(57)【要約】本願は、二つの電気機械（５６、６２）および二つ以上の遊星ギアセット（３６、３８、４０）をもつハイブリッド・トランスミッション（３４）の動作方法に関する。本方法は、連続的に可変なスピード関係を含むドライブ・モードに従ってトランスミッション（３４）を制御することと、オートマチックおよびマニュアルの多少なりとも固定されたスピード関係モードに従ってトランスミッション（３４）をも制御することとを提供する。前記モードは、結合（C1、C2、C3、C4）を使って得られる複数の機械的ギア比（MG1、MG3、MG5、MG7）と、その間の仮想ギア比（VG2、VG4、VG6）とを含む。ドライバーは、経済モードまたはスポーツ・モードの一方でのトランスミッション動作を要求しうる。すると、トランスミッションは要求された経済モードまたはスポーツ・モードで動作される。目的は、乗物の振る舞いに対するドライバーの印象を改善することである。
2010513141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド・トランスミッションの動作方法であって：
連続的に可変なスピード関係を含むドライブ・モードに従って前記トランスミッションを制御する段階と；
複数の固定されたスピード関係を含むオートマチックおよびマニュアルの固定されたスピード関係モードに従って前記トランスミッションを制御する段階であって、前記複数の固定されたスピード関係は機械的ギア比および仮想ギア関係を含む、段階と；
経済モードまたはスポーツ・モードの一方でのトランスミッション動作のドライバー要求を受け取る段階と；
前記トランスミッションを要求された経済モードまたはスポーツ・モードで動作させる段階とを有する、
方法。
【請求項２】
前記動作させる段階が：
前記トランスミッションをオートマチックの固定された関係モードに入れ、オートマチックの固定された関係モードのデフォルト・シフト・スケジュールとは異なるスポーツ・シフト・スケジュールに従って前記複数の固定されたスピード関係の間でシフトする段階を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記動作させる段階が：
前記トランスミッションをオートマチックの固定された関係モードに入れ、オートマチックの固定された関係モードのデフォルト・シフト・スケジュールとは異なる経済シフト・スケジュールに従って前記複数の固定されたスピード関係の間でシフトする段階を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記動作させる段階が：
前記トランスミッションをドライブ・モードに入れ、ドライブ・モードのデフォルト・スピード関係プログラムとは異なる経済スピード関係プログラムに従って前記連続的に可変なスピード関係を調節する段階を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記動作させる段階が：
前記トランスミッションをオートマチックの固定比モードに入れ、オートマチックの固定された関係モードのデフォルト・トルク・リザーブとは異なるスポーツ・トルク・リザーブに従って動作させる段階を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記動作させる段階が：
前記トランスミッションをオートマチックの固定された関係モードに入れ、オートマチックの固定された関係モードのデフォルト・トルク・リザーブとは異なる経済トルク・リザーブに従って動作させる段階を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記動作させる段階が：
前記トランスミッションをオートマチックの固定された関係モードに入れ、互いに異なり、かつオートマチックの固定された関係モードのデフォルト・トルク・リザーブとは異なるスポーツ・トルク・リザーブまたは経済トルク・リザーブの一方または他方に従って動作させる段階を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記動作させる段階が：
前記トランスミッションをドライブ・モードに入れ、ドライブ・モードのデフォルト・スピード関係プログラムとは異なる経済スピード関係プログラムに従って連続的に可変なスピード関係を調節する段階を含む、
請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には乗物のトランスミッションに、より詳細にはハイブリッド・トランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の自動車は、機械的なパワーを生成し、そのパワーを路面に付与して乗物を推進するドライブトレインを含む。「ハイブリッド」パワートレインは普通、機械的なエンジンまたは電気モーターのような少なくとも二つの差動式の起動部（prime  mover）に結合されたトランスミッションを含む。直列ハイブリッド・パワートレインは一般に、発電機を駆動するエンジンを含み、発電機はバッテリーと乗物を推進する電気モーターとに結合されている。並列ハイブリッド・パワートレインは普通、エンジンおよびモーターを含み、これらはいずれもドライブトレインに機械的に結合されており、ドライブトレインは固定ギア比をもつ離散的なギア・シフト・トランスミッションを含む。混合式ハイブリッド・パワートレイン（mixed  hybrid  powertrain）は典型的には、直列ハイブリッド・パワートレインと並列ハイブリッド・パワートレインの要素をいくつかの構成のうちのいずれかで含む。混合式ハイブリッド・パワートレインは今、遊星ギアセットおよび該遊星ギアセットに選択的に結合される統合型（integrated）電気モーターをもつ連続可変トランスミッションを含む。遊星ギアセットはエンジンにも選択的に結合される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
目的は、自動車の振る舞いに対するドライバーの印象を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ハイブリッド・トランスミッションを動作させる現在好ましい方法のある実装では、トランスミッションは、連続可変スピード関係を含む駆動モードに従って、および機械的なギア比および仮想ギア関係を含む複数の固定スピード関係を含むオートマチックおよびマニュアルの固定スピード関係モードに従って、制御される。前記方法はまた、経済モードまたはスポーツ・モードの一つにおけるトランスミッション動作に対するドライバーの要求を受け取り、要求された経済モードまたはスポーツ・モードでトランスミッションを動作させることをも含む。ある好ましい側面によれば、トランスミッションは、オートマチック固定スピード関係モードにされ、オートマチック固定スピード関係モードのデフォルト・シフト・スケジュールとは異なるスポーツ・シフト・スケジュールに従って、あるいはオートマチック固定スピード関係モードのデフォルト・シフト・スケジュールとは異なる経済シフト・スケジュールに従って動作される。別の好ましい側面によれば、トランスミッションは、オートマチック固定スピード関係モードにされ、互いに異なり、オートマチック固定スピード関係モードのデフォルト・トルク・リザーブとも異なる、スポーツ・トルク・リザーブまたは経済トルク・リザーブの一方または他方に従って動作される。
【０００５】
好ましい実施形態および最良の態様についての以下の記述は、付属の図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】例示的なエンジンおよび例示的なハイブリッド・トランスミッションをもつ例示的なハイブリッド・パワートレインを含む乗物ドライブトレイン・システムのある例示的な実施形態の概略図である。
