DE102016117602A1 - Steuersystem für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Takahito Endo
Kensei Hata
Shotaro Kato
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    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
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    • B60W10/115—Stepped gearings with planetary gears
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    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B60W10/196—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems acting within the driveline, e.g. retarders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/30—Control strategies involving selection of transmission gear ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

Es wird ein Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) zum Starten einer Maschine (1) ohne Verursachen eines Drehmomentabfalls bereitgestellt. Eine kombinierte Planetengetriebeeinheit (3) ist derart konfiguriert, dass ein mit der Maschine (1) verbundenes Eingangselement (R6) und ein Ausgangselement (C5) in einem nomographischen Diagramm zwischen einem mit einem ersten Motor (2) verbundenen Reaktionselement (S5) und einem mit einer Bremse (BK) verbundenen festen Element (R5) angeordnet sind. Der erste Motor (2) wird durch eine Kupplung (CL1) selektiv mit der Maschine (1) verbunden. Ein Controller (11) ist derart konfiguriert, dass er die Maschine (1) mit dem ersten Motor (2) startet, während er die Bremse (BK) in Eingriff bringt, um ein Drehen des festen Elements (R5) zu begrenzen, und die Kupplung (CL1) in Eingriff bringt.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung beansprucht den Vorteil der Priorität der am 16. Oktober 2015 beim japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2015-204319 , deren Inhalt hierin in seiner Gesamtheit mit Bezugnahme aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Erfindung
  • Ausführungen der vorliegenden Erfindung betreffen die Technik eines Steuersystems für ein Hybridfahrzeug, bei dem eine Antriebsmaschine eine Maschine und zwei Motoren umfasst, und insbesondere ein Steuersystem, das derart konfiguriert ist, dass es eine Maschine während des Antriebs eines Fahrzeug durch einen Motor startet, während die Maschine gestoppt ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Hybridfahrzeug kann, wenn eine erforderliche Antriebskraft niedrig ist, nur durch einen Motor angetrieben werden. Bei dem Hybridfahrzeug dieser Art wird eine Maschine gestartet, wenn ein Beschleunigerpedal tief niedergedrückt wird, um eine Antriebskraft während eines Antriebs des Fahrzeugs durch den Motor zu erhöhen. In einer solchen Situation wird die Maschine durch einen der Motoren als eine Antriebsquelle gestartet. Die JP 2013-56600 A beschreibt eine Maschinenstart-Steuervorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie eine Maschine durch einen Motor, der zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet wird, startet.
  • Gemäß der Lehre der JP 2013-56600 A ist die Maschine mit einem Träger einer Planetengetriebeeinheit verbunden, und eine Rückwärtsdrehung des Trägers wird durch eine Einwegkupplung verhindert. Ein erster Motor ist mit einem Sonnenrad der Planetengetriebeeinheit verbunden, und ein zweiter Motor ist mit einem Hohlrad verbunden, das mit einem Ausgangselement verbunden ist, um ein Drehmoment auf das Ausgangselement auszuüben. In einem nomographischen Diagramm dieser Planetengetriebeeinheit ist der mit der Maschine verbundene Träger zwischen dem mit der Maschine verbundenen Sonnenrad und dem Hohlrad befindlich, auf das das Drehmoment des zweiten Motors ausgeübt wird. Da die Rückwärtsdrehung des Trägers durch die Einwegkupplung gestoppt werden kann, wird das Hohlrad oder das damit verbundene Ausgangselement durch Anwenden eines Rückwärtsdrehmoments des ersten Motors auf das Sonnenrad in Vorwärtsrichtung gedreht. In einer solchen Situation kann das Fahrzeug in einem Dual-Motor-Modus angetrieben werden, in dem das Fahrzeug durch Drehen des zweiten Motors in Vorwärtsrichtung durch den ersten Motor und den zweiten Motor angetrieben wird.
