden eine Antwort eines Öldrucks und eine Drehmomentkapazität der Reibeingriffsvorrichtungen aufgrund von Schwankungen einer Öltemperatur von Betriebsöl, eines Packabstands etc. des gestuften Schaltmechanismus geändert, und deshalb ist es höchst schwierig, das Schalten mit einem geringen Schaltstoß in allen Fahrzeugzuständen zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Situation gemacht, und es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung vorzusehen, die einen regenerativen Elektromotor über einen gestuften Schaltmechanismus hat, und die die Verringerung einer regenerativen Effizienz unterdrücken und das Auftreten eines Schaltstoßes verringern kann, wenn ein Schalten des gestuften Schaltmechanismus während eines regenerativen Fahrens durchgeführt wird.
Die vorstehend genannte Aufgabe kann gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht werden, der eine Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung vorsieht, die einen regenerativen Elektromotor über einen gestuften Schaltmechanismus hat, wobei, wenn ein Schalten des gestuften Schaltmechanismus in einem regenerativen Zustand des Elektromotors durchgeführt wird, die Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung das Schalten durch eine hydraulische Steuerung vor einer Schaltendzeitspanne fortführt und eine Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus mit dem Elektromotor in der Schaltendzeitspanne steuert.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, falls ein Schalten des gestuften Schaltmechanismus in einem regenerativen Zustand des Elektromotors durchgeführt wird, da das Schalten durch eine hydraulische Steuerung vor der Schaltendzeitspanne fortgeführt wird, wird die Regeneration durch den Elektromotor vor der Schaltendzeitspanne durchgeführt, und deswegen ist die Verschlechterung der regenerativen Effizienz verringert. Andererseits wird die Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus durch den Elektromotor in der Schaltendzeitspanne gesteuert, und der Eingriffsstoß kann verringert werden, wenn die Reibeingriffsvorrichtungen in dem gestuften Schaltmechanismus in Eingriff gebracht werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Bevorzugt, da der Eingriffsöldruck in der Schaltendzeitspanne durch die Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung verringert wird, wenn die Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus durch den Elektromotor in der Schaltendzeitspanne gesteuert wird, wird der Eingriffsöldruck verringert und die Drehmomentkapazität wird in den Reibeingriffselementen verringert, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind, und deshalb kann der Eingriffsstoß verringert werden, wenn die Reibeingriffsvorrichtungen in dem gestuften Schaltmechanismus in Eingriff gebracht werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Bevorzugt, da die Verringerung des Eingriffsöldrucks durch Verringern oder Halten des Eingriffsöldrucks oder Entspannen des Öldruckgradientens durchgeführt wird, wenn die Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus durch den Elektromotor in der Schaltendzeitspanne gesteuert wird, wird der Eingriffsöldruck durch Verringern oder Halten des Eingrifföldrucks oder Entspannen des Öldruckgradienten verringert; deshalb wird die Drehmomentkapazität in den Reibeingriffselementen verringert, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind; und als eine Folge kann der Eingriffsstoß verringert werden, wenn die Reibeingriffsvorrichtungen in dem gestuften Schaltmechanismus in Eingriff gebracht werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Bevorzugt, da der Verringerungsbetrag der Verringerung des Eingrifföldrucks auf der Basis von wenigstens einem Parameter von den Parametern Zug des gestuften Schaltmechanismus, Eingabewellendrehbeschleunigung des gestuften Schaltmechanismus, Fahrzeuggeschwindigkeit und Regenerativbetrag des Elektromotors festgelegt wird, ist der Verringerungsbetrag des Eingriffsöldrucks in Abhängigkeit des Fahrzeugzustands zu der Zeit der Änderung von einer Zeitspanne vor der Schaltendzeitspanne, während der das Schalten durch die hydraulische Steuerung fortgeführt wird, bis zu der Schaltendzeitspanne festgelegt, während der die Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus durch den Elektromotor gesteuert wird, und deshalb kann der Eingriffsstoß in geeigneter Weise zu der Zeit des Eingriffs der Reibeingriffsvorrichtungen in Abhängigkeit des Fahrzeugfahrzustands verringert werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Bevorzugt wird die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus durch den Elektromotor durch die Regelung auf der Basis eines Werts der Eingabewellendrehzahl durchgeführt. Deshalb, da die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus durch den Elektromotor in der Schaltendzeitspanne durch die Regelung auf der Basis eines Werts der Eingabewellendrehzahl durchgeführt wird, kann der Eingriffsstoß in geeigneter Weise zu der Zeit des Eingriffs der Reibeingriffsvorrichtungen verringert werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Bevorzugt, da die Leistungsübertragungsvorrichtung den Differenzialabschnitt hat, der mit dem gestuften Schaltmechanismus in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, und der Differenzialabschnitt die Planetengetriebevorrichtung hat und das erste Element, das die Eingabe von der Maschine übertragen kann, das zweite Element, das mit dem ersten Elektromotor gekoppelt ist, und das dritte Element hat, das Leistung zu dem gestuften Schaltmechanismus und dem zweiten Elektromotor übertragen kann, und der Elektromotor dem ersten Elektromotor oder dem zweiten Elektromotor entspricht, und da demzufolge der zweite Elektromotor mit dem dritten Element gekoppelt ist, das Leistung zu dem gestuften Schaltmechanismus und dem zweiten Elektromotor übertragen kann, kann deshalb die Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus leicht durch den zweiten Elektromotor gesteuert werden, zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Effekt.
Da bevorzugt der Differenzialabschnitt als ein elektrischer stufenloser Schaltabschnitt arbeitet, der ein Übersetzungsverhältnis der Eingabewelle und der Ausgabewelle durch Steuern der Betriebszustände des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors steuert, kann das Übersetzungsverhältnis des Differenzialabschnitts durch Steuern der Betriebszustände des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors fortlaufend variiert werden, zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Effekt.
Bevorzugt, in dem Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors ist die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus in der Schaltendzeitspanne durch den ersten Elektromotor realisiert, und deshalb, falls die Ausgabe des zweiten Elektromotors begrenzt ist, kann die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus in der Schaltendzeitspanne durch den ersten Elektromotor realisiert werden, der über den Differenzialabschnitt verbunden ist.
Bevorzugt, da der Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors dem Fall des Begrenzens der Eingabe/Ausgabe der elektrischen Speichervorrichtung entspricht, selbst falls die Eingabe/Ausgabe der elektrischen Speichervorrichtung begrenzt ist, und die Ausgabe des zweiten Elektromotors begrenzt ist, kann die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus in der Schaltendzeitspanne realisiert werden.
Bevorzugt, da der Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors dem Fall entspricht, dass die Temperatur des zweiten Elektromotors außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, der im Voraus definiert ist, selbst falls die Ausgabe des zweiten Elektromotors begrenzt ist, weil die Temperatur des zweiten Elektromotors außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, der im Voraus definiert ist, kann die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus in der Schaltendzeitspanne realisiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels eines Aufbaus einer Leistungsübertragungsvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist.
2 ist eine Betriebstabelle zum Erklären einer Beziehung zwischen einem Schaltbetrieb in einem automatischen Schaltabschnitt der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 und einer Kombination von Betrieben von hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen, die für den Schaltbetrieb verwendet werden.
3 ist ein Kollinearitätsdiagramm zum Erklären von Relativdrehzahlen von Getriebestufen, wenn die Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 betrieben wird, um einen gestuften Schaltbetrieb durchzuführen.
4 ist ein Diagramm zum Erklären von Eingabe-/Ausgabesignalen einer elektronischen Steuerungsvorrichtung, die in der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1 angeordnet ist.
5 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Schaltbetriebsvorrichtung mit einem Schalthebel, der zum Auswählen einer Vielzahl von Arten von Schaltpositionen betätigt wird.
6 ist ein Funktionsblockliniendiagramm zum Erklären eines Hauptteils der Steuerungsfunktion, die in der elektronischen Steuerungsvorrichtung von 4 umfasst ist.
7 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Schaltliniendiagramms, das in der Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts verwendet wird.
8 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Kraftstoffverbrauchskennfelds, das eine Effizienz einer Maschine darstellt, mit einer gestrichelten Linie für eine optimale Kraftstoffverbrauchsratenkurve.
9 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Beispiels einer Ausrollherunterschaltsteuerung, die eine Steuerungsfunktion der elektronischen Steuerungsvorrichtung von 4 ist.
10 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären einer zeitlichen Änderung in einem Fahrzeugzustand, wenn ein Herunterschalten des automatischen Schaltabschnitts in dem Regenerativfahrzustand eines Fahrzeugs bestimmt wird, und ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels, wenn die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform nicht angewendet wird.
11 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären einer zeitlichen Änderung in einem Fahrzeugzustand, wenn ein Herunterschalten des automatischen Schaltabschnitts in dem regenerativen Fahrzustand eines Fahrzeugs bestimmt wird, und ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels, wenn die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform angewendet wird.
FORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nachstehend im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Skizze zum Erklären einer Leistungsübertragungsvorrichtung 10, die einen Abschnitt einer Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bildet, auf das die vorliegende Erfindung angewendet ist. In 1 hat die Leistungsübertragungsvorrichtung 10, in Reihe, eine Eingabewelle 14 als ein Eingabedrehbauteil, das an einer gemeinsamen Wellenmitte in einem Getriebegehäuse 12 (nachstehend ein Gehäuse 12) angeordnet ist, das ein nicht drehendes Bauteil ist, das an einem Fahrzeugrahmen befestigt ist; einen Differenzialabschnitt 11 als einen stufenlosen Schaltabschnitt, der mit der Eingabewelle 14 direkt oder indirekt über einen schwingungsabsorbierenden Dämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung), der nicht dargestellt ist, gekoppelt ist; einen automatischen Schaltabschnitt 20 als einen Leistungsübertragungsabschnitt, der in Reihe über ein Übertragungsbauteil 18 an einem Leistungsübertragungsweg von dem Differenzialabschnitt 11 zu Antriebsrädern 38 (siehe 6) gekoppelt ist; und eine Ausgabewelle 22 als ein Ausgabedrehbauteil, das mit dem automatischen Schaltabschnitt 20 gekoppelt ist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 wird bevorzugt für beispielsweise ein Fahrzeug der FR-Bauart (Frontmaschine-Heckantrieb-Bauart) verwendet, wobei die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 der Länge nach in dem Fahrzeug platziert ist und zwischen einer Maschine (Antriebsmaschine 8), die beispielsweise eine Brennkraftmaschine wie eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine ist, als eine Antriebsquelle zum Fahren, die mit der Eingabewelle 14 direkt oder indirekt über den schwingungsabsorbierenden Dämpfer, der nicht dargestellt ist, gekoppelt ist, und einem Paar der Antriebsräder 38 (siehe 6) angeordnet ist, um Leistung von der Maschine 8 sequenziell über eine Differenzialgetriebevorrichtung (Enduntersetzungsvorrichtung) 36 (siehe 6), die einen Abschnitt des Leistungsübertragungswegs bildet, und ein Paar Achsen etc. zu einem Paar der Antriebsräder 38 zu übertragen. Das Gehäuse 12 dieser Ausführungsform entspricht einem nicht drehenden Bauteil der vorliegenden Erfindung und der automatische Schaltabschnitt 20 entspricht einem gestuften Schaltmechanismus der vorliegenden Erfindung. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 hat einen im Wesentlichen vertikalen symmetrischen Aufbau und die untere Hälfte ist in 1 nicht dargestellt.
In der Leistungsübertragungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist die Maschine 8 direkt mit dem Differenzialabschnitt 11 gekoppelt. Diese direkte Kopplung bedeutet, dass die Kopplung ohne Beteiligung einer Leistungsübertragungsvorrichtung der Fluidbauart, wie beispielsweise eines Drehmomentwandlers oder einer Fluidkopplungsvorrichtung, erreicht wird, und diese Kopplung umfasst beispielsweise eine Kopplung über den schwingungsabsorbierenden Dämpfer.