【図２】図１のハイブリッド・パワートレインについてのエンジン・スピード対トランスミッション出力スピードをプロットし、連続可変スピード関係の動作範囲内での例示的な連続可変スピード関係経路を示す図である。
【図３】図１のハイブリッド・パワートレインについてのエンジン・スピード対トランスミッション出力スピードのプロットであって、機械的なギア比および仮想ギア関係を含む固定スピード関係のプロットを含む図である。
【図４】図１のハイブリッド・パワートレインについてのエンジン・スピード対トランスミッション出力スピードのプロットであって、マニュアル固定スピード関係モード内の固定スピード関係のプロットを含み、連続可変スピード関係モードからマニュアル固定スピード関係モードへの変化を示し、固定スピード関係どうしの間のシフトをさらに示す図である。
【図５】図１のハイブリッド・パワートレインについてのエンジン・スピード対トランスミッション出力スピードのプロットであって、オートマチック固定スピード関係モード内での固定スピード関係のプロットを含み、連続可変スピード関係モードからオートマチック固定スピード関係モードへの変化を示す図である。
【図６】エンジン・トルク対エンジン・スピードのプロットであって、経済モードおよびスポーツ・モードに関連するトルク・リザーブ限界を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面をより詳細に参照すると、図１は、自動車を推進するための例示的なドライブトレイン・システム１０を示している。ドライブトレイン・システム１０は概括的に、機械的なパワーを生成するためのハイブリッド・パワートレイン１２と、道路上で自動車を推進するためにその機械的なパワーをパワートレイン１２から路面に対して伝達するためのドライブライン１４を含む。ドライブトレイン・システム１０はまた、乗物のドライバーから入力を受け取り、乗物のドライバーに出力を伝送するためのドライバー・インターフェース１６を含むか、これと通信することができる。
【０００８】
ドライバー・インターフェース１６は一般に、ドライバーからのコマンドまたは要求を受け取るための入力デバイス１８およびドライバーにドライブトレイン情報を返す出力デバイス２０としていかなる好適なデバイスを含んでいてもよい。ドライバー・インターフェース１６の出力デバイス２０は、パーキングのためのP、バックのためのR、ニュートラルのためのN、連続可変（CV:  continuously  variable）スピード関係モード（ドライブ・モードともいう）におけるドライブのためのD、オートマチック固定（automatic  fixed）スピード関係モードのためのAFおよびマニュアル固定（manual  fixed）スピード関係モードのためのMFのようなトランスミッション・モードを含むことができる。ドライバー・インターフェース出力デバイス２０のMFディスプレイはまた、複数の固定スピード関係ディスプレイをも含むことができる。のちに詳細に述べるように、マニュアル固定スピード関係モードは、ドライバーが、パワートレイン１２に対して、より積極的に性能を発揮し、トランスミッション・シフトの制御をするよう命令することを可能にする。
【０００９】
ドライバー・インターフェース入力デバイス１８は、アクセル・ペダルおよび関係したセンサー（単数または複数）、ブレーキ・ペダルおよび関係したセンサー（単数または複数）ならびに／またはパワートレインを制御するための他の任意の同様のデバイスを含むことができる。他の任意の同様のデバイスとは、ドライバーからトランスミッション動作の種々のモードの要求を受け取るためのトランスミッション・モード選択器および関係したセンサー（単数または複数）のようなものである。モード選択器は、ステアリングコラムに取り付けられたまたはコンソールに取り付けられたギアシフト・レバー、押しボタン、タッチスクリーン・グラフィカル・ユーザー・インターフェースなどを含むことができる。トランスミッション・モード選択器は、パーキングのためのP、バックのためのR、ニュートラルのためのN、連続可変スピード関係モードにおけるドライブのためのD、オートマチック固定スピード関係モードのためのAFおよびマニュアル固定スピード関係モードのためのMFのようなトランスミッション・モードのための設定を含むことができる。トランスミッション・モード選択器はまた、複数の固定スピード関係設定および対応するセンサーを含むことができ、あるいは「＋」および「−」設定およびドライバーが要求したシフトアップおよびシフトダウンに対応するセンサーを含む＋／−選択器を含むことができる。＋／−選択器は代わりに、パドルまたは押しボタン・スイッチなどのような別個のデバイスであることもでき、関係したセンサーを含むことができる。
【００１０】
ドライブライン１４は、ハイブリッド・パワートレイン１２からトルクを道路に伝達するためのいかなる好適な装置をも含むことができる。たとえば、ドライブライン１４は、一般に、道路に接触するためのタイヤ付きホイール（tired  wheels）２２と、パワートレイン１２に結合されてそこからトルクを受け取るためのドライブシャフト２４を含みうる。ドライブライン１４はまた、ドライブシャフト２４とホイール２２との間に結合された、パワートレイン１２から受け取ったトルクの方向を変え、増倍し、車軸シャフト２８などを介してホイール２２に送達するための、たとえば車軸（axle）またはディファレンシャル（differential）のような最終駆動ユニット２６をも含みうる。
【００１１】
一般に、ハイブリッド・パワートレイン１２は、何らかの形のエネルギーを機械的な力および動きに変換するための異なる複数の型の起動部と、起動部に結合され、起動部から受け取ったトルクを増倍する一つまたは複数のトランスミッションとのいかなる好適な構成をも含む。しかしながら、図１に示される特に好ましい例では、ハイブリッド・パワートレイン１２は、ハイブリッド・トランスミッション３４に選択的な結合３２を介して選択的に結合される内部燃焼エンジン３０のような第一の外部起動部を含むことができる。
【００１２】
エンジン３０は、ディーゼル・エンジン、ガソリン・エンジンなどのようないかなる好適なエンジンであることもできる。いずれにせよ、エンジン３０は、クランクシャフト３１のような、トランスミッション３４との結合のための出力シャフトを含む。第一の起動部３０はまた、さまざまなアクチュエータ３０ａおよびセンサー３０ｓをも含むことができる。それには、スロットルおよび燃料注入器ならびに関係したセンサーが含まれ、さらに、スピード・センサー、マニホールド空気圧センサーなどが含まれる。
【００１３】
ハイブリッド・トランスミッション３４は、トランスミッション入力３３とトランスミッション出力３５との間の固定スピード関係に加えて連続可変スピード関係を生成するいかなる好適なデバイスであることもできる。たとえば、ハイブリッド・トランスミッション３４は、電気的に可変なトランスミッションであることができる。電気的に可変なトランスミッションは、今では、当業者には既知の型のトランスミッションである。トランスミッション３４は一般に、起動部トルクを増倍するためのギアセット３６、３８、４０のような一つまたは複数の機械的減速器と、電気モーターのような一つまたは複数の統合型起動部４２、４４とを含む。起動部は、減速器３６、３８、４０に機械的に結合されて減速器にモーター・トルクを付与し、および／または減速器からのエンジンもしくは自動車慣性トルクを吸収する。ここでの用法では、電気モーター（electric  motor）の用語は、モーター、発電機または組み合わされたモーター／発電機といったいかなる好適な電気機械をも含む。
【００１４】