  • Wenn die Maschine bei dem in der JP 2013-56600 A gelehrten Hybridfahrzeug während eines Antriebs in dem Dual-Motor-Modus gestartet wird, bringt die Steuervorrichtung eine Bremsvorrichtung in Eingriff, um dem Träger das Vorwärtsdrehmoment zu liefern, während der erste Motor derart gesteuert wird, dass er das Rückwärtsdrehmoment erzeugt. Die Bremsvorrichtung ist insbesondere derart angeordnet, dass sie in dem nomographischen Diagramm der Planetengetriebeeinheit zwischen dem Sonnenrad und dem Träger befindlich ist. Gemäß der Lehre der JP 2013-56600 A kann die Bremsvorrichtung daher als ein Reaktionselement dienen, statt dass die Einwegkupplung das Rückwärtsdrehmoment des ersten Motors aufnimmt, um die mit dem Träger verbundene Maschine durch das Vorwärtsdrehmoment zu starten.
  • Gemäß der Lehre der JP 2013-56600 A wird der erste Motor während des Antriebs in dem Dual-Motor-Modus und beim Start der Maschine in die gleiche Richtung gedreht. Das heißt, eine durch den ersten Motor erzeugte Antriebskraft fällt auch nicht vorübergehend auf null ab. Wie jedoch in den nomographischen Diagrammen der JP 2013-56600 A angezeigt ist, kann eine Drehmomentvervielfältigung eines Falls, in dem die Bremsvorrichtung ein Reaktionsdrehmoment gegen das Rückwärtsdrehmoment des ersten Motors herstellt, im Vergleich zu einer Drehmomentvervielfältigung eines Fall, in dem die Einwegkupplung ein Reaktionsdrehmoment gegen das Rückwärtsdrehmoment des ersten Motors herstellt, verringert werden. Infolgedessen können ein vorübergehender Abfall der Antriebskraft und Druckstöße verursacht werden. Die Drehmomentvervielfältigung ist insbesondere ein Verhältnis eines Ausgangsdrehmoments des ersten Motors zu einem auf das Hohlrad in Vorwärtsrichtung angewandten Drehmoment. Um das Drehmoment in Vorwärtsrichtung auf den Träger anwenden zu können, muss die Bremsvorrichtung in dem nomographischen Diagramm zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad befindlich sein. Dementsprechend wird ein Abstand zwischen dem Sonnenrad und der Bremse in dem nomographischen Diagramm kürzer als jener zwischen dem Sonnenrad und dem Träger. Aus diesem Grund kann sich die Drehmomentvervielfältigung verringern während das Ausgangsdrehmoments des ersten Motors auf das Hohlrad angewandt wird, wodurch ein Abfall des durch den ersten Motor erzeugten Antriebsdrehmoments verursacht wird.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aspekte der vorliegenden Erfindung wurden in Erwägung der vorstehenden technischen Probleme entwickelt, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Steuersystem für ein Hybridfahrzeug zu schaffen, das derart konfiguriert ist, dass es einen Abfall des Antriebsdrehmoments beim Starten der Maschine während eines Antriebs im Motor-Modus verhindert.