Der Differenzialabschnitt 11 hat einen ersten Elektromotor M1, einen Leistungsverteilungsmechanismus 16, der ein mechanischer Mechanismus ist, der die Ausgabe der Maschine 8, die mit der Eingabewelle 14 gekoppelt ist, als ein Differenzialmechanismus mechanisch verteilt, der die Ausgabe der Maschine 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und zu dem Leistungsübertragungsbauteil 18 verteilt, und einen zweiten Elektromotor M2, der wirkgekoppelt ist, um einstückig mit dem Übertragungsbauteil 18 zu drehen. Obwohl der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 dieser Ausführungsform sogenannte Motorgeneratoren sind, die eine Funktion einer elektrischen Erzeugung haben, hat der erste Elektromotor M1 wenigstens eine Generatorfunktion (Funktion einer elektrischen Erzeugung) zum Erzeugen einer Reaktionskraft und der zweite Elektromotor M2 hat wenigstens eine Motorfunktion (Funktion eines Elektromotors) zum Ausgeben einer Antriebskraft als eine Antriebsquelle zum Fahren. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 dieser Ausführungsform entspricht einem Differenzialabschnitt der vorliegenden Erfindung. Der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 entsprechen Elektromotoren der vorliegenden Erfindung.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist hauptsächlich aus einer ersten Planetengetriebevorrichtung 24 der Einritzelbauart mit einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis ρ1 gebildet. Die erste Planetengetriebevorrichtung 24 hat ein erstes Sonnenrad S1, ein erstes Planetenrad P1, einen ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 in einer drehbaren und umlaufbaren Weise stützt, und ein erstes Hohlrad R1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 über das erste Planetenrad P1 eingreift, als Drehelemente. Wenn ZS1 die Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrads S1 bezeichnet und ZR1 die Anzahl der Zähne des ersten Hohlrads R1 bezeichnet, dann ist das Übersetzungsverhältnis ρ1 ZS1/ZR1.
In diesem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Träger CA1 mit der Eingabewelle 14 gekoppelt, d. h. der Maschine 8, um ein erstes Drehelement RE1 zu bilden; das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 gekoppelt, um ein zweites Drehelement RE2 zu bilden; und das erste Hohlrad R1 ist mit dem Übertragungsbauteil 18 gekoppelt, um ein drittes Drehelement RE3 zu bilden. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, wird in einen Differenzialzustand versetzt, wo eine Differenzialwirkung bewirkt wird, d. h. die Differenzialwirkung wird dadurch erreicht, dass ermöglicht wird, dass die drei Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung 24, d. h. das erste Sonnenrad S1, der erste Träger CA1 und das erste Hohlrad R1, relativ zueinander drehen, und deshalb wird die Ausgabe der Maschine 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Übertragungsbauteil 18 verteilt, und da die elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 aus einem Teil der verteilten Ausgabe der Maschine 8 erzeugt wird, gespeichert wird und den zweiten Elektromotor M2 drehantreibt, kann der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als eine elektrische Differenzialvorrichtung funktionieren, und beispielsweise wird der Differenzialabschnitt 11 in einen sogenannten stufenlosen Schaltzustand versetzt, und die Drehung des Übertragungsbauteils 18 wird kontinuierlich variiert, ungeachtet einer vorbestimmten Drehung der Maschine 8. Deshalb funktioniert der Differenzialabschnitt 11 als ein elektrisches stufenloses Getriebe (elektrisches stufenlos einstellbares Getriebe) mit einem Übersetzungsverhältnis γ0 (Drehzahl N_IN der Eingabewelle 14/Drehzahl N₁₈ des Übertragungsbauteils 18), das von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max stufenlos variiert.
Der automatische Schaltabschnitt 20 ist an dem Leistungsübertragungsweg von dem Übertragungsbauteil 18 zu den Antriebsrädern 38 angeordnet, hat eine zweite Planetengetriebevorrichtung 26 der Einritzelbauart und eine dritte Planetengetriebevorrichtung 28 der Einritzelbauart und ist ein mehrstufiges Getriebe der Planetengetriebebauart, das als ein gestuftes automatisches Getriebe wirkt. Die zweite Planetengetriebevorrichtung 26 hat ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Planetenrad P2, einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 in einer drehbaren und umlaufbaren Weise stützt, und ein zweites Hohlrad R2, das mit dem zweiten Sonnenrad S2 über das zweite Planetenrad P2 eingreift, und hat ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis ρ2. Die dritte Planetengetriebevorrichtung 28 hat ein drittes Sonnenrad S3, ein drittes Planetenrad P3, einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 in einer drehbaren und umlaufbaren Weise stützt, und ein drittes Hohlrad R3, das mit dem dritten Sonnenrad S3 über das dritte Planetenrad P3 im Eingriff ist, und hat ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis ρ3. Wenn ZS2, ZR2, ZS3 und ZR3 die Anzahl von Zähnen des zweiten Sonnenrads S2, die Anzahl von Zähnen des zweiten Hohlrads R2, die Anzahl von Zähnen des dritten Sonnenrads S3 bzw. die Anzahl von Zähnen des dritten Hohlrads R3 bezeichnen, ist das Übersetzungsverhältnis ρ2 ZS2/ZR2, und das Übersetzungsverhältnis ρ3 ist ZS3/ZR3.
In dem automatischen Schaltabschnitt 20 ist das zweite Sonnenrad S2 mit dem Übertragungsbauteil 18 über eine dritte Kupplung C3 gekoppelt und ist wahlweise mit dem Gehäuse 12 über eine erste Bremse B1 gekoppelt; der zweite Träger CA2 und das dritte Hohlrad R3 sind einstückig miteinander gekoppelt, sind mit dem Übertragungsbauteil 18 über eine zweite Kupplung C2 gekoppelt und sind wahlweise mit dem Gehäuse 12 über eine zweite Bremse B2 gekoppelt; das zweite Hohlrad R2 und der dritte Träger CA3 sind einstückig miteinander gekoppelt und sind mit der Ausgabewelle 22 gekoppelt; und das dritte Sonnenrad S3 ist wahlweise mit dem Übertragungsbauteil 18 über eine erste Kupplung C1 gekoppelt. Der zweite Träger CA2 und das dritte Hohlrad R3 sind an das Gehäuse 12, das ein nicht drehendes Bauteil ist, über eine Einrichtungskupplung F gekoppelt, um eine Drehung in derselben Richtung wie die Maschine 8 zu gestatten und eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung nicht zu gestatten. Als eine Folge wirken der zweite Träger CA2 und das dritte Hohlrad R3 als Drehbauteile, die nicht rückwärts drehen können.
In dem automatischen Schaltabschnitt 20 wird ein Kupplung-zu-Kupplung-Schalten durch das Lösen der löseseitigen Eingriffsvorrichtungen und das Einrücken der eingriffseitigen Eingriffsvorrichtungen ausgeführt, und eine Vielzahl von Getriebestufen (Schaltstufen) werden wahlweise eingerichtet, um ein Übersetzungsverhältnis γ (= Drehzahl N₁₈ des Übertragungsbauteils 18/Drehzahl N_OUT der Ausgabewelle 22) erhalten, das sich in einem im Wesentlichen gleichen Verhältnis für jede Getriebestufe ändert. Beispielsweise wird, wie in einer Eingriffsbetriebstabelle von 2 gezeigt ist, eine Getriebestufe eines ersten Ganges durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der Einrichtungskupplung F eingerichtet; eine Getriebestufe eines zweiten Ganges wird durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet; eine Getriebestufe eines dritten Ganges wird durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet; eine Getriebestufe eines vierten Ganges wird durch den Eingriff der zweiten Kupplung C2 und der ersten Bremse B1 eingerichtet; und eine Rückwärtsgetriebestufe wird durch den Eingriff der dritten Kupplung C3 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet. Ein Neutralzustand „N” wird durch Lösen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der dritten Kupplung C3, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 erreicht. Zu der Zeit des Maschinenbremsens in der Getriebestufe des ersten Ganges ist die zweite Bremse B2 im Eingriff.
Der Leistungsübertragungsweg in dem automatischen Schaltabschnitt 20 wird zwischen einem leistungsübertragbaren Zustand, der die Leistungsübertragung durch den Leistungsübertragungsweg ermöglicht, und einem Leistungsübertragungsunterbrechungszustand, der die Leistungsübertragung unterbricht, gemäß einer Kombination der Eingriffs- und Lösebetriebe der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der dritten Kupplung C3, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 umgeschaltet. Wenn eine von der Getriebestufe des ersten bis vierten Ganges und der Rückwärtsgetriebestufe eingerichtet ist, ist der Leistungsübertragungsweg in den leistungsübertragbaren Zustand versetzt, und wenn keine Getriebestufe eingerichtet ist, beispielsweise wenn der Neutralzustand „N” eingerichtet ist, ist der Leistungsübertragungsweg in den Leistungsübertragungsunterbrechungszustand versetzt.
Die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die dritte Kupplung C3, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 (nachstehend einfach Kupplungen C und Bremsen B, falls nicht besonders unterschieden wird) sind hydraulische Reibeingriffsvorrichtungen als Eingriffselemente, die häufig in herkömmlichen Fahrzeugautomatikgetrieben verwendet werden und sind als eine nasse Mehrplattenbauart mit einem Hydraulikstellglied, das eine Vielzahl von Reibplatten, die miteinander überlappen, drückt, oder als eine Bandbremse mit einem hydraulischen Stellglied gebildet, das ein Ende von einem oder zwei Bändern, die um eine Außenumfangsfläche einer Drehtrommel gewickelt sind, festzieht, zu dem Zweck des wahlweisen Koppelns von Bauteilen an den beiden Seiten der Vorrichtungen, die dazwischen angeordnet sind. Der Öldruck, der zum Betätigen der Kupplungen C und der Bremsen B dieser Ausführungsform in den Eingriffszustand zugeführt wird, entspricht einem Eingriffsöldruck der vorliegenden Erfindung.
In der Leistungsübertragungsvorrichtung 10, die wie vorstehend beschrieben gebildet ist, ist ein stufenloses Getriebe aus dem Differenzialabschnitt 11, der als ein stufenloses Getriebe funktioniert, und dem automatischen Schaltabschnitt 20 gebildet. Der Differenzialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 können den Zustand ausbilden, der äquivalent zu einem gestuften Getriebe ist, und zwar durch Durchführen einer Steuerung derart, dass das Übersetzungsverhältnis des Differenzialabschnitts 11 konstant gehalten wird.
Im Speziellen, wenn der Differenzialabschnitt 11 als ein stufenloses Getriebe funktioniert und das automatische Getriebe 20 in Reihe mit dem Differenzialabschnitt 11 als ein gestuftes Getriebe funktioniert, wird die Drehzahleingabe zu dem automatischen Schaltabschnitt 20 (nachstehend Eingabedrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20), d. h. die Drehzahl des Übertragungsbauteils 18 (nachstehend Übertragungsbauteildrehzahl N₁₈) in einer stufenlosen Weise für wenigstens eine Getriebestufe M des automatischen Schaltabschnitts 20 variiert, und eine stufenlose Übersetzungsverhältnisbreite wird in der Getriebestufe M erhalten. Deshalb wird ein allgemeines Übersetzungsverhältnis γT (= Drehzahl N_IN der Eingabewelle 14/Drehzahl N_OUT der Ausgabewelle 22) der Leistungsübertragungsvorrichtung in einer stufenlosen Weise erhalten und ein stufenloses Getriebe wird in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 ausgebildet. Das allgemeine Übersetzungsverhältnis γT der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 ist ein Gesamtübersetzungsverhältnis γT der gesamten Leistungsübertragungsvorrichtung 10, das auf der Basis des Übersetzungsverhältnisses γ0 des Differenzialabschnitts 11 und des Übersetzungsverhältnisses γ des automatischen Schaltabschnitts 20 gebildet ist.
Beispielsweise wird die Übertragungsabschnittsdrehzahl N₁₈ in einer stufenlosen Weise für jede Getriebestufe von den Getriebestufen des ersten bis vierten Ganges und der Rückwärtsgetriebestufe des automatischen Schaltabschnitts 20, die in der Eingriffbetriebstabelle von 2 dargestellt sind, geändert, und eine stufenlose Übersetzungsverhältnisbreite wird in jeder Getriebestufe erhalten. Deshalb wird ein Übersetzungsverhältnis, das in einer stufenlosen Weise fortlaufend änderbar ist, zwischen den Getriebestufen erreicht, und das Gesamtübersetzungsverhältnis γT wird in einer stufenlosen Weise für die gesamte Leistungsübertragungsvorrichtung 10 erhalten.
Wenn das Übersetzungsverhältnis des Differenzialabschnitts 11 gesteuert wird, um konstant gehalten zu werden, und die Kupplungen C und die Bremsen B wahlweise im Eingriff sind und betätigt werden, um wahlweise eine von der Getriebestufe des ersten bis vierten Ganges oder der Rückwärtsgetriebestufe (Rückwärtsschaltstufe) einzurichten, wird das Gesamtübersetzungsverhältnis γT der Leistungsübertragungsvorrichtung 10, das sich im Wesentlichen im gleichen Verhältnis ändert, für jede Getriebestufe erhalten. Deshalb wird der Zustand äquivalent zu einer gestuften Übertragung in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 ausgebildet.