ギアセット３６、３８、４０は、パワートレイン・スピード関係を調節しそれによりドライブライン１４への出力のためのパワートレイン・トルクを調節するために、起動部３０、４２、４４からのトルクを受け取り、増倍するいかなる好適なデバイス（単数または複数）であることもできる。たとえば、ギアセット３６、３８、４０は、一般に当業者にはよく知られている遊星ギアセットを含むことができる。いかなる好適な数のギアセットが使用されることもできるが、例示的なトランスミッション３４は、任意の好適な仕方でトランスミッション入力３３に結合された入力ギアセット３６、任意の好適な仕方でトランスミッション出力３５に結合された最終ギアセット４０および入力ギアセットと最終ギアセット３６の間に結合された中間ギアセット３８を含む三つのギアセットを含む。遊星ギアセット３６、３８、４０は、中心に配された太陽歯車３６ｓ、３８ｓ、４０ｓと、概括的に太陽歯車３６ｓ、３８ｓ、４０ｓを取り囲むリング・ギア３６ｒ、３８ｒ、４０ｒと、太陽歯車３６ｓ、３８ｓ、４０ｓとリング・ギア３６ｒ、３８ｒ、４０ｒの間の遊星歯車キャリア３６ｃ、３８ｃ、４０ｃとを含むことができる。キャリア３６ｃ、３８ｃ、４０ｃは、太陽歯車３６ｓ、３８ｓ、４０ｓとリング・ギア３６ｒ、３８ｒ、４０ｒの間でメッシュ内に複数の遊星歯車３６ｐ、３８ｐ、４０ｐを含むことができ、遊星歯車３６ｐ、３８ｐ、４０ｐは、キャリア３６ｃ、３８ｃ、４０ｃが相対的に回転するとき、それぞれの太陽歯車３６ｓ、３８ｓ、４０ｓのまわりを周回する。当業者は、ギアセット３６、３８、４０は、任意の好適な仕方で互いに結合されたさまざまなギア上の任意の好適なギア歯数を使って任意の好適な機械的ギア比を定義することができることを認識するであろう。
【００１５】
ギアセット３６、３８、４０は、任意の好適なデバイスを使って任意の好適な構成で互いに、また他のトランスミッション要素に結合されることができる。たとえば、シャフト、ハブ、ドラムなどの任意の組み合わせは、異なるギアセットの異なる要素の間でいかなる好適な仕方で固定されることもでき、あるいは選択的結合などによるなどして、該ギアセットに選択的に結合されることもできる。摩擦板クラッチ、ブレーキ・バンドおよび／またはその他を含むことができる四つの選択的結合（selective  coupling）C1〜C4のような、いかなる好適な数および型の選択的結合が使用されることもできる。入力リング・ギア３６ｒはトランスミッション入力３３および補助ドライブ４６に固定される。補助ドライブ４６は、選択的結合３２  C1〜C4およびトランスミッション３４の他の好適な部分への送達またはそのアクチュエーションのために油だめ４９からのトランスミッション・オイルに加圧するためのオイル・ポンプ４８のような任意の好適な補助デバイスを駆動するためのものである。入力太陽歯車３６ｓは、中間リング・ギア３８ｒに固定されており、入力キャリア３６ｃは中間キャリア３８ｃに固定されており、第二のCVモード選択的結合C2を通じて最終キャリア４０ｃに選択的に結合される。中間太陽歯車３８ｓは最終太陽歯車４０ｓに固定され、それ自身の中間キャリア３６ｃに第１／第３ギア結合C4を通じて、およびトランスミッション・ハウジングに第４ギア結合C3を通じて、選択的に結合される。最後に、最終リング・ギア４０ｒは、ハウジング、中心支持部、後部支持部などのようなトランスミッション支持部５０に、第一のCVモード選択的結合C1を通じて選択的に接地され、最終キャリア４０ｃは出力３５に、第二のCVモード結合C2を通じて選択的に結合される。
【００１６】
統合型起動部４２、４４は、第一のCVモード・モーター４２および第二のCVモード・モーター４４のような三相モーターといった、いかなる好適な電気モーターをも含むことができる。統合型起動部４２、４４は、トランスミッション３４中に任意の好適な仕方で統合され、ギアセット３６、３８、４０に任意の好適な仕方で結合される。当業者は、モーター４２、４４が、トランスミッション・ハウジング５０に接地された巻かれた固定子と、任意の好適な仕方でそれぞれのトランスミッション・コンポーネントに固定された回転子を含むことができることを認識するであろう。たとえば、第一のCVモード・モーター４２は、最終および中間太陽歯車４０ｓ、３８ｓに固定され、第二のCVモード・モーター４４は入力太陽歯車３６ｓおよび中間リング・ギア３８ｒに固定される。さらに、電気パワー５２のソースがモーター４２、４４に任意の好適な仕方で結合され、一つまたは複数のバッテリー、燃料電池、コンデンサおよび／またはその他を含むことができる。また、一つまたは複数の好適なモーター・コントローラ５４が、パワー・ソース５２とモーター４２、４４との間に好適に結合され、いかなる好適なDC/ACパワー・インバーターをも含みうる。
【００１７】
最後に、ハイブリッド・トランスミッション３４は、いかなる好適なアクチュエータ３４ａおよびセンサー３４ｓを含むこともできる。たとえば、トランスミッション・アクチュエータ３４ａは可変力の、パルス幅変調された、および／またはオン‐オフ・ソレノイド弁などを含むことができる。また、トランスミッション・センサー３４ｓは、レベル・センサー、圧力センサー、温度センサー、入力および出力スピード・センサーのようなスピード・センサーなどを含むことができる。
【００１８】
引き続き図１を参照するに、パワートレイン制御システム５６は、エンジン３０および付随するエンジン・コントローラ５８と、ハイブリッド・トランスミッション３４および付随するトランスミッション・コントローラ６０と、前記エンジンおよびトランスミッション・コントローラ５８、６０と通信する中央または監督コントローラ６２とを含む。あるいはまた、当業者は、前記コントローラ５８、６０、６２の任意のものの任意の組み合わせが一緒に統合されることもできることを認識するであろう。当業者はまた、制御システム５６が、データを受け取り、記憶し、伝送し、かつソフトウェア・プログラム命令を受け取り、記憶し、実行するいかなる好適な電子デバイス（単数または複数）を含んでいてもよく、いかなる好適なメモリおよびプロセッサならびに補助デバイスを含んでいてもよいことをも認識するであろう。補助デバイスは、クロック、タイマー、インターフェースおよび／またはその他といったものである。前記データおよびプログラム命令は、エンジン動作アルゴリズムもしくはマップおよび関係したデータならびにトランスミッション・シフト・スケジュールもしくはスピード関係アルゴリズムおよび関係したデータなどを含むことができる。
【００１９】
エンジン・コントローラ５８は、好適なエンジン状態入力信号を受け取することによって、また好適なエンジン制御プログラムを実行することによって、および好適なエンジン制御出力信号を生成してエンジン３０に返すことによって、エンジン３０の動作を制御するよう構成される。より具体的には、エンジン・コントローラ５８は、スロットル・センサーおよびスピード・センサーのようなさまざまなエンジン・センサー３０ｓから入力信号を受信しうる。エンジン・コントローラ５８は次いで好適なエンジン制御プログラムを実行して、スロットルおよび燃料注入器のようなさまざまなエンジン・アクチュエータ３０ａへのエンジン制御出力信号を生成しうる。それにより、たとえばエンジン３０を作動させ走らせるための燃料およびスパーク・パラメータを好適に制御することなどによって、エンジン３０の動作および出力を調節する。
【００２０】