  • Das Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf ein Hybridfahrzeug angewandt, das eine Maschine, einen ersten Motor, eine mit der Maschine und dem ersten Motor verbundene Leistungsverteilungseinrichtung, ein Ausgangselement, dem das Drehmoment von der Leistungsverteilungseinrichtung geliefert wird, und einen mit dem Ausgangselement verbundenen zweiten Motor aufweist. Bei dem Hybridfahrzeug umfasst die Leistungsverteilungseinrichtung eine kombinierte Planetengetriebeeinheit, die durch Kombinieren einer ersten Planetengetriebeeinheit und einer zweiten Planetengetriebeeinheit gebildet wird. Ein Drehelement der kombinierten Planetengetriebeeinheit umfasst ein mit dem ersten Motor verbundenes Reaktionselement umfasst, ein festes Element, dessen Drehung selektiv begrenzt wird, ein mit der Maschine verbundenes Eingangselement, und ein mit dem Ausgangselement verbundenes Ausgangselement. Die kombinierte Planetengetriebeeinheit ist derart konfiguriert, dass das Reaktionselement mit einer höheren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit des Eingangselements und des Ausgangselements gedreht wird, wenn sich das feste Element drehen kann und das Reaktionselement mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als den Geschwindigkeiten des Eingangselements und des Ausgangselements gedreht wird. Zudem ist eine Kupplung zwischen irgendeinem der Drehelemente oder zwischen dem Eingangselement und der Maschine angeordnet ist, um ein Drehmoment selektiv zwischen dem ersten Motor und der Maschine zu übertragen. Das Steuersystem ist mit einem Controller zum Steuern eines Anlassens der Maschine versehen, der derart konfiguriert ist, dass er die angehaltene Maschine startet, indem er den ersten Motors betätigt, um ein Drehmoment zum Drehen der Maschine zu erzeugen, während er eine Drehung des festen Elements begrenzt und eine Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung erhöht.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das Hybridfahrzeug ferner eine Bremse aufweisen, die die Drehung des festen Elements selektiv begrenzt, und der Controller kann ferner derart konfiguriert sein, dass er die Drehung des festen Elements beim Starten der Maschine mittels der Bremse begrenzt.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das Hybridfahrzeug ferner ein Gehäuse aufweisen, das die kombinierte Planetengetriebeeinheit aufnimmt. Zudem kann die erste Planetengetriebeeinheit das Reaktionselement, das Ausgangselement, und das feste Element aufweisen, und die zweite Planetengetriebeeinheit kann das Eingangselement, ein erstes Drehelement, und ein mit dem Reaktionselement verbundenes zweites Drehelement aufweisen. In diesem Fall kann das feste Element derart mit dem Gehäuse verbunden sein, dass die Drehung des festen Elements begrenzt wird, und die Kupplung kann zwischen dem ersten Drehelement und dem festen Element angeordnet sein.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann die erste Planetengetriebeeinheit das Reaktionselement, das Ausgangselement, und das feste Element aufweisen, und die zweite Planetengetriebeeinheit kann das Eingangselement, ein erstes Drehelement, und ein mit dem Reaktionselement verbundenes zweites Drehelement aufweisen. In diesem Fall kann die Kupplung zwischen dem ersten Drehelement und dem Ausgangselement angeordnet sein.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann die erste Planetengetriebeeinheit das Reaktionselement, das Eingangselement, und ein drittes Element aufweisen, und die zweite Planetengetriebeeinheit kann das feste Element, das Ausgangselement, und ein viertes Drehelement aufweisen. In diesem Fall kann das dritte Drehelement mit dem festen Element verbunden sein, und das vierte Drehelement kann mit dem Eingangselement verbunden sein, und die Kupplung kann zwischen dem Eingangselement und der Maschine angeordnet sein.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Controller ferner derart konfiguriert sein, dass er: bestimmt, ob eine erwartete Maschinendrehzahl, die durch Ineingriffbringen der Kupplung erzielt werden soll, höher ist als ein Schwellenwert oder nicht; die Maschine durch ein Drehmoment des ersten Motors startet, während er die Kupplung in Eingriff bringt und die Drehung des festen Elements in einem Fall, in dem die erwartete Maschinendrehzahl höher ist als der Schwellenwert, anhält; und die Maschine, in einem Fall, in dem die erwartete Maschinendrehzahl niedriger ist als der Schwellenwert, durch ein Drehmoment des ersten Motors startet, während er eine Drehmomentübertragungskapazität der Bremse verringert, um ein Drehen des festen Elements in Gegenlaufrichtung zu einer Drehrichtung des Reaktionselements zu ermöglichen, und die Kupplung in Eingriff bringt.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Controller ferner derart konfiguriert sein, dass er die erwartete Maschinendrehzahl, in einem Fall, in dem das feste Element durch Verringern der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse in Gegenlaufrichtung zu der Drehrichtung des Reaktionselements drehen kann, durch Erhöhen einer Drehgeschwindigkeit des Reaktionselements mittels des ersten Motors erhöht.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Controller ferner derart konfiguriert sein, dass er, in einem Fall, in dem die erwartete Maschinendrehzahl durch Verringern der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse auf einen höheren als einen oberen Grenzwert erhöht wird, zumindest eine von einer Steuerung zum Erhöhen der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse und einer Steuerung zum Begrenzen einer Erhöhung einer Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung ausführt.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Controller ferner derart konfiguriert sein, dass er: die Drehmomentübertragungskapazität der Bremse, in einem Fall, in dem eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Bremse gleich ist wie oder größer ist als ein erster zulässiger Wert, erhöht; und die Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung, in einem Fall, in dem eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Kupplung niedriger ist als ein zweiter zulässiger Wert, begrenzt.