3 zeigt ein Kollinearitätsdiagramm, das an geraden Linien die relativen Beziehungen der Drehzahlen der Drehelemente mit einem unterschiedlichen Kopplungszustand für jede Getriebestufe in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 darstellen kann, die aus dem Differenzialabschnitt 11 und dem automatischen Schaltabschnitt 20 gebildet ist. Das Kollinearitätsdiagramm von 3 stellt zweidimensionale Koordinaten dar, die durch eine horizontale Achse, die eine Beziehung der Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetengetriebevorrichtungen 24, 26 und 28 anzeigt, und eine vertikale Achse definiert sind, die eine Relativdrehzahl anzeigt, und eine untere horizontale Linie X1 der drei horizontalen Linien zeigt eine Nulldrehzahl an; eine obere horizontale Linie X2 zeigt eine Drehzahl „1,0” an, d. h. eine Drehzahl N_E der Maschine 8, die mit der Eingabewelle 14 gekoppelt ist; und X3 zeigt eine Drehzahl des dritten Elements RE3 an, das später beschrieben wird, die von dem Differenzialabschnitt 11 zu dem automatischen Schaltabschnitt 20 eingegeben wird.
Drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3, die zu den drei Elementen des Leistungsverteilungsmechanismus 16 korrespondieren, der den Differenzialabschnitt 11 bildet, kennzeichnen Relativdrehzahlen des ersten Sonnenrads S1, das dem zweiten Drehelement RE2 entspricht, des ersten Trägers CA1, der dem ersten Drehelement RE1 entspricht, und des ersten Hohlrads R1, das dem dritten Drehelement RE3 entspricht, in der Reihenfolge von links nach rechts, und die Abstände zwischen den Linien sind in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses ρ1 der ersten Planetengetriebevorrichtung 24 bestimmt. Vier vertikale Linien Y4, Y5, Y6 und Y7 des automatischen Schaltabschnitts 20 stellen das dritte Sonnenrad S3, das einem vierten Drehelement RE4 entspricht, das zweite Hohlrad R2 und den dritten Träger CA3, die miteinander gekoppelt sind und einem fünften Drehelement RE5 entsprechen, den zweiten Träger CA2 und das dritte Hohlrad R3, die miteinander gekoppelt sind und einem sechsten Drehelement RE6 entsprechen, bzw. das zweite Sonnenrad S2, das einem siebten Drehelement RE7 entspricht, in der Reihenfolge von links nach rechts dar, und die Abstände zwischen den Linien sind in Abhängigkeit der Übersetzungsverhältnisse ρ2 und ρ3 der zweiten und dritten Planetengetriebevorrichtung 26 und 28 bestimmt. In der Beziehung zwischen den vertikalen Achsen des Kollinearitätsdiagramms, wenn ein Abstand, der „1” entspricht, zwischen einem Sonnenrad und einem Träger definiert ist, ist ein Abstand, der dem Übersetzungsverhältnis ρ der Planetengetriebevorrichtung entspricht, zwischen dem Träger und einem Hohlrad definiert. Deshalb ist in dem Fall des Differenzialabschnitts 11 der Abstand, der „1” entspricht, zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 festgelegt, und der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 ist auf den Abstand festgelegt, der dem Übersetzungsverhältnis ρ1 entspricht. In dem Fall des automatischen Schaltabschnitts 20 ist der Abstand, der „1” entspricht, zwischen dem Sonnenrad und dem Träger von jeder der zweiten und der dritten Planetengetriebevorrichtung 26 und 28 festgelegt, und der Abstand, der ρ entspricht, ist zwischen dem Träger und dem Hohlrad festgelegt.
Wenn die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 dieses Beispiels durch Verwenden des Kollinearitätsdiagramms von 3 dargestellt ist, ist das erste Drehelement RE1 (der erste Träger CA1) der ersten Planetengetriebevorrichtung 24 mit der Eingabewelle 14 gekoppelt, d. h. der Maschine 8 in dem Leistungsverteilungsmechanismus (dem Differenzialabschnitt 11); das zweite Drehelement RE2 ist mit dem ersten Elektromotor M1 gekoppelt; das dritte Drehelement RE3 (das erste Hohlrad R1) ist mit dem Übertragungsbauteil 18 und dem zweiten Elektromotor M2 gekoppelt; und die Drehung der Eingabewelle 14 ist gestaltet, um über das Übertragungsbauteil 18 zu dem automatischen Schaltabschnitt 20 übertragen (eingegeben) zu werden. Eine diagonale Linie L0, die durch den Schnittpunkt von Y2 und X2 verläuft, kennzeichnet die Beziehung zwischen der Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 und der Drehzahl des ersten Hohlrads R1.
Beispielsweise wird der Differenzialabschnitt 11 in einen Differenzialzustand versetzt, in dem das erste Drehelement RE1 bis dritte Drehelement RE3 relativ zueinander drehen können, und, falls die Drehzahl des ersten Hohlrads R1, die durch den Schnittpunkt zwischen der Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 gekennzeichnet ist, beschränkt ist und im Wesentlichen konstant gehalten ist durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V, wenn die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird, um die Drehung des ersten Sonnenrads S1, die durch den Schnittpunkt zwischen der Linie L0 und der vertikalen Linie Y1 gekennzeichnet ist, zu erhöhen oder zu verringern, wird die Drehzahl des ersten Trägers CA1, die durch den Schnittpunkt zwischen der Linie L0 und der vertikalen Linie Y2 gekennzeichnet ist, d. h. die Maschinendrehzahl N_E, erhöht oder verringert.
Wenn die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 derart gesteuert wird, dass das Übersetzungsverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 auf „1” fixiert ist, um die Drehung des ersten Sonnenrads S1 auf dieselbe Drehung wie die Maschinendrehzahl N_E festzulegen, stimmt die Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 überein, und die Drehzahl des ersten Hohlrad R1, d. h. das Übertragungsbauteil 18, wird mit der gleichen Drehung wie die Maschinendrehzahl N_E gedreht. Alternativ, wenn die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 derart gesteuert wird, dass das Übersetzungsverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts auf einen festen Wert kleiner als „1” fixiert ist, auf beispielsweise ungefähr 0,7, um die Drehung des ersten Sonnenrads S1 auf Null zu setzen, wird die Linie L0 in den in 3 dargestellten Zustand gebracht, und das Übertragungsbauteil 18 wird mit einer Geschwindigkeit gedreht, die gegenüber der Maschinendrehzahl N_E erhöht ist.
In dem automatischen Schaltabschnitt 20 ist das vierte Drehelement RE4 wahlweise mit dem Übertragungsbauteil 18 über die erste Kupplung C1 gekoppelt; das fünfte Drehelement RE5 ist mit der Ausgabewelle 22 gekoppelt; das sechste Drehelement RE6 ist wahlweise mit dem Übertragungsbauteil 18 über die zweite Kupplung C2 gekoppelt und ist auch wahlweise mit dem Gehäuse 12 über die zweite Bremse B2 gekoppelt; und das siebte Drehelement RE7 ist wahlweise mit dem Übertragungsbauteil 18 über die dritte Kupplung C3 gekoppelt und ist auch wahlweise mit dem Gehäuse 12 über die erste Bremse B1 gekoppelt.
In dem automatischen Schaltabschnitt 20, wenn beispielsweise die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 gesteuert wird, um die Drehung des ersten Sonnenrads S1 auf im Wesentlichen Null in dem Differenzialabschnitt 11 festzulegen, wird die Linie L0 in den in 3 dargestellten Zustand gebracht, und die Drehzahl ist gegenüber der Maschinendrehzahl N_E erhöht und wird zu dem dritten Drehelement RE3 ausgegeben. Wie in 3 dargestellt ist, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 im Eingriff sind, ist die Drehzahl der Ausgabewelle 22 bei einem ersten Gang durch den Schnittpunkt zwischen einer diagonalen Linie L1, die durch den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie L4, die die Drehzahl des vierten Drehelements RE4 anzeigt, und der horizontalen Linie X3, und den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, und der horizontalen Linie X1 verläuft, und der vertikalen Linie Y5 angezeigt, die die Drehzahl des fünften Drehelements RE5 anzeigt, das mit der Ausgabewelle 22 gekoppelt ist. In gleicher Weise ist die Drehzahl der Ausgabewelle 22 bei einem zweiten Gang durch den Schnittpunkt zwischen einer diagonalen Linie L2, die durch Eingreifen der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y5 anzeigt, die die Drehzahl des fünften Drehelements RES anzeigt, das mit der Ausgabewelle 22 gekoppelt ist, gekennzeichnet; die Drehzahl der Ausgabewelle 22 bei einem dritten Gang ist durch den Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L3, die durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y5 gekennzeichnet, die die Drehzahl des fünften Drehelements RE5 anzeigt, das mit der Ausgabewelle 22 gekoppelt ist; und die Drehzahl der Ausgabewelle 22 bei einem vierten Gang ist durch den Schnittpunkt zwischen einer diagonalen Linie L4, die durch Einrücken der zweiten Kupplung C2 und der ersten Bremse B1 bestimmt ist, und der vertikalen Linie Y5 angezeigt, die die Drehzahl des fünften Drehelements RE5 anzeigt, das mit der Ausgabewelle 22 gekoppelt ist.
4 stellt beispielhaft Signale, die zu einer elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 eingegeben werden, die eine Steuerungsvorrichtung der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform ist, und Signale dar, die von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 ausgegeben werden. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 umfasst einen sogenannten Mikrocomputer, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer I/O Schnittstelle etc. gebildet ist, und führt Signalverarbeitungen gemäß Programmen aus, die im voraus in dem ROM gespeichert sind, während sie eine temporäre Speicherfunktion des RAM nutzt, um Antriebssteuerungen wie die Hybridantriebssteuerung, die die Maschine 8 und den ersten und den zweiten Elektromotor M1 und M2 betrifft, und die Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 auszuführen.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 wird von Sensoren, Schaltern, etc., wie in 4 dargestellt ist, versorgt mit einem Signal, das eine Maschinenwassertemperatur TEMP_W anzeigt, Signalen, die eine Schaltposition P_SH eines Schalthebels 52 (siehe 5) und die Anzahl von Betätigungen zu einer „M”-Position anzeigen, einem Signal, das die Maschinendrehzahl N_E anzeigt, das die Drehzahl der Maschine 8 ist, einem Signal, das einen Übersetzungsverhältniszugeinsteilwert anzeigt; einem Signal, das einen Befehl für einen M-Modus (manueller Schaltfahrmodus) gibt, einem Signal, das einen Betriebszustand A/C einer Klimaanlage anzeigt, einem Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt, die der Drehzahl (nachstehend Ausgabewellendrehzahl) N_OUT der Ausgabewelle 22 entspricht, einem Signal, das eine Betriebsoltemperatur T_OIL des automatischen Schaltabschnitts 20 anzeigt, einem Signal, das eine Parkbremsbetätigung anzeigt, einem Signal, das eine Fußbremsbetätigung anzeigt, einem Signal, das eine Katalysatortemperatur anzeigt, einem Signal, das einen Beschleunigeröffnungsgrad Acc anzeigt, der ein Betrag einer Gaspedalbetätigung entsprechend einem Ausgabeanfragebetrag eines Fahrers ist, einem Signal, das einen Nockenwinkel anzeigt, einem Signal, das eine Schneemoduseinstellung anzeigt, einem Signal, das eine Längsbeschleunigung G eines Fahrzeugs anzeigt, einem Signal, das ein Autopilotfahren anzeigt, einem Signal, das ein Gewicht eines Fahrzeugs (Fahrzeuggewicht) anzeigt, einem Signal, das eine Radgeschwindigkeit für jedes von Rädern anzeigt, einem Signal, das eine Drehzahl N_M1 (nachstehend erste Elektromotordrehzahl N_M1) des ersten Elektromotors M1 anzeigt, einem Signal, das eine Drehzahl NM₂ (nachstehend zweite Elektromotordrehzahl N_M2) des zweiten Elektromotors anzeigt, einem Signal, das eine Temperatur T_M2 des zweiten Elektromotors M2 anzeigt, einem Signal, das eine Ladekapazität (Ladezustand) SOC einer elektrischen Speichervorrichtung 60 (siehe 6) anzeigt, etc.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 gibt folgende Signale aus: Steuerungssignale zu einer Maschinenausgabesteuerungsvorrichtung 43 (siehe 6), die beispielsweise eine Maschinenausgabe steuert, ein Antriebssignal zu einem Drosselstellglied 97, das einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_TH einer elektronischen Drosselklappe 96 einstellt, die in einem Einleitungsrohr 95 der Maschine 8 angeordnet ist, ein Kraftstoffzufuhrmengensignal, das eine Kraftstoffzufuhrmenge in das Einleitungsrohr 95 oder die Zylinder der Maschine 8 von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 steuert, ein Zündungssignal, das einen Befehl für die Zeitabstimmung der Zündung der Maschine 8 durch eine Zündvorrichtung 99 gibt, ein Ladedruckeinstellsignal zum Einstellen eines Ladedrucks, ein Antriebssignal für eine elektrische Klimaanlage zum Aktivieren einer elektrischen Klimaanlage, Befehlssignale, die Befehle für die Betriebe der Elektromotoren M1 und M2 ausgeben, ein Schaltpositionsanzeigesignal (Betriebspositionsanzeigesignal) zum Aktivieren einer Schaltanzeige, ein Übersetzungsverhältnisanzeigesignal zum Anzeigen eines Übersetzungsverhältnisses, ein Schneemodusanzeigesignal zum Anzeigen, dass der Schneemodus in Betrieb ist, ein ABS-Aktivierungssignal zum Aktivieren eines ABS-Stellglieds, das ein Rutschen von Rädern zu der Zeit des Bremsens verhindert, ein M-Modusanzeigesignal zum Anzeigen, dass der M-Modus ausgewählt ist, ein Ventilbefehlssignal zum Aktivieren eines elektromagnetischen Ventils (Linearsolenoidventil), das in einem hydraulischen Steuerungskreis 42 (siehe 6) umfasst ist, um das hydraulische Stellglied der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen des Differenzialabschnitts 11 und des automatischen Schaltabschnitts 20 zu steuern, ein Signal zum Regeln eines Leitungsöldrucks P_L mit einem Regelventil (Druckregelventil), das in dem hydraulischen Steuerungskreis 42 angeordnet ist, ein Antriebsbefehlssignal zum Aktivieren einer elektrischen Hydraulikpumpe, die eine Öldruckquelle eines Ursprungsdrucks zum Regeln des Leitungsöldrucks P_L ist, ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizeinrichtung, ein Signal zu einem Computer zum Steuern der Fahrsteuerung, ein Signal zum Antreiben eines Parksperrenantriebsmotors, etc.