トランスミッション・コントローラ６０は、好適なトランスミッション状態入力信号を受信することによって、またそのような入力に基づいて好適なプログラムを実行することによって、および好適なトランスミッション制御出力信号を生成してトランスミッション３４に返すことによって、トランスミッション３４の動作を制御するよう構成されている。より具体的には、トランスミッション・コントローラ６０は、入力および出力スピード・センサーおよび油圧センサーのようなさまざまなトランスミッション・センサー３４ｓから入力信号を受信しうる。トランスミッション・コントローラ６０は次いで好適なトランスミッション・シフト・スケジュールまたはスピード関係アルゴリズムを実行して、選択的結合３２、C1〜C4のようなトランスミッション・スピード関係変更デバイスのようなさまざまなトランスミッション・アクチュエータ３４ａへの出力信号を生成しうる。たとえば、トランスミッション・コントローラ６０は、トランスミッション内の油圧回路中に配された電動油圧ソレノイド弁を制御することにより、選択的結合C1〜C4をアクティブ化または非アクティブ化し、遊星ギアセット３６、３８、４０を結合および分離させ、それにより機械的および／または仮想ギア関係における変化を実施しうる。さらに、トランスミッション・コントローラ６０は、適切な信号をモーター・コントローラ５４に送ってモーター・スピードおよび／またはトルク設定を調節して連続可変スピード関係および／または仮想ギア関係における変化を実施し、あるいは発電機設定を調節してバッテリー充電または回生ブレーキ・モードにおいてエンジンまたはドライブラインからのトルクを吸収するようにしてもよい。
【００２１】
監督コントローラ６２は、パワートレイン１２上でのトルクおよび／またはスピード需要をモニタリングし、そのような需要に従ってエンジン３０および／またはトランスミッション３４を制御することができる。一般に、監督コントローラ６２は、エンジン・コントローラおよびトランスミッション・コントローラ５８、６０と通信し、コントローラ５８、６０の機能性を制御することを、それからおよび他の任意の好適な乗物ソースから好適な入力信号を受信することによって、またそのような入力に基づいて好適なプログラムを実行することによって、および好適な制御出力信号を生成してコントローラ５８、６０に返すことによって行うよう構成される。より具体的には、監督コントローラ６２は、乗物点火スイッチ、アクセル・センサー、乗物スピード・センサー、トランスミッション・モード選択器センサー、乗物ブレーキ・センサーおよび／またはその他の同様な入力ソースといったさまざまなセンサー６２ｓから入力信号を受信してもよい。監督コントローラ６２は、次いで、コントローラ５８、６０への好適な出力信号を生成するよう、好適なパワートレイン制御プログラムを実行してもよい。いずれにせよ、監督コントローラ６２および／または他のコントローラ５８、６０は、エンジン・スロットルおよび燃料注入を制御して、エンジン３０のスピードおよびトルク出力、エンジン結合３２の結合および分離ならびにトランスミッション結合C1〜C4の結合および分離および／またはモーターの制御を調節してトランスミッション・スピード関係における変化を実施することができる。トランスミッション３４のための適正なスピード関係を決定するために、制御システム５６はいくつかの因子を解析しうる。該因子は、トランスミッション３４の現在のスピード関係、乗物の現在のスピード、エンジン・スロットル位置およびエンジン出力スピードを含むことができる。トランスミッション３４が動作している現在のスピード関係を決定するために、トランスミッション入力スピードまたはエンジン出力スピードがトランスミッション出力スピードと比較される。
【００２２】
動作では、トランスミッション３４は一般に、エンジン３０から受け取られるトルクを増倍し、バックR、ニュートラルN、パーキングPならびに連続可変および固定のスピード関係をもつさまざまな前進モードを含むいくつかの一般的な動作モードを可能にする。さまざまな前進モードは、連続可変スピード関係モードにおけるドライブのためのD、オートマチック固定スピード関係モードのためのAFおよびマニュアル固定スピード関係モードのためのMFといったものである。スピード関係（speed  relationship）とは、トランスミッション出力スピードの、入力スピードに対する対応であり、乗物を停止から所望される動作スピードまで立ち上げるまたはその逆のためにトランスミッション３４が提供する回転「レバレッジ」を示す。スピード関係が高いほど提供されるレバレッジは大きく、スピード関係が低いほど提供されるレバレッジは小さい。
【００２３】
ハイブリッド・トランスミッションは、連続可変スピード関係およびいくつかの固定スピード関係の両方をもつ。スピード関係は、二つのCVスピード関係モードならびにオートマチックまたはマニュアルの固定スピード関係モードを含むいくつかの特定の動作モードに従って提供されることができる。CVスピード関係モードは、主としてモーター４２、４４の出力を変えてエンジン３０の実質的に一定の出力を維持することによって、パワートレイン動作効率とパワートレイン・パフォーマンスとの間のバランスを取るために実行される。これに対し、オートマチック固定スピード関係モードは、たとえば、従来式のオートマチック・トランスミッション・シフトの感じを与えるために、および／または、主としてエンジン３０によっておよびモーター４２によって主として駆動される遊星ギアセット３６、３８、４０の間の調整をすることによって、パワートレイン動作効率とパワートレイン・パフォーマンスとの間のバランスを取るために実行される。同様に、マニュアル固定スピード関係モードは、たとえば、積極的なトランスミッション動作のためにおよび／またはマニュアル・トランスミッションの感じのために、ドライバーの要求に応答して、マニュアル式にトランスミッション３４のギア・シフトを制御するために実行される。
【００２４】
ここで図１および図２を参照すると、二つのCVスピード関係モードが、機械的および電気的アドバンテージの混合を介してまたは電気的アドバンテージのみによって、パワートレイン効率パフォーマンスのバランスを取るために実行される。図２は、トランスミッション出力スピードをエンジン・スピードに対して示している。エンジン３０とトランスミッション３４が選択的結合３２を介して結合されているときは、エンジン・スピードは、トランスミッション入力スピードと実質的に同じである。図２に示されるように、斜線の領域は、左および上では、最大スピード関係の限界によって境され、ドライバーが選択したドライブ・モードD内での可能なスピード関係動作範囲を表している。例示的な瞬時（instantaneous）スピード関係Diは、CVドライブ・モードDにある間の所与の時間的瞬間における例示的なスピード関係を表し、破線は、スピード関係Diに先立って確立された、スピード関係の例示的な連続可変経路（path）PCVを示す。スピード関係Diから出ている矢印は、スピード関係Diが、乗物パフォーマンス状態およびパワートレイン要求に依存して、瞬間的にいかなる方向にも変化できることを示す。
【００２５】
CVスピード関係モードは、約6.0から約0.6などのような幅広い範囲にわたる連続的に可変なスピード関係を提供する。CVスピード関係範囲を、第一のCVスピード関係モードに対応する低速または第一のCVスピード関係範囲R1と第二のCVスピード関係モードに対応する高速または第二のCVスピード関係範囲R2とに分割するモード遷移線Tが示されている。両モードは、主として、CVスピード関係範囲R1、R2内およびCVスピード関係範囲R1、R2を横断して連続的に可変なスピード関係を提供するためのモーター４２、４４の好適な制御によって、実行される。
【００２６】
第一のCVスピード関係モードは、最終リング・ギア４０ｒを接地するために第一のCVモード結合C1が適用され、第二のCVモード結合C2が解放されるときに達成される。一方、第二のCVスピード関係モードは、第一のCVモード結合C1が解放され、最終キャリア４０ｃを他のキャリア３６ｃ、３８ｃに結合させるために第二のCVモード結合C2が適用されるときに達成される。モード遷移線Tは、第一および第二のCVモード結合C1、C2の両方が適用されるときに確立される、第一と第二のCVスピード関係モードの機械的なギア比MG3によって定義される。例示的なスピード関係は、第一のCVスピード関係モードについては約6.0から約1.6までの範囲で、第二のCVスピード関係モードについては約1.6から約0.6までの範囲で変わりうる。よって、第一のCVスピード関係モードから第二のCVスピード関係モードへの遷移はシフトアップと考えることができ、逆に第二のCVスピード関係モードから第一のCVスピード関係モードへの遷移はシフトダウンと考えることができる。