  • In einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Controller ferner derart konfiguriert sein, dass er in einem Fall, in dem die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Bremse gleich wie oder größer ist als der erste zulässige Wert und die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Kupplung größer ist als der zweite zulässige Wert, sowohl die Drehmomentübertragungskapazitäten der Bremse als auch der Kupplung einstellt.
  • Demnach werden das Ausgangselement oder das Ausgangselement gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung durch das Drehmoment des ersten Motors gedreht, während die Drehung des festen Elements begrenzt wird, und die Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Motor und der Maschine wird durch Ausrücken der Kupplung unterbrochen, um die Maschine anzuhalten (gestoppt zu halten). In einer solchen Situation kann die Maschine durch Erhöhen einer Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung gestartet werden. Gemäß der Ausführungsform werden ein Drehmomentübertragungsweg von dem ersten Motor zu der Maschine, und eine Vervielfältigung des auf das Ausgangselement angewandten Drehmoments während des Ingangsetzens der Maschine nicht verändert. Das heißt, die Maschine kann gestartet werden, ohne die Vervielfältigung des Drehmoments des ersten Motors zu verringern. Aus diesem Grund kann ein vorübergehender Abfall des Antriebsdrehmoments während des Startens der Maschine durch den ersten Motor verhindert werden.
  • Wie beschrieben wurde, ist der Controller derart konfiguriert, dass er die erwartete Maschinendrehzahl, die durch Ineingriffbringen der Kupplung erzielt werden soll, bestimmt. Wenn die erwartete Maschinendrehzahl niedriger ist als der Schwellenwert, kann das feste Element durch Verringern einer Drehmomentübertragungskapazität der Bremse in Gegenlaufrichtung gedreht werden. Demzufolge wird die Maschinendrehzahl durch Ineingriffbringen der Kupplung auf eine Zünddrehzahl oder eine selbsttragende Drehzahl erhöht, so dass die Maschine sicher gestartet werden kann.
  • Zudem wird die Drehmomentübertragungskapazität der Bremse, wenn die erwartete Maschinendrehzahl infolge des Verringerns der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse über den oberen Grenzwert erhöht wird, erhöht oder eine Erhöhung der Drehmomentübertragungskapazität wird begrenzt. Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass die Maschinendrehzahl durch den ersten Motor übermäßig erhöht wird.