5 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Schaltbetriebsvorrichtung 50 als eine Umschaltvorrichtung, die eine Vielzahl von Arten von Schaltpositionen P_SH durch künstliche Manipulation umschaltet. Die Schaltbetriebsvorrichtung 50 ist beispielsweise in der Nähe eines Fahrersitzes angeordnet und umfasst den Schalthebel 52, der betätigt wird, um eine Vielzahl von Arten der Schaltpositionen P_SH auszuwählen.
Der Schalthebel 52 ist angeordnet, um manuell betätigt zu werden zu einer Parkposition „P (Parken)”, um in einem Neutralzustand zu sein, d. h. einem Neutralzustand, in dem der Leistungsübertragungsweg in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10, d. h. in dem automatischen Schaltabschnitt 20, unterbrochen ist, und um die Ausgabewelle 22 des automatischen Schaltabschnitts 20 in einer nicht drehbaren Weise zu fixieren (d. h. sperren); zu einer Rückwärtsfahrposition „R (Rückwärts)” zum Rückwärtsfahren; einer Neutralposition „N (Neutral)”, um in dem Neutralzustand zu sein, bei dem der Leistungsübertragungsweg in der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 unterbrochen ist; einer automatischen Getriebevorwartsfahrposition „D (Antrieb)” zum Erreichen eines automatischen Getriebemodus, um die automatische Getriebesteuerung innerhalb eines verfügbaren Änderungsbereichs des Gesamtübersetzungsverhältnisses γT der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 auszuführen, das von einer stufenlosen Übersetzungsverhältnisbreite des Differenzialabschnitts und den Getriebestufen erhalten wird, die der automatischen Übertragungssteuerung innerhalb des Bereichs von der Getriebestufe des ersten Ganges bis zu der Getriebestufe des vierten Ganges des automatischen Schaltabschnitts 20 unterzogen werden; oder einer manuellen Getriebevorwärtsfahrposition „M (manuell)” zum Erreichen eines manuellen Getriebefahrmodus (manueller Modus), um einen sogenannten Schaltbereich festzulegen, der Schaltstufen an der Hochgeschwindigkeitsseite in dem automatischen Schaltabschnitt 20 begrenzt.
Ein hydraulischer Steuerungskreis wird elektrisch umgeschaltet durch beispielsweise ein sogenanntes Shift-By-Wire-System, das einen Leistungsübertragungszustand der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 durch eine elektrische Steuerung derart umschaltet, dass die Rückwärtsgetriebestufe „R”, der Neutralzustand „N”, die Schaltstufen in der Vorwärtsgetriebestufe „D”, etc., die in der Eingriffsbetriebstabelle von 2 dargestellt sind, in Verbindung mit der manuellen Betätigung des Schalthebels 52 zu den Schaltpositionen P_SH eingerichtet werden.
Von den Schaltpositionen P_SH, die durch die „P”- bis „M”-Positionen gekennzeichnet sind, sind die „P”-Position und die „M”-Position die Nichtfahrpositionen, die ausgewählt sind, wenn ein Fahrzeug nicht fährt, und sind die Nichtantriebspositionen zum Auswählen des Umschaltens zu dem Leistungsübertragungsunterbrechungszustand des Leistungsübertragungswegs derart, dass das Fahrzeug mit dem Leistungsübertragungsweg, der in dem automatischen Schaltabschnitt 20 unterbrochen ist, nicht angetrieben werden kann. Die „R”-Position, die „D”-Position und die „M”-Position sind die Fahrpositionen, die ausgewählt sind, wenn ein Fahrzeug fährt, und sind die Antriebspositionen zum Auswählen des Umschaltens zu dem leistungsübertragbaren Zustand des Leistungsübertragungswegs derart, dass ein Fahrzeug mit dem Leistungsübertragungsweg, der in dem automatischen Schaltabschnitt 20 geschlossen ist, angetrieben werden kann.
Im Speziellen, wenn der Schalthebel 52 manuell zu der „P”-Position betätigt wird, werden alle Kupplungen C und Bremsen B gelöst, um den Leistungsübertragungsweg in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in den Leistungsübertragungsunterbrechungszustand zu versetze, und die Ausgabewelle 22 des automatischen Schaltabschnitts 20 wird gesperrt; wenn der Schalthebel 52 manuell zu der „N”-Position betätigt wird, werden alle Kupplungen C und Bremsen B gelöst, um den Leistungsübertragungsweg in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in den Leistungsübertragungsunterbrechungszustand zu versetzen; und wenn der Schalthebel 52 manuell zu einer Position von der „R”-, „D”- und der „M”-Position bewegt wird, wird eine Getriebestufe entsprechend der Position eingerichtet, um den Leistungsübertragungsweg in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in den leistungsübertragbaren Zustand zu versetzen.
6 ist ein Funktionsblockliniendiagramm zum Erklären einer Steuerungsfunktion einer Steuerungsvorrichtung für die Leistungsübertragungsvorrichtung 10, die ein Teil der Steuerungsfunktion der elektronischen Steuerungsvorrichtung ist. In 6 bestimmt eine Steuerungseinrichtung 102 für den automatischen Schaltabschnitt, ob ein Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 ausgeführt werden sollte, d. h. bestimmt eine Schaltstufe, die durch das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 zu erreichen ist, auf der Basis des Fahrzeugzustands, der durch eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein angefragtes Ausgabemoment T_OUT des automatischen Schaltabschnitts 20 gekennzeichnet ist, gemäß einer Beziehung (ein Schalthebeldiagramm, ein Schaltkennfeld) mit Hochschaltlinien (durchgehende Linien) und Herunterschaltlinien (gestrichelte Linien), unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ausgabedrehmoments T_OUT des automatischen Schaltabschnitts 20 als Parameter, die im Voraus gespeichert sind, wie in 7 dargestellt ist, und führt die automatische Getriebesteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 durch, um die bestimmte Schaltstufe zu erreichen.
In diesem Fall gibt die Steuerungseinrichtung 102 für den automatischen Schaltabschnitt einen Befehl (einen Schaltausgabebefehl, einen Hydraulikdruckbefehl) zum Eingreifen und/oder Lösen der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen, die bei dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 beteiligt sind, derart aus, dass die Schaltstufe gemäß beispielsweise der Eingriffsbetriebstabelle, die in 2 gezeigt ist, erreicht wird, d. h. sie betätigt das Linearsolenoidventil in dem hydraulischen Steuerungskreis 42, um das hydraulische Stellglied der hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen zu betätigen, die bei dem Schalten beteiligt sind, um die löseseitigen Eingriffsvorrichtungen, die bei dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 beteiligt sind, zu lösen, und die eingriffsseitigen Eingriffsvorrichtungen zum Ausführen des Schaltens des automatischen Schaltabschnitts 20 in Eingriff zu bringen.
Während eines Betriebs der Maschine 8 in einem effizienten Betriebsbereich, ändert die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die Antriebsleistungsverteilung zwischen der Maschine 8 und dem zweiten Elektromotor M2 und einer Reaktionskraft aufgrund der elektrischen Erzeugung durch den ersten Elektromotor M1 zu dem optimalen Zustand, um das Übersetzungsverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts zu steuern, der als ein elektrisches stufenloses Getriebe wirkt. Beispielsweise wird für eine Fahrfahrzeuggeschwindigkeit V zu einem Zeitpunkt eine Sollausgabe eines Fahrzeugs von dem Beschleunigeröffnungsgrad Acc, der ein Ausgabeanfragebetrag eines Fahrers ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet; eine notwendige Gesamtsollausgabe wird von der Sollausgabe und einem Ladeanfragebetrag des Fahrzeugs berechnet; und eine Sollmaschinenausgabe wird derart berechnet, dass die Gesamtsollausgabe unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlusts, eines Unterstützungsmoments des zweiten Elektromotors M2, etc. erhalten wird, um die Maschine 8 zu steuern und einen Betrag einer elektrischen Erzeugung des ersten Elektromotors M1 zu steuern, um die Maschinendrehzahl N_E und das Maschinenmoment T_E zum Erhalten der Sollmaschinenausgabe zu erreichen.
Beispielsweise führt die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die Steuerung unter Berücksichtigung der Getriebestufen des automatischen Schaltabschnitts 20 zum Verbessern des Leistungsverhaltens und einer Kraftstoffeffizienz durch. In solch einer Hybridsteuerung wird der Differenzialabschnitt 11 betrieben, um als ein stufenloses Getriebe zu funktionieren, damit die Maschinendrehzahl N_E, die zum Betreiben der Maschine 8 in einem effizienten Betriebsbereich bestimmt ist, mit der Drehzahl des Übertragungsbauteils 18 übereinstimmt, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Schaltstufen des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmt ist. Deshalb bestimmt die Hybridsteuerungseinrichtung 104 einen Sollwert des Gesamtübersetzungsverhältnisses γT der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 derart, dass die Maschine 8 entlang einer optimalen Kraftstoffverbrauchsratenkurve der Maschine 8 betrieben wird, die durch eine gestrichelte Linie von 8, die empirisch erhalten wird und im Voraus gespeichert ist, um sowohl das Fahrverhalten als auch die Kraftstoffverbrauchseigenschaft während eines Fahrens mit einer stufenlosen Übertragung zu erfüllen, in den zweidimensionalen Koordinaten dargestellt ist, die aus der Maschinendrehzahl N_E und dem Ausgabedrehmoment (Maschinenmoment) T_E der Maschine 8 gebildet sind, beispielsweise derart, dass das Maschinenmoment T_E und die Maschinendrehzahl N_E zum Erzeugen der Maschinenausgabe erreicht werden, die zum Erfüllen der Sollausgabe notwendig ist, und die Hybridsteuerungseinrichtung 104 steuert das Übersetzungsverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 unter Berücksichtigung der Getriebestufen des automatischen Getriebes 30 und steuert das Gesamtübersetzungsverhältnis γ0 innerhalb des verfügbaren Änderungsbereichs, um den Sollwert zu erhalten.