【００２７】
第一のCVスピード関係モードでは、制御システム５６が、ドライバーが静止状態から前に動くことおよび／または任意の乗物スピードから加速することを望んでいると判定するとき、エンジン結合３２が係合されて、エンジン３０がハイブリッド・トランスミッション３４に結合され、エンジン結合３２は乗物が前に動く際、適用されたままに留まる。また、第一のCVモード結合C1が適用され、第二のCVモード結合C2は適用されないおよび／または非係合のままに留まる。エンジン３０は、駆動パワーをエンジン結合３２を通じてトランスミッション入力３３および入力リング・ギア３６ｒに適用する。また、第一のモーター４２は最終太陽歯車４０ｓを駆動して、最終キャリア４０ｃを接地された最終リング・ギア４０ｒに対して回転させて、乗物の前方移動を実現するためのモーターとして動作できる。第一のモーター４２の回転は、中間太陽歯車３８ｓをも駆動して、入力キャリアおよび中間キャリア３６ｃ、３８ｃを一斉に回転させる。エンジン３０は、入力リング・ギア３６ｒを駆動して、接続された入力太陽歯車３６ｓおよび中間リング・ギア３８ｒを回転させる。結果として、第二のモーター４４は、エンジン３０および／または第一のモーター４２からの回転によって駆動され、よって発電機として作用できる。第一のCVスピード関係モードは、静止時の乗物から約20ないし70MPHのどこかの前向き乗物スピードまでの乗物スピード範囲にわたって広がることができる。約20ないし70MPHより大きな乗物スピードでは、トランスミッションは第二のCVスピード関係モードで動作する。
【００２８】
第二のCVスピード関係モードでは、第一および第二のモーター４２、４４の一方または他方が、第二のCVモード結合C2を通じて最終太陽歯車４０ｓまたは最終キャリア４０ｃの一方または他方を駆動し、最終キャリア４０ｃが乗物の前方移動を実現するよう回転するようにするためのモーターとして動作する。たとえば、第一のモーター４２は、乗物が約30ないし90MPHのどこかのスピードに達するまでモーターとして動作し続け、その点に達したところで第一のモーター４２は発電機としての動作に遷移でき、その後は発電機として動作し続けることができる。逆に、第二のモーター４４は、乗物が約30ないし90MPHのどこかのスピードに達するまで発電機として動作し続け、その後はモーターとして動作する。当業者は、二つのCVモードによってカバーされる乗物スピード範囲が、遊星ギアセットの相互接続に基づく選択された個々の遊星ギア比と、その太陽歯車、リング・ギアおよび遊星歯車の間の選択された相対的なギア歯数とによって定義されることを認識するであろう。同様に、そのようなギア比選択は、任意の所与の適用において任意の所与の時点で、モーター４２、４４がモーターまたは発電機のどちらとして動作するか、あるいはモーター４２、４４が惰性で走るか止まっているかを定義する。
【００２９】
ここで図１および図３を参照すると、マニュアル固定スピード関係モードは、機械的ギア（MG:  mechanical  gear）比および仮想ギア（VG:  virtual  gear）関係を含むいくつかの固定スピード関係を含む。機械的ギア比および仮想ギア関係は、四つの機械的ギア比および三つの仮想ギア関係を含み、ハイブリッド・トランスミッション３４を仮想的な七速トランスミッションとして確立する。図３に示されるように、固定スピード関係は、CVスピード関係モードのスピード関係範囲に重なることができる。表１は、従来式の七速トランスミッションの機械的ギア比を、本願の例示的なハイブリッド・トランスミッション３４の例示的な機械的ギア比および仮想ギア関係に比較したものを含む固定スピード関係の表である。ここでの用法では、スピード関係（speed  relationship）の用語は、3.89といった入力スピードと出力スピードの間の固定的な線形関係を含み、さらに、3.50から2.33あるいは1.61から1.26といった、境界の間の固定した曲がった経路をたどることのできる入力スピードと出力スピードの間の非線形な関係をも含む。したがって、機械的ギア比および仮想ギア関係FR1〜FR7は、図３では直線および曲線で示されている。
【００３０】
【表１】
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仮想ギア関係は、CVスピード関係モードの一方または他方内における固定したスピード関係で、モーター４２、４４の一方または両方のスピードがトランスミッション出力スピードへの固定した関係に従って制御される。たとえば、エンジン・スピードはモーターのスピードによって制御されることができ、両モーター間の関係はほぼ次のようになる：エンジン・スピード＝0.5×第一モード・モーター・スピード＋0.5×第二モード・モーター・スピード。エンジン３０は、所与のバッテリー状態および所望されるトランスミッション出力トルクについて最適な動作を達成するためのトルクを生成するよう命令されることができる。モーター４２、４４は次いで、所望されるバッテリー・パワーおよびトランスミッション出力トルクならびにモーター４２、４４を所望されるスピードに加速（または減速）するための追加的なトルクを達成するために要求されるトルクを生成するよう制御される。このモーター制御は、それにより、エンジン３０も所望されるスピードに制御する。固定されたスピード関係は、直線によって表されるような線形であることもできるが、固定された曲線によって表されるような非線形であることもできる。結合C1〜C4は、仮想ギア関係を達成するために意図的にスリップされたり互いに対して部分的に係合されたりはしない。
【００３１】
機械的なギア比は、トランスミッション３４へのパワー入力が、遊星ギアセット３６、３８、４０および結合要素C1〜C4を通じてなど、トランスミッション３４内の機械的な経路を通じて伝達されるものである。たとえば、使用される遊星ギアセットおよび結合の量および構成に依存して、機械的ギア比のいかなる好適な数が提供されることもできる。しかしながら、示されるように、三つの遊星ギアセット３６、３８、４０および四つの結合C1〜C4の例示される構成に、少なくとも四つの機械的ギア比が提供されることができる。それらのギア比のすべては、主としてエンジン３０によって、主として機械的に駆動され実質的に離散的なスピード関係を提供するために駆動される。機械的ギア比モードは、第一のCVモード結合C1が、他の選択的な結合C2、C3またはC4のうちの一つまたは複数が適用されるのに加えて適用されるときに達成される。そのような追加的な結合が適用されるとき、固定されたトランスミッション入力対出力スピード関係が達成される。機械的ギア比では、モーター４２、４４の回転は次いで、トランスミッション入力スピードに対して比例的に、さまざまな結合C1〜C4の適用によって設定される遊星ギアセット３６、３８、４０の回転に依存して、設定される。しかし、モーター４２、４４はいまだにモーターまたは発電機として機能でき、たとえば、第一の固定されたスピード関係における加速の間は、エンジン３０と、モーター４２、４４の少なくとも一つとの両方からのパワーは、乗物を推進する上では加法的であることができる。
【００３２】