In diesem Fall, da die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, zu der elektrischen Speichervorrichtung 60 und den zweiten Elektromotor M2 über einen Inverter 58 zuführt, wird ein Hauptteil der Leistung der Maschine 8 mechanisch zu dem Übertragungsbauteil 18 übertragen, während ein Teil der Leistung der Maschine 8 für die elektrische Erzeugung des ersten Elektromotors M1 verbraucht wird und in elektrische Energie umgewandelt wird, und die elektrische Energie wird über den Inverter 58 zu dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt, um den zweiten Elektromotor M2 anzutreiben, und wird von dem zweiten Elektromotor M2 zu dem Übertragungsbauteil 18 übertragen. Die Einrichtungen, die die elektrische Energie von der Erzeugung bis zu dem Verbrauch durch den zweiten Elektromotor M2 betreffen, bilden einen elektrischen Weg von der Umwandlung eines Teils der Leistung der Maschine 8 in elektrische Energie zu der Umwandlung der elektrischen Energie in mechanische Energie.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 104 steuert die erste Elektromotordrehzahl N_M1 und/oder die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 mit der elektrischen CVT-Funktion des Differenzialabschnitts 11 derart, dass die Maschinendrehzahl N_E im Wesentlichen konstant aufrechterhalten wird oder auf eine beliebige Drehzahl drehgesteuert wird, ungeachtet davon, ob das Fahrzeug gestoppt ist oder fährt. Mit anderen Worten gesagt kann die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die erste E1ektromotordrehzahl N_M1 und/oder die zweite Elektromotordrehzahl N_M2 auf eine beliebige Drehzahl drehsteuern, während die Maschinendrehzahl N_E im Wesentlichen konstant gehalten oder auf eine beliebige Drehzahl gesteuert wird.
Wie beispielsweise von dem Kollinearitätsdiagramm von 3 gesehen werden kann, falls die Maschinendrehzahl N_E angehoben wird, während das Fahrzeug fährt, erhöht die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die erste Elektromotordrehzahl N_M1, während sie die zweite Elektromotordrehzahl N_M2, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit (die Antriebsräder 38) beschränkt ist, im Wesentlichen konstant hält. Falls die Maschinendrehzahl N_E während eines Schaltens des automatischen Schaltabschnitts 20 im Wesentlichen konstant gehalten wird, ändert die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 in die Richtung entgegengesetzt zu der Änderung in der zweiten Elektromotordrehzahl N_M2 in Verbindung mit dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20, während die Maschinendrehzahl N_E im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 104 umfasst funktional eine Maschinenausgabesteuerungseinrichtung, die Befehle separat oder in Verbindung mit der Maschinenausgabesteuerungsvorrichtung 43 ausgibt, um ein Öffnen/Schließen der elektronischen Drosselklappe 96 mit dem Drosselstellglied 97 zur Drosselsteuerung zu steuern, eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Einspritzzeitabstimmung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 für die Kraftstoffeinspritzsteuerung zu steuern, und um die Zeitabstimmung der Zündung durch die Zündungsvorrichtung 99, wie beispielsweise eines Zünders, für die Zündzeitabstimmungssteuerung zu steuern, um die Ausgabesteuerung der Maschine 8 auszuführen, um eine notwendige Maschinenausgabe zu erzeugen.
Beispielsweise treibt die Hybridsteuerungseinrichtung 104 das Drosselstellglied 97 grundsätzlich auf der Basis des Beschleunigeröffnungsgrads Acc gemäß einer im Voraus gespeicherten Beziehung, die nicht dargestellt ist, an, um die Drosselsteuerung derart auszuführen, dass der Drosselklappenöffnungsgrad θ_TH erhöht wird, wenn sich der Beschleunigeröffnungsgrad Acc erhöht. Die Maschinenausgabesteuerungsvorrichtung 43 führt die Maschinenmomentsteuerung durch Steuern eines Öffnens/Schließens der elektronischen Drosselklappe 96 mit dem Drosselstellglied 97 für die Drosselsteuerung, Steuern der Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 für die Kraftstoffeinspritzsteuerung, und Steuern der Zeitabstimmung der Zündung durch die Zündungsvorrichtung 99, wie beispielsweise ein Zünder, für die Zündungszeitabstimmungssteuerung gemäß den Befehlen von der Hybridsteuerungseinrichtung 104 aus.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 104 kann das Motorfahren mit der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialwirkung) des Differenzialabschnitts 11 erreichen, ungeachtet davon, ob die Maschine 8 gestoppt ist oder in dem Leerlaufzustand ist. Beispielsweise führt die Hybridsteuerungseinrichtung 104 das Motorfahren in einer Zone eines relativ niedrigeren Ausgabemoments T_OUT durch, d. h. in einer Zone eines niedrigeren Maschinenmoments T_E, die im Allgemeinen als eine Zone mit schlechter Maschineneffizienz im Vergleich zu einer Zone eines höheren Moments erachtet wird, oder in einer Zone einer relativ niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, d. h. in einer Zone einer niedrigeren Last. Während des Motorfahrens steuert die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die erste Elektromotordrehzahl N_M1 auf eine negative Drehzahl, beispielsweise beim Leerlaufen, mit der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialwirkung) des Differenzialabschnitts 11, um die Maschinendrehzahl N_E bei Null oder im Wesentlichen bei Null zu halten, je nach Notwendigkeit, und zwar mit der Differenzialwirkung des Differenzialabschnitts 11, um das Schleppen der gestoppten Maschine 8 zu unterdrücken und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 104 kann eine sogenannte Drehmomentunterstützung zum Ergänzen der Leistung der Maschine 8 durchführen, selbst in dem Maschinenfahrbereich, und zwar durch Zuführen der elektrischen Energie von dem ersten Elektromotor M1 und/oder der elektrischen Energie von der elektrischen Speichervorrichtung 60 über den elektrischen Weg, der vorstehend beschrieben ist, zu dem zweiten Elektromotor M2 und durch Antreiben des zweiten Elektromotors M2, um ein Drehmoment auf die Antriebsräder aufzubringen.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 104 unterbricht den Antriebsstrom zu dem ersten Elektromotor M1, der über den Inverter 58 von der elektrischen Speichervorrichtung 60 zugeführt wird, um den ersten Elektromotor M1 in den Nichtlastzustand zu versetzen. Der erste Elektromotor M1 kann frei drehen, d. h. in dem Nichtlastzustand leerlaufen, und der Differenzialabschnitt 11 ist in den Zustand versetzt, in dem er kein Drehmoment übertragen kann, d. h. den Zustand, der äquivalent zu dem Zustand ist, in dem der Leistungsübertragungsweg in dem Differenzialabschnitt 11 unterbrochen ist, und in dem die Ausgabe von dem Differenzialabschnitt 11 nicht erzeugt wird. Deshalb kann die Hybridsteuerungseinrichtung 104 den ersten Elektromotor M1 in den Nichtlastzustand versetzen, um den Differenzialabschnitt 11 in den Neutralzustand (Neutralzustand) zu versetzen, in dem der Leistungsübertragungsweg elektrisch unterbrochen ist.
Die Hybridsteuerungseinrichtung 104 führt die regenerative Steuerung mit der Maschine 8 durch, die in den Nichtantriebszustand versetzt ist, um kinetische Energie eines Fahrzeugs, die von den Antriebsrädern 38 übertragen wird, mit dem Differenzialabschnitt 11 in elektrische Energie umzuwandeln, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern (eine Kraftstoffverbrauchsrate zu verringern), und zwar während des Trägheitsfahrens (während des Rollens), wenn die Beschleunigung ausgeschaltet ist und zu der Zeit des Bremsens durch die Fußbremse, und im Speziellen betreibt die Hybridsteuerungseinrichtung 104 den zweiten Elektromotor M2 in drehender Weise, um als ein elektrischer Generator durch die kinetische Energie des Fahrzeugs zu arbeiten, d. h. durch eine Rückwärtsantriebskraft, die von den Antriebsrädern 38 zu der Maschine 8 übertragen wird, um die elektrische Speichervorrichtung 60 über den Inverter 58 mit der elektrischen Energie, d. h. einem Strom, der durch den zweiten Elektromotor erzeugt wird, zu laden. Mit anderen Worten gesagt hat die Hybridsteuerungseinrichtung 104 eine Funktion als eine regenerative Steuerungseinrichtung, die die regenerative Steuerung durchführt, und führt die regenerative Steuerung durch, wenn ein Betriebspunkt der Leistungsübertragungsvorrichtung 10 auf der Basis eines Zustandsbetrags bestimmt ist, der den Fahrzeugzustand anzeigt, der exemplarisch durch den Beschleunigeröffnungsgrad Acc, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, den Bremspedalbetätigungsbetrag, einen verbleibenden Ladebetrag SOC der elektrischen Speichervorrichtung 60, der Schaltstufe des automatischen Schaltabschnitts 20 etc. gekennzeichnet ist, und der Betriebspunkt zu einem empirisch definierten regenerativen Bereich gehört, wo die regenerative Steuerung durchgeführt werden sollte. In dieser regenerativen Steuerung wird die elektrische Energie, die durch den zweiten Elektromotor M2 regeneriert wird, d. h. ein Regenerativbetrag dieser regenerativen Steuerung, gesteuert, um einen Regenerativanfragebetrag zu erreichen, der ein notwendiger Regenerativbetrag ist, der bestimmt ist auf der Basis eines verbleibenden Ladebetrags SOC der elektrischen Speichervorrichtung 60 und der Bremskraftverteilung einer Bremskraft von einer hydraulischen Bremse zum Ermitteln einer Bremskraft entsprechend einem Bremspedalbetätigungsbetrag.
Während die Hybridsteuerungseinrichtung 104 die regenerative Steuerung durchführt, kann die Steuerungseinrichtung 102 für den automatischen Schaltabschnitt ein Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmen, weil sich beispielsweise ein Fahrzustand eines Fahrzeugs aufgrund einer Erhöhung einer Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Falls ein Herunterschalten des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmt wird, während die regenerative Steuerung in Betrieb ist, wie vorstehend beschrieben ist, führt eine Ausrollsteuerungseinrichtung 110 das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 mit einem Verfahren durch, das sich von dem Herunterschalten unterscheidet, das anders ist als das, das durchgeführt wird, während die regenerative Steuerung in Betrieb ist.
Die Ausrollsteuerungseinrichtung 110 umfasst funktional eine AT-Eingabewellendrehzahlsteuerungseinrichtung 112 und eine Eingriffsöldruckverringerungseinrichtung 114. Die Eingriffsöldruckverringerungseinrichtung 114 verringert einen Wert eines Zufuhröldrucks, der ein Öldruck ist, der zu den Reibeingriffsvorrichtungen zugeführt wird, die bei dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 in Eingriff zu bringen sind, in der Endzeitspanne des Schaltens. Im Speziellen ändert die Eingriffsöldruckverringerungseinrichtung 114 einen Wert des Eingriffsöldrucks, um einen Verringerungsbetrag zu realisieren, der durch eine Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 festgelegt wird, die später beschrieben wird. Im Hinblick auf die Schaltendzeitspanne, wenn beispielsweise eine Differenzdrehzahl ΔN_IN zwischen einer synchronisierten Drehzahl N_IN*, d. h. einer Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 in der Schaltstufe nach dem Schalten, und einer tatsächlichen Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 unter einen vorbestimmten Wert fällt, der im Voraus definiert ist, wie beispielsweise mehrere Hundert U/min, wird davon ausgegangen, dass das Schalten in der Endzeitspanne ist.
Die Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 legt einen Verringerungsbetrag des Eingrifföldrucks fest, der durch die Eingriffsöldruckverringerungseinrichtung 114 zu verringern ist. Im Speziellen legt beispielsweise die Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 den Verringerungsbetrag des Eingriffsöldrucks auf der Basis von wenigstens einem Parameter von den Parametern Zug des automatischen Schaltabschnitts 20, Drehbeschleunigung ΔN_IN/Δt des Übertragungsbauteils 18, das die Eingabewelle des automatischen Schaltabschnitts 20 ist, Fahrzeuggeschwindigkeit V und Regenerativbeträgen des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 fest. Genauer gesagt, falls der Zug des automatischen Schaltabschnitts 20 groß ist, tritt eine Änderung der Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 kaum auf, und deshalb legt die Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 einen kleineren Verringerungsbetrag des Eingriffsöldrucks oder eine kleinere Größe des Gradienten des Verringerungsbetrags des Eingriffsöldrucks fest, wenn der Zug des automatischen Schaltabschnitts 20 größer ist. Falls eine größere Änderung in der Drehbeschleunigung ΔN_IN/Δt des Übertragungsbauteils 18 auftritt, das die Eingabewelle des automatischen Schaltabschnitts 20 ist, ist der Zug des automatischen Schaltabschnitts 20 kleiner, und deshalb legt die Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 einen größeren Verringerungsbetrag des Eingrifföldrucks oder eine größere Größe des Gradienten des Verringerungsbetrags des Eingrifföldrucks fest, wenn eine größere Änderung in der Drehbeschleunigung ΔN_IN/Δt des Übertragungsbauteils 18 auftritt, das die Eingabewelle des automatischen Schaltabschnitts 20 ist. Als eine Folge kann ein Schaltstoß abgeschwächt werden.
Da der Schaltstoß im Allgemeinen bei einem Schalten bei einer niedrigeren Geschwindigkeit leichter gefühlt wird, legt, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit klein ist, die Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 einen größeren Verringerungsbetrag des Eingrifföldrucks oder eine größere Größe des Gradienten des Verringerungsbetrags des Eingrifföldrucks fest, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner ist. Falls die Regenerativbeträge des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 groß sind, kann eine Untersteuerung der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 auftreten, wenn der Eingriffsöldruck beträchtlich verringert wird, und deshalb legt die Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 einen kleineren Verringerungsbetrag des Eingrifföldrucks oder eine kleinere Größe des Gradienten des Verringerungsbetrags des Eingrifföldrucks fest, wenn die Regenerativbeträge größer sind. Die Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit v wird von der Drehzahl N_OUT der Ausgabewelle 22 des automatischen Schaltabschnitts 20, die beispielsweise durch einen Ausgabewellendrehzahlsensor 86 erfasst wird, unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses der Enduntersetzungsvorrichtung 36 und des Durchmessers der Antriebsräder 38 erhalten.
Wenn der Verringerungsbetrag des Eingrifföldrucks durch die Verringerungsbetragfestlegungseinrichtung 118 auf diese Weise festgelegt wird, wird von dem Start der Schaltendzeitspanne ab der Eingriffsöldruck verringert oder gehalten, oder, selbst wenn der Eingriffsöldruck ansteigt, wird der Gradient der Erhöhung entspannt.
Mit Bezug auf die Ausrollsteuerungseinrichtung 110 führt die AT-Eingabewellendrehzahlsteuerungseinrichtung 112 eine Steuerung derart durch, dass ein Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 zu der synchronisierten Drehzahl N_IN* in der Endzeitspanne des Schaltens wird. Im Speziellen steuert die AT-Eingabewellendrehzahlsteuerungseinrichtung 112 die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch Betreiben der Hybridsteuerungseinrichtung 104, um das Ausgabemoment des zweiten Elektromotors M2 zu steuern. Da die Eingabewelle des automatischen Schaltabschnitts 20 mit dem zweiten Elektromotor M2 in dieser Ausführungsform gekoppelt ist, ist die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 äquivalent zu der Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2. Die AT-Eingabewellendrehzahlsteuerungseinrichtung 112 führt die Regelung auf der Basis eines Werts der Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2 durch, die beispielsweise durch einen Drehzahlsensor 84 für den zweiten Elektromotor erfasst wird, und steuert die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch eine PID-Steuerung etc.
Falls eine Betriebsbegrenzungseinrichtung 116 für den zweiten Elektromotor, die später beschrieben wird, bestimmt, dass ein Fahrzeug in einem Zustand ist, der den Betrieb des zweiten Elektromotors M2 begrenzt, wird davon ausgegangen, dass die Eingabewellendrehzahl N_IN nicht ausreichend durch das regenerative Moment gesteuert werden kann, das von dem zweiten Elektromotor M2 erhalten wird, da die regenerative Steuerung des zweiten Elektromotors M2 nicht durchgeführt wird, oder eine Grenze für den regenerativen Betrag festgelegt ist, selbst wenn die regenerative Steuerung durchgeführt wird, und deshalb ist die AT-Eingabewellendrehzahlsteuerungseinrichtung 112 gestaltet, um die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 mit einem Moment, das durch den ersten Elektromotor M1 statt durch den zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird, oder mit einem Ausgabemoment, das von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, durch Durchführen der koordinierten Steuerung des zweiten Elektromotors M2 und des ersten Elektromotors M1 zu steuern. Da der erste Elektromotor M1 über Drehelemente der Planetengetriebevorrichtung 24 mit dem Übertragungsbauteil 18 verbunden ist, das die Eingabewelle des automatischen Schaltabschnitts 20 in dieser Ausführungsform ist, falls die Ausgabe des zweiten Elektromotors M2 begrenzt ist, kann die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch die Ausgabe des ersten Elektromotors M1 gesteuert werden. In diesem Fall betreibt die AT-Eingabewellendrehzahlsteuerungseinrichtung 112 die Hybridsteuerungseinrichtung 104, um die Ausgabe des ersten Elektromotors unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses der Planetengetriebevorrichtung 24 zu bewirken, die den Differenzialabschnitt 11 bildet.
Die Betriebsbegrenzungseinrichtung 116 für den zweiten Elektromotor bestimmt, ob die regenerative Steuerung des zweiten Elektromotors M2 durchführbar ist, oder ob eine Grenze für den Regenerativbetrag festgelegt ist, in Abhängigkeit davon, ob ein Fahrzeugzustand einer im Voraus gespeicherten Bedingung entspricht. Diese Bedingung ist beispielsweise, ob die Eingabe-/Ausgabegrenze für die elektrische Speichervorrichtung 60 festgelegt ist. Genauer gesagt, falls die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung 60, die durch einen nicht dargestellten Temperatursensor erfasst wird, höher oder niedriger als ein vorbestimmter Bereich ist, der im Voraus definiert ist, oder der Ladezustand (SOC) der elektrischen Speichervorrichtung 60 höher oder niedriger als ein vorbestimmter Bereich eines Ladebetrags ist, der im Voraus definiert ist, wird die Eingabe-/Ausgabegrenze der elektrischen Energie für die elektrische Speichervorrichtung 60 festgelegt. Falls die Eingabe-/Ausgabegrenze für die elektrische Speichervorrichtung 60 festgelegt ist, wie vorstehend beschrieben ist, wird die regenerative Steuerung des zweiten Elektromotors M2 nicht durchgeführt, oder, selbst wenn sie durchgeführt wird, ist eine Grenze für den Regenerativbetrag festgelegt. Der vorbestimmte Bereich, der sich auf die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung 60 bezieht, ist ein Temperaturbereich, der gewährleistet, dass die elektrische Speichervorrichtung 60 ein ausreichendes Lade-/Entladeverhalten zeigen kann, und der Bereich, der den Ladezustand der elektrischen Speichervorrichtung 60 betrifft, ist als ein Bereich festgelegt, der keine Überladung oder Überentladung der elektrischen Speichervorrichtung 60 verursacht.
Die Bedingung kann erfüllt sein, wenn die Temperatur des zweiten Elektromotors M2 höher oder niedriger als ein vorbestimmter Bereich ist, der im Voraus definiert ist. Die Temperatur des zweiten Elektromotors M2 wird beispielsweise durch einen Temperatursensor 82 für den zweiten Elektromotor erfasst. Der vorbestimmte Bereich, der die Temperatur des zweiten Elektromotors M2 betrifft, ist als ein Temperaturbereich festgelegt, der gewährleistet, dass der zweite Elektromotor M2 ein ausreichendes Leistungsverhalten zeigt. Deshalb, falls der zweite Elektromotor M2 kein ausreichendes Leistungsverhalten zeigen kann, wird die regenerative Steuerung des zweiten Elektromotors M2 nicht durchgeführt, oder falls sie durchgeführt wird, wird eine Grenze für den regenerativen Betrag festgelegt.
9 ist ein Flussdiagramm zum Erklären eines Hauptteils der Steuerungsfunktion in der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 dieser Ausführungsform, d. h. eine Funktion in der Ausrollherunterschaltsteuerung, wenn ein Ausrollherunterschalten bestimmt wird, während die regenerative Steuerung in Betrieb ist.
Bei SA1, der der Hybridsteuerungseinrichtung 104 etc. entspricht, wird bestimmt, ob ein Fahrzeug in einer regenerativen Weise fährt. Im Speziellen, falls beispielsweise der Fahrzustand des Fahrzeugs in einem regenerativen Bereich ist und der Schaltbereich des automatischen Schaltabschnitts 20 der Vorwärtsfahrbereich (D-Bereich) ist, wird bestimmt, dass das Fahrzeug in einer regenerativen Weise fährt. Falls bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einer regenerativen Weise fährt, ist die Bestimmung bei diesem Schritt positiv und SA2 wird ausgeführt. Falls das Fahrzeug nicht in einer regenerativen Weise fährt, ist die Bestimmung in diesem Schritt negativ und SA6 wird ausgeführt, da die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform nicht durchgeführt wird.
Bei SA2, der der Steuerungseinrichtung 102 für den automatischen Schaltabschnitt etc. entspricht, wird bestimmt, ob das Ausrollherunterschalten bestimmt ist. Falls das Ausrollherunterschalten bestimmt ist, ist die Bestimmung in diesem Schritt positiv und SA3 wird ausgeführt. Falls das Ausrollherunterschalten nicht bestimmt ist, ist die Bestimmung in diesem Schritt negativ und SA6 wird ausgeführt, da die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform nicht durchgeführt wird.
SA3 und SA4 entsprechen der Ausrollsteuerungseinrichtung 110. In SA3 wird bestimmt, ob das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20, dessen Ausführung bei SA2 bestimmt wird, in die Schaltendzeitspanne kommt. Diese Bestimmung wird gemacht, wenn eine Differenzdrehzahl zwischen einem Sollwert N_IN* der Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 nach dem Schalten und der tatsächlichen Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 unter einen Schwellenwert fällt, der im Voraus definiert ist. Dieser Schwellenwelt, der im Voraus definiert ist, ist festgelegt, um einem Fortschrittsgrad eines Schaltens zu entsprechen, der einen Schaltstoß erzeugen kann, der durch Schwankungen einer Antwort eines Öldrucks und einer Drehmomentkapazität der Reibeingriffselemente aufgrund von Schwankungen einer Öltemperatur von Betriebsöl des automatischen Schaltabschnitts 20 und einen Spalt (Packabstand) zwischen den Reibeingriffselementen und einem Kolben verursacht wird, wenn sich die Drehmomentkapazität in den Reibeingriffsvorrichtungen erhöht, die durch das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 in Eingriff zu bringen sind. Falls bestimmt wird, dass das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 in die Schaltendzeitspanne kommt, ist die Bestimmung bei diesem Schritt positiv und SA4 wird ausgeführt. Falls im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 nicht in die Schaltendzeitspanne kommt, ist die Bestimmung bei diesem Schritt negativ und SA5 wird ausgeführt.
SA4 entspricht der AT-Eingabewellendrehzahlsteuerungseinrichtung 112 und der Eingriffsöldruckverringerungseinrichtung 114 der Ausrollsteuerungseinrichtung 110. Deshalb wird in diesem Schritt die Größe des Zufuhröldrucks verringert, der zu den Reibeingriffsvorrichtungen zugeführt wird, die durch das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 in Eingriff zu bringen sind. Das Ausgabemoment des zweiten Elektromotors M2 wird auch derart gesteuert, dass ein Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 zu dem Sollwert N_IN* der Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 nach dem Schalten wird.
Bei SA5, da das Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 noch nicht in die Schaltendzeitspanne kommt, werden Änderungen des Eingriffsöldrucks, der zu den Reibeingriffsvorrichtungen zugeführt wird, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind, und des Löseöldrucks, der zu den Reibeingriffsvorrichtungen zugeführt wird, die durch das Schalten zu lösen sind, gemäß einem zeitlichen Öldruckänderungsmuster durchgeführt, das im Voraus definiert ist. Dieses Öldruckänderungsmuster, das im Voraus definiert ist, kann irgendein Muster sein, das beim Herunterschalten des automatischen Schaltabschnitts 20 verwendet wird, ungeachtet davon, ob dies während einer regenerativen Fahrt eines Fahrzeugs ist oder nicht.
Bei SA6, der ausgeführt wird, wenn die Bestimmung bei SA1 oder die Bestimmung bei SA2 negativ ist, da dies nicht der Fall des Ausrollherunterschaltens ist, das während der regenerativen Fahrt eines Fahrzeugs ausgeführt wird, wird die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform nicht durchgeführt und eine andere Steuerung wird durchgeführt. Deshalb wird eine Steuerung durchgeführt wie beispielsweise eine Schaltsteuerung des automatischen Schaltabschnitts 20 durch die Steuerungseinrichtung 102 für den automatischen Schaltabschnitt und eine Steuerung der Maschine 8 des ersten Elektromotors M1, des zweiten Elektromotors M2 durch die Hybridsteuerungseinrichtung 104 in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustands.