機械的ギア比MG1の形の第一の固定されたスピード関係（fixed  speed  relationship）FR1を達成するため、第一のCVモード結合C1が適用されたまま、第１／第３結合C4が適用される。こうして、第一の固定されたスピード関係FR1は、最終遊星ギアセット４０によって定義される。ここで、第１／第３結合C4は入力および中間遊星ギアセット３６、３８をロック・アップして、入力および中間遊星ギアセット３６、３８ならびに両方のモーター４２、４４がトランスミッション入力スピードで回転するようにする。この結合C4は、エンジン３０および両モーター４２、４４の三つすべてが同時に最大加速のために乗物を推進する能力をも提供する。図３に示されるように、第一の固定されたスピード関係FR1は、第一のCVモードの可変スピード関係範囲の左端の境界であることができ、例示的な値は3.89である。
【００３３】
第二の固定されたスピード関係FR2は、第１／第３結合C4を非係合にし、一方、第一のCVモード結合C1の適用を維持して第一のCVモードに再びはいり、トランスミッション出力スピードに対して固定した関係に従って第一のモーター４２を動作させることによって、仮想ギア関係VG2の形で達成される。第二の固定したスピード関係VG2は、第一のCVモードの可変スピード関係範囲内である。第二の固定したスピード関係VG2は線形である必要はない。換言すれば、第二の固定したスピード関係VG2は、数式、値の表などによって定義される曲線の形の非線形であることができる。たとえば、図３に示されるように、第二の固定したスピード関係VG2は、例示的な比3.50および2.33によって境される固定した曲線の形を取ることができる。上記の範囲は、第一および第三の機械的ギア比MG1、MG3の間の比較的広いギャップを橋渡しする役割をする。やはり図３に示されるように、関係VG2は、追加的なトランスミッション出力のために、CVスピード関係範囲R1およびR2の上限を超えて広がることができる。
【００３４】
第三の固定されたスピード関係FR3は、第１／第３結合C4を非係合にし、第二のCVモード結合C2を適用して、一方、第一のCVモード結合C1の適用を維持することによって、機械的ギア比MG3の形で達成される。こうして、三つすべての遊星ギアセット３６、３８、４０がアクティブとなり、集団的に、第三の固定したスピード関係FR3を定義する。完全に機械的な動作のために第一および第二のCVモード結合C1、C2が適用されるとき、モーター４２、４４は非アクティブにされて惰性で走ってもよい。第三の固定されたスピード関係FR3はまた、第一および第二のCVスピード関係モードの間の界面または遷移線Tを定義することもできる。ここで、第一のCVスピード関係モードは遷移線Tの左上に定義され、第二のCVスピード関係モードは遷移線Tの右下に定義される。例示的な比は1.80である。
【００３５】
トランスミッション３４は、固定したスピード関係モードに従って第二のCVスピード関係範囲において動作されることができる。たとえば、トランスミッション３４は、ドライバーがギア・シフト選択器をCVスピード関係モード設定から固定したスピード関係モード設定に動かす場合など、第二のCVスピード関係モードから第二のCVスピード関係モード範囲R2内の機械的ギア比にシフトアップされることができる。もう一つの例では、トランスミッション３４は、第三の固定されたスピード関係FR3から第四の固定されたスピード関係FR4にシフトアップされることができる。
【００３６】
第四の固定されたスピード関係FR4は、第一のCVモード結合C1を非係合にし、第二のCVモード結合C2を適用し、第一のモーター４４をモーターとしてトランスミッション出力スピードに対する固定した関係に従って動作させることによって、仮想ギア関係VG4の形で達成される。第四の固定したスピード関係FR4は、第二のCVスピード関係範囲R2内である。第四の固定したスピード関係FR4は線形である必要はなく、その代わり、数式、値の表などによって定義される曲線の形のような非線形であることができる。たとえば、図３に示されるように、第四の固定したスピード関係FR4は、1.61および1.26の例示的なスピード比によって境される固定した曲線の形を取ることができる。前記の範囲は、第三の機械的ギア比MG3と第五の機械的ギア比MG5の間のギャップの橋渡しをする。さらに、仮想ギア関係VGのいずれも、同様に、非線形だが固定した関係で定義されることができる。やはり図３に示されるように、関係FR4は、追加的なトランスミッション・トルク出力のために、CVスピード関係範囲R1、R2の上限を超えて広がることができる。
【００３７】
第五の固定されたスピード関係FR5は、第二のCVモード結合C2および第１／第３結合C4を同時に適用することによって、機械的ギア比MG5の形で達成される。第１／第３結合C4の作用は、遊星ギアセット３６、３８、４０を1:1:1の比にロックして、トランスミッション出力３５がトランスミッション入力３３と同じスピードで回転するようにする。図３に示されるように、第五の固定されたスピード関係FR5は、第二のCVスピード関係範囲R2内の直線によって表される。
【００３８】
第六の固定されたスピード関係FR6は、第１／第３結合C4を非係合にして、第二のCVモード結合C2の適用を維持し、第二のモーター４４をモーターとしてトランスミッション出力スピードに対して固定された関係に従って動作させることによって、仮想ギア関係VG6の形で達成される。第六の固定されたスピード関係FR6は第二のCVスピード関係範囲R2内であり、例示的な関係は0.85である。
【００３９】
第七の固定されたスピード関係FR7は、第二のCVモード結合C2および第４結合C3を適用して固定されたオーバードライブ比を提供することによって、機械的ギア比MG7の形で達成される。ここで、入力遊星ギアセットおよび中間遊星ギアセット３６、３８はアクティブであり、モーター４２、４４はトルクの存在なしで惰性で走ってもよい。第七の固定されたスピード関係FR7は第二のCVスピード関係範囲R2内であり、例示的な比は0.72である。
【００４０】
ここで図１および図４を参照すると、トランスミッション３４は、パワートレイン・トルク出力を上げることによって加速を改善するために、マニュアルの固定されたスピード関係モードで動作されることができる。また、パワートレイン１２の通常のドライブ・モード動作において、エンジン・スピードは加速の間、一定に保たれ、よってエンジン３０は、多くのドライバーがなじみがないと感じうる一定した音を生じる。したがって、マニュアルの固定されたスピード関係モードは、マニュアル・トランスミッション・ギアシフトの音および感じを提供できる。
【００４１】
第一の例では、トランスミッション動作は、マニュアルの固定されたスピード関係モードで、たとえば、ドライバーが、たとえば任意の好適な仕方でドライバー・インターフェース１６を使うことなどによって、マニュアルの固定されたスピード関係モードにおけるトランスミッション動作を要求するところで、開始できる。たとえば、ドライバーは、ギアシフト・レバーを、パーキング設定から、マニュアルの固定されたスピード関係モードの第一の固定されたスピード関係設定FR1に動かすことができる。その後、トランスミッション出力スピードは、第一の固定されたスピード関係FR1に従って、すべてのエンジン・スピードについて、エンジン・スピードに比例する。これは、たとえば、ドライバーが第二の固定されたスピード関係FR2にシフトアップするか、ギアシフト・レバーをドライブD設定またはオートマチック固定スピード関係設定AFなど動かすまでである。換言すれば、ドライバーの要求に基づいて、エンジン・スピードは、トランスミッション出力スピードの関数として第一の固定されたスピード関係FR1に沿ったエンジン・スピードに制限される。
【００４２】