10 und 11 sind Zeitablaufdiagramme unter Verwendung einer gemeinsamen Zeitachse, um zeitliche Änderungen der Maschinendrehzahl N_E, der Drehzahl N_M1 des ersten Elektromotors, der Drehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors M2, des Beschleunigeröffnungsgrads Acc, des Ausgabemoments T_M2 des zweiten Elektromotors M2 und des Eingrifföldrucks und des Löseöldrucks darzustellen, die Öldrücke sind, die zu den Reibeingriffsvorrichtungen zugeführt werden, die in Eingriff zu bringen sind, und zu den Reibeingriffsvorrichtungen zugeführt werden, die durch das Schalten zu lösen sind, wenn das Ausrollherunterschalten während des regenerativen Fahrens eines Fahrzeugs durchgeführt wird. 10 ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels, wenn die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform nicht durchgeführt wird, und 11 ist ein Diagramm zum Erklären eines Beispiels, wenn die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
Zuerst wird 10 beschrieben. In einem Zeitintervall, das in 10 dargestellt ist, ist der Beschleunigeröffnungsgrad Acc auf Null festgelegt. Deshalb rollt das Fahrzeug und die regenerative Steuerung durch den zweiten Elektromotor M2 wird durchgeführt.
Zu dem Zeitpunkt t11 wird die Ausführung eines Herunterschaltens von der dritten Gangstufe zu der zweiten Gangstufe des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmt und beispielsweise in Verbindung mit einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit v ausgegeben. Von der Zeit t11 bis t12 wird der Löseöldruck verringert, während der Eingriffsöldruck auf einen vorbestimmten Wartedruck erhöht wird und dann allmählich erhöht wird.
Zu dem Zeitpunkt t12 beginnt sich ein Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 von der synchronisierten Drehzahl der dritten Gangstufe zu ändern, wie durch eine gestrichelte Linie in 10 gezeigt ist, und erhöht sich allmählich. Mit anderen Worten gesagt wird eine Drehmomentphase beendet und eine Trägheitsphase begonnen. Wenn das Schalten nachfolgend fortschreitet, erhöht sich die Drehmomentkapazität in den Reibeingriffsvorrichtungen, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind, und ein Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 wird näher zu der synchronisierten Drehzahl der zweiten Gangstufe. Das Ausgabemoment des zweiten Elektromotors M2 wird auch in Verbindung mit dem Fortschreiten des Schaltens erhöht.
Für das Schalten in dem automatischen Schaltabschnitt 20 wird ein Kupplung-zu-Kupplung-Schalten ausgeführt. Deshalb wird der Eingriffsöldruck fein eingestellt, um einen Schaltstoß aufgrund der Reibeingriffsvorrichtungen, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind, in der Trägheitsphase des Schaltens insbesondere von einer Zeit t13 bis t14, d. h. in der Endzeitspanne des Schaltens, zu verhindern. Obwohl die Endzeitspanne des Schaltens als eine Zeitspanne von t13 bis t14 in 10 definiert ist, ist sie nicht auf eine Zeitspanne begrenzt, die der Endzeitspanne des Schaltens in der Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform entspricht.
Zu dem Zeitpunkt t14 ist der Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 mit der synchronisierten Drehzahl der zweiten Gangstufe synchronisiert, die durch eine gestrichelte Linie in 10 dargestellt ist, und das Schalten ist beendet.
Andererseits stellt 11 ein Beispiel dar, wenn die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform durchgeführt wird. In einem Zeitintervall, das in 11 dargestellt ist, wird der Beschleunigeröffnungsgrad Acc auf Null festgelegt, wie in dem Fall bei 10. Deshalb rollt das Fahrzeug, und eine regenerative Steuerung durch den zweiten Elektromotor M2 wird durchgeführt.
Zu einem Zeitpunkt t21 wird die Ausführung eines Herunterschaltens von der dritten Gangstufe zu der zweiten Gangstufe des automatischen Schaltabschnitts 20 bestimmt und beispielsweise in Verbindung mit einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit v ausgegeben. Von einer Zeit t21 zu t22 wird der Löseöldruck verringert, während der Eingriffsöldruck auf einen vorbestimmten Wartedruck erhöht wird und dann allmählich erhöht wird.
Zu einem Zeitpunkt t22 beginnt sich ein Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 von der synchronisierten Drehzahl der dritten Gangstufe, die durch eine gestrichelte Linie in 11 gekennzeichnet ist, zu ändern und erhöht sich allmählich. Mit anderen Worten gesagt wird eine Drehmomentphase beendet und eine Trägheitsphase begonnen. Wenn dieses Schalten anschließend fortschreitet, erhöht sich die Drehmomentkapazität in den Reibeingriffsvorrichtungen, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind, und ein Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 wird näher zu der synchronisierten Drehzahl der zweiten Gangstufe. Das Ausgabemoment des zweiten Elektromotors M2 wird auch in Verbindung mit dem Fortschreiten des Schaltens erhöht.
Zu dem Zeitpunkt t23 wird bestimmt, dass das Schalten in die Endzeitspanne kommt, da die Differenzdrehzahl ΔN_IN zwischen der synchronisierten Drehzahl N_IN*, d. h. der Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 in der zweiten Gangstufe, d. h. der Schaltstufe nach dem Schalten, und der tatsächlichen Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 unter einen vorbestimmten Wert fällt, der im Voraus definiert ist, wie beispielsweise mehrere Hundert U/min, und die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform wird durchgeführt.
Im Speziellen wird zuerst der Zufuhröldruck, der zu den Reibeingriffsvorrichtungen zugeführt wird, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind, verringert. Das Beispiel von 11 ist als ein Beispiel des Entspannens des Gradienten des Eingriffsöldrucks von einer Zeit t23 bis t24 dargestellt, um den Wert zu dem Zeitpunkt 23 aufrechtzuerhalten (zu halten). Ein Verringerungsbetrag der Verringerung des Zufuhröldrucks oder ein Grad einer Entspannung des Gradienten ist auf der Basis von wenigstens einem Parameter von den Parametern Zug des automatischen Schaltabschnitts 20, Drehbeschleunigung ΔN_IN/Δt des Übertragungsbauteils 18, das die Eingabewelle des automatischen Schaltabschnitts 20 ist, Fahrzeuggeschwindigkeit v und Regenerativbeträgen des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 festgelegt, wie vorstehend beschrieben ist.
Von einer Zeit t23 bis t24 wird ein Wert des Ausgabemoments T_M2 des zweiten Elektromotors M2 im Vergleich zu dem Fall erhöht, bei dem die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform nicht durchgeführt wird. Ein Beispiel der zeitlichen Änderung des Ausgabemoments T_M2 in dem Fall, dass die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform nicht durchgeführt wird, ist durch eine gepunktete Linie in 11 gekennzeichnet. Die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 wird durch das Moment T_M2 des zweiten Elektromotors M2 gesteuert und wird auf die synchronisierte Drehzahl N_IN* nach dem Schalten zu dem Zeitpunkt t24 geändert. Dies führt zu der Verringerung des Eingriffsstoßes aufgrund der Synchronisation des Schaltens. Das Ausgabemoment T_M2 des zweiten Elektromotors wird durch einen Erhöhungsbetrag auf der Basis der Differenzdrehzahl ΔN_IN erhöht. Genauer gesagt wird beispielsweise die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch die Regelung auf der Basis der Differenzdrehzahl ΔN_IN, wie beispielsweise eine PID-Steuerung, gesteuert.
Zu dem Zeitpunkt t24 wird die Differenzdrehzahl ΔN_IN Null, d. h. der Wert der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 ist auf die synchronisierte Drehzahl der zweiten Gangstufe synchronisiert, die durch eine gestrichelte Linie in 11 gekennzeichnet ist, um den Eingriffsöldruck für einen vollständigen Eingriff anzuheben und das Schalten ist beendet.
Wie in 10 dargestellt ist, falls die Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform in der Schaltendzeitspanne des automatischen Schaltabschnitts 20 nicht durchgeführt wird, wird der Eingriffsöldruck fein eingestellt, um den Schaltstoß zu verringern. Andererseits, wie in 11 dargestellt ist, in dem Fall der Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform, wird eine Einstellung durch das Drehmoment des zweiten Elektromotors M2 in der Schaltendzeitspanne des automatischen Schaltabschnitts 20 durchgeführt. Während die Steuerung unter Berücksichtigung von Änderungen der Reibeingriffsvorrichtungen und des hydraulischen Systems durchgeführt werden muss, wird die Steuerung der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch das Drehmoment des zweiten Elektromotors M2 elektrisch durchgeführt, und deshalb kann die Steuerung der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch Durchführen der Ausrollherunterschaltsteuerung dieser Ausführungsform genau ausgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform wird in der Steuerungsvorrichtung 100 für die Leistungsübertragungsvorrichtung 10, die den Differenzialabschnitt 11 mit einem regenerativen Elektromotor über den automatischen Schaltabschnitt 20 hat, falls ein Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 in einem regenerativen Zustand des Elektromotors in dem Differenzialabschnitt 11 durchgeführt wird, da das Schalten durch eine hydraulische Steuerung vor der Schaltendzeitspanne fortgeführt wird, die Regeneration durch wenigstens einen von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 vor der Schaltendzeitspanne durchgeführt, und deshalb wird die Verschlechterung der regenerativen Effizienz verringert. Andererseits wird die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch wenigstens einen von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 in der Schaltendzeitspanne gesteuert, und der Eingriffstoß kann verringert werden, wenn die Reibeingriffsvorrichtungen in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in Eingriff gebracht werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Gemäß der Ausführungsform, da der Eingriffsöldruck in der Schaltendzeitspanne verringert wird, wenn die Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 durch wenigstens einen von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 in der Schaltendzeitspanne gesteuert wird, wird der Eingriffsöldruck verringert und die Drehmomentkapazität wird verringert in den Reibeingriffselementen, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind, und deshalb kann der Eingriffsstoß verringert werden, wenn die Reibeingriffsvorrichtungen in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in Eingriff gebracht werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Gemäß der Ausführungsform, da die Verringerung des Eingriffsöldrucks in der Schaltendzeitspanne durch Verringern oder Halten des Eingriffsöldrucks oder Entspannen des Öldruckgradienten durchgeführt wird, wenn die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch wenigstens einen von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 in der Schaltendzeitspanne gesteuert wird, wird der Eingriffsöldruck durch Verringern oder Halten des Eingriffsöldrucks oder Entspannen des Öldruckgradienten verringert; deshalb wird die Drehmomentkapazität in den Reibeingriffselementen verringert, die durch das Schalten in Eingriff zu bringen sind; und als eine Folge kann der Eingriffsstoß verringert werden, wenn die Reibeingriffsvorrichtungen in dem automatischen Schaltabschnitt 20 in Eingriff gebracht werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Gemäß der Ausführungsform, da der Verringerungsbetrag der Verringerung des Eingriffsöldrucks auf der Basis von wenigstens einem Parameter von den Parametern Zug des automatischen Schaltabschnitts 20, Eingabewellendrehbeschleunigung N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20, Fahrzeuggeschwindigkeit v, und Regenerativbetrag von wenigstens einem von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 festgelegt ist, ist der Verringerungsbetrag des Eingriffsöldrucks in Abhängigkeit des Fahrzeugzustands zu der Zeit einer Änderung von einer Zeitspanne vor der Schaltendzeitspanne, während der das Schalten durch die hydraulische Steuerung fortgeführt wird, bis zu der Endzeitspanne festgelegt, während der die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch wenigstens einen von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 gesteuert wird, und deshalb kann der Eingriffsstoß in geeigneter Weise zu der Zeit des Eingriffs der Reibeingriffsvorrichtungen in Abhängigkeit des Fahrzeugfahrzustands verringert werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Gemäß der Ausführungsform wird die Steuerung der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 durch wenigstens einen von dem zweiten Elektromotor M2 und dem ersten Elektromotor M1 durch die Regelung auf der Basis eines Werts der Eingabewellendrehzahl N_IN durchgeführt, d. h. der Differenzdrehzahl ΔN_IN zwischen der Eingabewellensolldrehzahl N_IN*, die die synchronisierte Drehzahl in der Schaltstufe nach dem Schalten des automatischen Schaltabschnitts 20 ist, und der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20, und deshalb kann der Eingriffsstoß in geeigneter Weise zu der Zeit des Eingriffs der Reibeingriffsvorrichtungen verringert werden, wodurch der Schaltstoß verringert wird.
Gemäß der Ausführungsform, da die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 den Leistungsverteilungsmechanismus 16 hat, der mit dem automatischen Schaltabschnitt 20 in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 die erste Planetengetriebevorrichtung 24 hat und das erste Element RE1, das die Eingabe von der Maschine 8 übertragen kann, das zweite Element RE2, das mit dem ersten Elektromotor M1 gekoppelt ist, und das dritte Element RE3 hat, das Leistung zu dem automatischen Schaltabschnitt 20 und dem zweiten Elektromotor M2 übertragen kann, ist der zweite Elektromotor M2 mit dem dritten Element RE3 (das Übertragungsbauteil 18) gekoppelt, das die Leistung zu dem automatischen Schaltabschnitt 20 und dem zweiten Elektromotor M2 übertragen kann, und deshalb kann die Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 leicht durch den zweiten Elektromotor M2 gesteuert werden, zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Effekt.
Gemäß der Ausführungsform, da der Differenzialabschnitt 11 als ein elektrischer stufenloser Schaltabschnitt arbeitet, bei dem ein Übersetzungsverhältnis der Eingabewelle 14 und der Ausgabewelle, d. h. des Übertragungsbauteils 18, durch Steuern der Betriebszustände des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 gesteuert wird, kann das Übersetzungsverhältnis des Differenzialsabschnitts 11 (des Leistungsverteilungsmechanismus 16) durch Steuern der Betriebszustände des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 kontinuierlich geändert werden, und die Maschine 8 kann in einem effizienten Bereich betrieben werden, zusätzlich zu dem vorstehenden beschriebenen Effekt.
Gemäß der Ausführungsform, in dem Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors M2, wird die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 in der Schaltendzeitspanne durch den ersten Elektromotor M1 statt durch den zweiten Elektromotor M2 oder zusätzlich zu dem zweiten Elektromotor M2 realisiert, und deshalb, falls die Ausgabe des zweiten Elektromotors M2 begrenzt ist, kann die Steuerung der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 in der Schaltendzeitspanne durch den ersten Elektromotor M1 realisiert werden, der über den Leistungsverteilungsmechanismus 16 verbunden ist.
Gemäß der Ausführungsform, da der Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors M2 dem Fall des Begrenzens der Eingabe/Ausgabe der elektrischen Speichervorrichtung 60 entspricht, selbst falls die Eingabe/Ausgabe der elektrischen Speichervorrichtung 60 begrenzt ist, weil beispielsweise der Ladebetrag der elektrischen Speichervorrichtung 60 einen vordefinierten Bereich verlässt oder die Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung 60 einen vordefinierten Bereich verlässt, und die Ausgabe des zweiten Elektromotors M2 begrenzt ist, kann die Steuerung der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 in der Schaltendzeitspanne realisiert werden.
Gemäß der Ausführungsform, da der Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors M2 dem Fall entspricht, dass die Temperatur des zweiten Elektromotors M2 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, der im Voraus definiert ist, selbst falls die Ausgabe des zweiten Elektromotors M2 begrenzt ist, weil die Temperatur des zweiten Elektromotors M2 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, die im Voraus definiert ist, kann die Steuerung der Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 in der Schaltendzeitspanne realisiert werden.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben worden ist, wird die vorliegende Erfindung in anderen Formen angewendet.
Beispielsweise, obwohl der automatische Schaltabschnitt 20 der Ausführungsform ein Getriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang ist, sind die Schaltstufen und die Kopplungsbeziehung des Getriebes nicht besonders begrenzt. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung auf ein beliebiges Automatikgetriebe anwendbar, das beispielsweise ein Schalten durch Eingreifen der Reibeingriffsvorrichtungen in dem gelösten Zustand ausführt, um eine Schaltstufe umzuschalten,.
Obwohl der Leistungsverteilungsmechanismus 16 der Ausführungsform den ersten Träger CA1, der mit der Maschine 8 gekoppelt ist, das erste Sonnenrad S1, das mit dem ersten Elektromotor M1 gekoppelt ist, und das erste Hohlrad R1 hat, das mit dem Übertragungsbauteil 18 gekoppelt ist, sind diese Beziehungen nicht darauf begrenzt, und die Maschine 8, und der erste Elektromotor M1 und das Übertragungsbauteil 18 können mit irgendeinem der drei Drehelemente CA1, S1 und R1 der ersten Planetengetriebevorrichtung 24 gekoppelt sein.
Obwohl der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 konzentrisch auf der Eingabewelle 14 in der Ausführungsform angeordnet sind; der erste Elektromotor M1 mit dem ersten Sonnenrad S1 gekoppelt ist; und der zweite Elektromotor M2 mit dem Übertragungsbauteil 18 gekoppelt ist, müssen die Elektromotoren nicht notwendigerweise in dieser Weise angeordnet sein, und beispielsweise kann der erste Elektromotor M1 mit dem ersten Sonnenrad S1 wirkgekoppelt sein und der zweite Elektromotor M2 kann mit dem Übertragungsbauteil 18 wirkgekoppelt sein, und zwar über ein Getriebe, einen Riemen, eine Reduktionsvorrichtung, etc.
Obwohl die Maschine 8 in der Ausführungsform direkt mit der Eingabewelle 14 gekoppelt ist, kann die Maschine 8 über ein Getriebe, einen Riemen, etc. wirkgekoppelt sein und muss nicht an der gemeinsamen Wellenmitte angeordnet sein.
In der Ausführungsform können die hydraulischen Reibeingriffsvorrichtungen, wie beispielsweise die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 aus magnetischen, elektromagnetischen und mechanischen Eingriffsvorrichtungen, wie Pulverkupplungen (Magnetpartikelkupplungen), elektromagnetische Kupplungen und Klauenkupplung der Eingriffsbauart, gebildet sein. Beispielsweise besteht in dem Fall der elektromagnetischen Kupplungen der hydraulische Steuerungskreis 42 aus einer Umschaltvorrichtung, einer elektromagnetischen Umschaltvorrichtung, etc., die einen elektrischen Befehlssignalkreis zu der elektromagnetischen Kupplung umschaltet, statt der Ventilvorrichtung, die Öldurchgänge umschaltet.
Obwohl der automatische Schaltabschnitt 20 seriell mit dem Differenzialabschnitt 11 über das Übertragungsbauteil 18 in der Ausführungsform gekoppelt ist, kann eine Gegenwelle parallel zu der Eingabewelle 14 angeordnet sein, und der automatische Schaltabschnitt 20 kann konzentrisch auf der Gegenwelle angeordnet sein. In diesem Fall sind der Differenzialabschnitt 11 und der automatische Schaltabschnitt 20 in einer leistungsübertragbaren Weise über einen Satz von Übertragungsbauteilen gekoppelt, die beispielsweise aus einem Gegenradpaar, einem Kettenrad und einer Kette gebildet sind, die als das Übertragungsbauteil 18 wirken.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als der Differenzialmechanismus der Ausführungsform wirkt, kann beispielsweise eine Differenzialgetriebevorrichtung sein, die ein Ritzel hat, das durch die Maschine 8 drehangetrieben wird, und ein paar Kegelräder hat, die mit dem Ritzel eingreifen, und die mit dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 gekoppelt isind.
Obwohl der Leistungsverteilungsmechanismus 16 der Ausführungsform aus einer Planetengetriebevorrichtung gebildet ist, kann der Leistungsverteilungsmechanismus 16 aus zwei oder mehr Planetengetriebevorrichtungen gebildet sein und kann als ein Getriebe funktionieren, das drei oder mehr Stufen in dem Nichtdifferenzialzustand (konstanter Schaltzustand) hat. Die Planetengetriebevorrichtungen sind nicht auf die Einritzelbauart begrenzt, und können Planetengetriebevorrichtungen der Doppelritzelbauart sein.
Obwohl die Leistungsübertragungsvorrichtung 10 den Leistungsverteilungsmechanismus 16, der die Antriebskraft der Maschine 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und dem automatischen Schaltabschnitt 20 verteilt, in der Ausführungsform hat, ist dies keine Begrenzung des Aufbaus der Leistungsübertragungsvorrichtung. Mit anderen Worten gesagt ist die vorliegende Erfindung auf irgendeine Leistungsübertragungsvorrichtung anwendbar, die wenigstens einen regenerativen Elektromotor über einen automatischen Schaltabschnitt hat. Im Speziellen ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 kein wesentliches Aufbauerfordernis, und wenigstens einer von dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 kann als der regenerative Elektromotor umfasst sein. Der regenerative Elektromotor ist nicht auf die Form des direkten Koppelns des Übertragungsbauteils 18 begrenzt, das die Eingabewelle des automatischen Schaltabschnitts ist. Deshalb ist die vorliegende Erfindung auf eine sogenannte Leistungsübertragungsvorrichtung der Parallelhybridbauart anwendbar, wie beispielsweise diejenigen, die einen Elektromotor haben, der mit einem Leistungsübertragungsbauteil gekoppelt ist, das Leistung von einer Maschine zu einem automatischen Schaltabschnitt überträgt.
Obwohl die Schaltendzeitspanne bestimmt wird, wenn die Differenzdrehzahl ΔN_IN zwischen der synchronisierten Drehzahl N_IN*, d. h. der Eingabewellendrehzahl des automatischen Schaltabschnitts 20 in der Schaltstufe nach dem Schalten, und der tatsächlichen Eingabewellendrehzahl N_IN des automatischen Schaltabschnitts 20 unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt, ist dies keine Begrenzung.
Beispielsweise kann ein Schwellenwert für eine verstrichene Zeit definiert werden, nachdem eine Schaltbestimmung ausgegeben ist, oder für eine verstrichene Zeit, nachdem eine tatsächliche Öldruckausgabe begonnen worden ist, und die Schaltendzeitspanne kann bestimmt werden, wenn die verstrichene Zeit den Schwellenwert übersteigt.
Die vorstehende Beschreibung ist lediglich eine Ausführungsform und die vorliegende Erfindung kann in verschiedenartig modifizierten oder geänderten Former auf der Basis des Wissens eines Fachmanns realisiert werden.
Bezugszeichenliste

8: Maschine (Antriebsmaschine)
10: Leistungsübertragungsvorrichtung
16: Leistungsverteilungsmechanismus (Differenzialabschnitt)
20: Automatischer Schaltabschnitt (gestufter Schaltmechanismus)
24: erste Planetengetriebevorrichtung (Planetengetriebevorrichtung)
100: elektronische Steuerungsvorrichtung (Steuerungsvorrichtung für Leistungsübertragungsvorrichtung)
M1: erster Elektromotor (Elektromotor)
M2: zweiter Elektromotor (Elektromotor)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-329926 [0004]

Claims

Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung, die einen regenerativen Elektromotor über einen gestuften Schaltmechanismus hat, wobei wenn ein Schalten des gestuften Schaltmechanismus in einem regenerativen Zustand des Elektromotors durchgeführt wird, die Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung vor einer Schaltendzeitspanne das Schalten durch eine hydraulische Steuerung fortführt und in der Schaltendzeitspanne eine Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus mit dem Elektromotor steuert.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Eingriffsöldruck in der Schaltendzeitspanne verringert wird.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Verringerung des Eingriffsöldrucks durch Verringern oder Halten des Eingriffsöldrucks oder Entspannen eines Öldruckgradienten durchgeführt wird.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Verringerungsbetrag der Verringerung des Eingriffsöldrucks auf der Basis von wenigstens einem Parameter von dem Parametern Zug des gestuften Schaltmechanismus, Eingabewellendrehbeschleunigung des gestuften Schaltmechanismus, Fahrzeuggeschwindigkeit und Regenerativbetrag des Elektromotors festgelegt ist.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus durch den Elektromotor auf der Basis eines Werts durchgeführt wird, der sich auf die Eingabewellendrehzahl bezieht.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Leistungsübertragungsvorrichtung einen Differenzialabschnitt hat, der mit dem gestuften Schaltmechanismus in einer leistungsübertragbaren Weise gekoppelt ist, wobei der Differenzialabschnitt eine Planetengetriebevorrichtung hat und ein erstes Element, das eine Eingabe von einer Antriebsmaschine übertragen kann, ein zweites Element, das mit einem ersten Elektromotor gekoppelt ist, und ein drittes Element hat, das Leistung zu dem gestuften Schaltmechanismus und einem zweiten Elektromotor M2 übertragen kann, und wobei der Elektromotor dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor entspricht.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Differenzialabschnitt als ein elektrischer stufenloser Schaltabschnitt arbeitet, bei dem ein Übersetzungsverhältnis einer Eingabewelle und einer Ausgabewelle durch Steuern von Betriebszuständen des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors gesteuert wird.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Fall des Begrenzens einer Ausgabe des zweiten Elektromotors die Steuerung der Eingabewellendrehzahl des gestuften Schaltmechanismus in der Schaltendzeitspanne durch den ersten Elektromotor realisiert wird.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors dem Fall des Begrenzens einer Eingabe/Ausgabe einer elektrischen Speichervorrichtung entspricht.
Steuerungsvorrichtung für eine Leistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Fall des Begrenzens der Ausgabe des zweiten Elektromotors dem Fall entspricht, dass die Temperatur des zweiten Elektromotors außerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, der im Voraus definiert ist.