第二の例では、図４の瞬時スピード関係Diによって示されるように、デフォルトにより、トランスミッション動作はCVスピード関係モードにあってもよく、ドライバーがドライバー・インターフェース１６を任意の好適な仕方で使用することによってマニュアルの固定されたスピード関係モードに切り換えられることができる。たとえば、ドライバーは、ギアシフト・レバーを倒してそのドライブ設定から＋または−設定にすることができ、あるいは＋／−選択器をトグルさせるか＋もしくは−設定にパドル操作するなどして、隣接するマニュアル固定スピード関係にシフトアップまたはシフトダウンするよう要求することができる。要するに、マニュアルの固定されたスピード関係モード動作を要求するために、いかなる好適な方法および装置が使用されてもよい。
【００４３】
マニュアルの固定されたスピード関係モード動作を要求するために使われる特定の方法および装置に関わりなく、シフトアップまたはシフトダウンの要求に基づいて、ドライブ・モードからシフトされる先の固定されたスピード関係が決定される。たとえば、制御システム５６は、前記要求を受け取り、その決定をすることができる。まず、トランスミッションの瞬時可変スピード関係Diが決定される。次いで、その瞬時可変スピード関係Diに隣接し、概括的に要求されたシフトアップまたはシフトダウンの方向にある固定されたスピード関係が同定される。その後、トランスミッションは、任意の好適な仕方で、固定されたスピード関係に従って動作するよう調節される。その後、エンジン・スピードが、同定された固定スピード関係の関数として、現在のトランスミッション出力スピードに対応する値まで上げられる。たとえば、図４において、マニュアルの固定されたスピード関係への例示的なシフトダウン要求MFD1は、迅速にエンジン・スピードを、例示的なスピード関係Diに対応するスピードから、該スピード関係Diに隣接し、その上方にある第四の固定されたスピード関係FR4の線に沿った値に上げることに関わる。その後、シフトダウン要求MFD1から発する矢印によって示されるように、トランスミッション３４は、ドライバーが他の要求をするまで、すべてのトランスミッション入力スピードについてその関係FR4に従って動作される。たとえば、ドライバーは、固定されたスピード関係FR3などへの第二のシフトダウンMFD2、あるいは固定されたスピード関係FR5へのシフトアップMFU1を要求することができるし、あるいはドライバーは、ギアシフト・レバーを＋または−設定に100ms以上などの所定の期間にわたって保持することなどによって、ドライブ・モードに戻るシフトを要求することができる。同様に、トランスミッション３４は、たとえばその後のシフトダウンMFD3、MFD4またはシフトアップMFU2、MFU3が要求されるまで、あるいはドライバーがギアシフト・レバーをドライブ設定に動かすなどしてドライブ・モードに戻すシフトを要求するまで、あらゆるトランスミッション入力スピードについて、それらの比FR3またはFR5に従って動作される。
【００４４】
引き続き図１、図３および図４を参照するに、オートマチック固定スピード関係モードAFは、機械的ギア比MG1、MG3、MG5、MG7および仮想ギア関係VG2、VG4、VG6を含む固定されたスピード関係FR1〜FR7を含みうる。オートマチック固定スピード関係モードAFでは、制御システム５６は、トランスミッション出力３５および入力３３の間の好適なスピード関係を提供するために、自動的に複数の固定されたスピード関係FR1〜FR7の間で選択をすることができる。トランスミッション３４は、パワートレイン出力を上げることによって加速を改善する、従来式のオートマチック・トランスミッション・シフトの感覚を提供するおよび／またはパワートレイン効率と増加したドライバー乗物パフォーマンス要求とのバランスを取るために、オートマチック固定スピード関係モードAFにおいて動作されることができる。
【００４５】
第一の例では、トランスミッション動作は、たとえばドライバーがオートマチック固定スピード関係モードAFにおけるトランスミッション動作を要求するところで、オートマチック固定スピード関係モードAFにおいて開始できる。たとえば、ドライバーは、ギアシフト・レバーをパーキングからオートマチック固定スピード関係設定AFに動かすことができる。その後、トランスミッション出力スピードは、あらゆるエンジン・スピードについて、第一の固定スピード関係FR1に従ってエンジン・スピードに比例する。これは、たとえば、制御システム５６が、トランスミッション３４が第二の固定されたスピード関係FR2にシフトアップされるべきであると判定するまで、あるいはドライバーがギア・シフト選択器をFR2設定に動かすかギア・シフト選択器を倒して＋設定にすることによって手動で第二の固定されたスピード関係FR2にシフトアップするまで、あるいはドライバーがギアシフト・レバーをドライブDなどに動かすまでである。
【００４６】
第二の例では、図５における例示的なスピード関係Diによって示されるように、デフォルトにより、トランスミッション動作はCVスピード関係モードにあることができ、自動的にオートマチック固定スピード関係モードAFに切り換えられることができる。たとえば、トランスミッション３４は、ドライバーがギア・シフト選択器を正方向に倒してスピード関係のアップシフトを要求する場合のドライバーからの要求に応答するなどして、第一のCVスピード関係モードから第三の固定されたスピード関係FR3に自動的にシフトアップされることができる。もう一つの例では、トランスミッション３４は、第三の固定されたスピード関係FR3から第二のCVスピード関係範囲R2内で定義された第四の固定されたスピード関係FR4に自動的にシフトされることができる。たとえば、これは、乗物スピードが静止から絶えず増大しており、トランスミッション３４がオートマチック固定スピード関係モードにおいて複数の固定されたスピード関係を通じてシフトアップされているときに起こりうる。さらなる例では、シフトは、たとえば乗物の静止状態からドライバーがアクセル・ペダルを「床まで踏み込む」ような場合にドライバーからの突然の加速要求に応答してなされることができる。
【００４７】
この最後の例で、制御システム５６はそのような積極的なドライバー行動から、ドライバーがドライブ・モードを出てAFモードにはいることを要求していると推定できる。制御システム５６は、トランスミッション・モード選択器センサー、アクセル位置センサーおよび乗物スピード・センサーから信号を受信し、そのような信号の関数として、瞬間的なパワートレイン・トルク需要を決定できる。たとえば、制御システム５６は、アクセル位置の変化率を計算しうる。そのような変化率は、乗物ドライバーによって所望される加速を表しうるものであり、パワートレイン・トルク需要を示す。制御システム５６はまた、パワートレイン１２から利用可能なトルクをも決定できる。当業者は、トルク需要および利用可能なトルクは、乗物および／またはパワートレイン・センサーから得られる実際の値のみから、あるいは一つまたは複数のトルクおよび／または加速閾値、公式、ルックアップ・テーブル、PIDアルゴリズムおよび／またはその他との組み合わせにおいて、導出されうることを認識するであろう。いずれにせよ、制御システム５６は、トルク需要をエンジン３０およびトランスミッション３４からその現在のスピード関係において利用可能なトルクと比較することができる。
【００４８】
制御システム５６が瞬間的なトルク需要がエンジン３０およびトランスミッション３４からドライブ・モードにおけるその現在の瞬間的なスピード関係Di内で利用可能な瞬間的なトルクを超えると判定する場合、制御システム５６は、現在の瞬間的なスピード関係Diからより低い機械的または仮想ギア関係へのシフトダウンを命令できる。より具体的には、制御システム５６は、好適なギアセットに関連する好適な結合を適用するまたは係合解除するよう、好適な信号を、トランスミッション３４内の電動油圧ソレノイド弁のような好適なトランスミッション・スピード関係変更デバイスに送信することによって、シフトダウンを実施しうる。それに加えて、あるいはその代わりに、制御システム５６は、モーター４２、４４の一方または両方のスピードおよび／またはトルクを調節するよう、好適な制御信号をモーター制御コントローラ５４に送信してもよい。しかしながら、制御システム５６が、瞬間的なトルク需要がエンジン３０およびトランスミッション３４からドライブ・モードにおけるその現在の瞬間的なスピード関係内で利用可能な瞬間的なトルクを超えないと判定する場合、制御システム５６は、エンジン３０およびトランスミッション３４を、ドライブ・モード内の通常の動作パラメータに従って制御し続けることができる。たとえば、制御システム５６は、エンジン出力を上げるためにエンジン・スロットルおよび／または燃料注入器を好適に調節してもよいし、あるいはモーター・トルクおよび／またはスピードを好適に調節してもよい。
【００４９】
もう一つの側面によれば、ドライバーは、経済スピード関係スケジュールまたはスポーツ・スピード関係スケジュールといった好ましいスピード関係スケジュールを選択できる。そうしたスピード関係スケジュールは、ギア・シフト選択器の一部またはトランスミッション・モード選択器の押しボタンなどといった、ドライバー・インターフェース１６によって提供されることができる。通常のトランスミッション・ドライブ・モードでは、パワートレイン動作は、良好な燃費と良好なパワートレイン・パフォーマンスとの間のバランスのために最適化される。だが、本パワートレイン１２は、ドライバーに、比較的よりよいパワートレイン・パフォーマンスまたは比較的よりよい燃費を優先するオプションをも提供する。制御システム５６は、経済またはスポーツ・モードの目標を最適にするようパワートレイン１２を動作させるための、いかなる好適な経済またはスポーツ・スピード関係プログラムまたはシフト・スケジュールをも実行できる。ここで、制御システム５６は、そのような目標を達成するための目標エンジンおよび／またはモーター入力スピードを定義および出力するプログラムに従って、好適な入力を処理する。
【００５０】
スポーツ・モードでは、トランスミッション３４は、スポーツ・シフト・スケジュールに従って固定されたスピード関係FR1〜FR7の間でシフトして、良好な加速のためにパワートレイン・トルク出力を最大化するよう動作される。スポーツ・モードによれば、制御システム５６は、トランスミッション３４をオートマチック固定スピード関係モードにし、その後、トランスミッション３４を所与の固定されたスピード関係に維持するスポーツ・シフト・スケジュールを実行する。これは、現在の関係において伝達されるトルクが、現在の関係から次の関係へのシフトアップがされた時点で次の関係において伝達されるであろうトルクと実質的に同じになるまでである。スポーツ・シフト・スケジュールは、オートマチック固定スピード関係モードにおいて通常使用されるデフォルトのシフト・スケジュールとは異なることができる。
【００５１】
経済モードでは、トランスミッション３４は、良好な燃費および電気効率のためにエネルギー使用を最小化するようトランスミッション・スピードを調節する経済スピード関係プログラムまたはシフト・スケジュールに従って動作される。経済モードによれば、制御システム５６は、トランスミッション３４をドライブ・モードDまたはオートマチック固定スピード関係モードAFにする。トランスミッション３４がドライブ・モードDに入れられる場合、経済スピード関係プログラムは、通常のドライブ・モード・プログラムと同じであることができ、あるいはパワートレイン・パフォーマンスを代償に燃費を最大化するためにデフォルトのドライブ・モード・プログラムとは異なる、より経済的なスピード関係プログラムであることができる。たとえば、制御システム５６は、エンジン３０を、その燃費マップの最も燃料効率のよい領域内などの実質的に定常的な状態に維持することができ、モーター４２、４４をそのモーター効率マップのそれぞれの最も効率的な領域において動作させることによって、モーター４２、４４の一方のパワー入力を変えることによって、トランスミッション入力スピードを調節することができる。だが、トランスミッション３４がAFモードに入れられる場合、制御システム５６はトランスミッション３４を所与の固定されたスピード関係に、その関係内の燃費が最大化されるまで、維持する経済シフト・スケジュールを実行できる。最大化後は、トランスミッション３４は次の関係にシフトされる、などとなる。経済スピード関係プログラムは、オートマチック固定スピード関係モードまたはCVモードにおいて通常使用されるデフォルトのスピード関係プログラムとは異なることができる。
【００５２】
ここで図６を参照すると、スポーツ（Sport）・モードおよび経済（Economy）モードが、異なるそれぞれのスポーツおよび経済エンジン・トルク・リザーブRS、REを組み込むことができる。一般に、トルク・リザーブ（torque  reserve）は、乗物が突然加速したり、あるいは一様な速度で傾斜を登ったりできるよう、最大利用可能なトルク出力が達成される前に任意の所与の時間的瞬間においてパワートレインが省くことのできるトルクの大きさに関係する量である。換言すれば、トルク・リザーブは、突然のトルク需要の増大を補償するよう、パワートレインが所与のスピード関係内でトルクを追加する能力である。
【００５３】
スポーツ・モード・トルク・リザーブRSは、経済モード・トルク・リザーブREより大きいことができる。これは、スポーツ・モードのシフトアップは、よりよい加速のために、比較的より大きなエンジン・トルクおよびスピードにおいて「より遅くに」行われ、それに対し、経済モードのシフトアップは、燃料を節約するために比較的より低いエンジン・トルクおよびエンジン・スピードにおいてより「早くに」生起するからである。したがって、スポーツ・モードでは、制御システム５６はシフト特性をより高いシフト・スピードに向けて調節し、それにより比較的より大きなトルク・リザーブを結果として与える。トルク・リザーブRS、REは、オートマチック固定スピード関係モードまたはドライブ・モードにおけるデフォルト・トルク・リザーブとは異なることができる。
【００５４】
上記から、当業者は今や、パワートレイン１２がドライバー満足度を改善することを理解するであろう。ハイブリッド・トランスミッションをもつ既存のパワートレインと比較して、パワートレイン１４は、MFモードおよび／またはAFモード内のスポーツ・モードでは従来式のトランスミッションの音および感じならびによりよい「アクセル・ペダル」反応を提供し、ドライブD・モードまたはAFもしくはドライブ・モード内の経済モードでは良好なまたはよりよい燃費を提供する。
【００５５】
ある種の好ましい実施形態が図示され、記載されてきたが、当業者は、以上の記述が限定というよりは説明のために記載されていること、さまざまな修正および代替が本発明の精神および範囲から外れることなくなしうることを容易に認識するであろう。たとえば、方法は、いかなる好適なトランスミッション・アーキテクチャを使って実行されることもでき、具体的なトランスミッション・アーキテクチャは示されているものと異なっていてもよい。たとえば、より多数のまたはより少数の遊星ギアセットおよび結合が、示されたのと同様または異なる構成において展開されることができる。また、示された構成内で、第１／第３結合C4は配列し直されることができる。たとえば、結合C4はその代わり、中間リング・ギア３８ｒを中間太陽ギア３８ｓに、あるいは入力キャリア３６ｃを入力リング・ギア３６ｒに、選択的に結合することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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