  • In diesem Fall werden die Drehmomentübertragungskapazitäten der Bremse und der Kupplung eingestellt, um einen übermäßigen Schlupf der Bremse und der Kupplung zu vermeiden. Aus diesem Grund kann eine Wärmeerzeugung und Beschädigung der Bremse und der Kupplung begrenzt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Merkmale, Aspekte und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die zugehörige Zeichnung besser verständlich, welche die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränken sollen.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein erstes Beispiel eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs zeigt, auf das das Steuersystem gemäß der Ausführungsform angewandt wird;
  • 2A und 2B sind nomographische Diagramme einer Leistungsverteilungseinrichtung (d. h., einer kombinierten Planetengetriebeeinheit) des in 1 gezeigten Antriebsstrangs;
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Routine zum Starten der Maschine zeigt;
  • 4 ist ein zweites Beispiel des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs, auf das das Steuersystem gemäß der Ausführungsform angewandt wird;
  • 5 ist ein drittes Beispiel des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs, auf das das Steuersystem gemäß der Ausführungsform angewandt wird;
  • 6A und 6B sind nomographische Diagramme der Leistungsverteilungseinrichtung des in 5 gezeigten Antriebsstrangs;
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel der Routine zum Starten der Maschine zeigt;
  • 8 zeigt eine Unterroutine der in 7 gezeigten Routine;
  • 9 ist ein viertes Beispiel des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs, auf das das Steuersystem gemäß der Ausführungsform angewandt wird; und
  • 10 ist ein nomographisches Diagramm der Leistungsverteilungseinrichtung des in 9 gezeigten Antriebsstrangs.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
  • Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung mit Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben. In Bezug auf 1 ist das erste Beispiel eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs (wird nachstehend vereinfacht als „Fahrzeug” bezeichnet) V gezeigt, auf welches das Steuersystem gemäß der Ausführungsform angewandt wird. Der Antriebsstrang ist mit einer Maschine (in der Zeichnung als „Eng” bezeichnet) 1, beispielsweise einer benzingetriebenen Verbrennungsmaschine oder einer Dieselmaschine, einem ersten Motor (in der Zeichnung als „MG1” bezeichnet) 2 als Motorgenerator, einer mit der Maschine 1 und dem ersten Motor 2 verbundenen Leistungsverteilungseinrichtung 3, und einem zweiten Motor (in der Zeichnung als „MG2” bezeichnet) 2 als Motorgenerator versehen. Ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 4 kann zu einem Ausgangsdrehmoment der Leistungsverteilungseinrichtung 3 hinzugefügt werden. Die Leistungsverteilungseinrichtung 3 ist insbesondere eine kombinierte Planetengetriebeeinheit, die durch Kombinieren einer Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit 5 als eine erste Planetengetriebeeinheit (oder eine hintere Planetengetriebeeinheit) mit einer Doppelritzel-Planetengetriebeeinheit 6 als eine zweite Planetengetriebeeinheit (oder eine vordere Planetengetriebeeinheit) gebildet wird.
  • Die erste Planetengetriebeeinheit 5 ist dazu ausgelegt, eine Differentialwirkung zwischen einem Sonnenrad S5, einem Hohlrad R5 als ein konzentrisch zu dem Sonnenrad S5 angeordnetes Innenzahnrad, und einem Träger C5, der Ritzel P5 trägt, die zwischen dem Sonnenrad S5 und dem Hohlrad R5 drehbar und umlauffähig angeordnet sind, zu erfüllen. Die zweite Planetengetriebeeinheit 6 weist andererseits ein Sonnenrad S6 auf, ein Hohlrad R6 als ein konzentrisch zu dem Sonnenrad S6 angeordnetes Innenzahnrad, erste Ritzel P6–1, die mit dem Sonnenrad S6 kämmen, zweite Ritzel P6–2, die zwischen den ersten Ritzeln P6–1 und dem Hohlrad R6 zwischengeschaltet sind, und einen Träger C6, der die ersten Ritzel P6–2 und die zweiten Ritzel P6–2 auf drehbare und umlauffähige Weise trägt. Die zweite Planetengetriebeeinheit 6 ist ebenfalls dazu ausgelegt, eine Differentialwirkung zwischen dem Sonnenrad S6, dem Hohlrad R6, und dem Träger C6 zu erfüllen.
  • Die erste Planetengetriebeeinheit 5 und die zweite Planetengetriebeeinheit 6 sind koaxial angeordnet, während sie benachbart zueinander sind, so dass sich das Sonnenrad S5 und das Sonnenrad S6 integral drehen. Der erste Motor 2 ist einzeln mit dem Sonnenrad S5 und dem Sonnenrad S6 verbunden, so dass das Sonnenrad S5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 als ein Reaktionselement der Leistungsverteilungseinrichtung 3 dient. Die Maschine 1 ist mit dem Hohlrad R6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 verbunden, so dass das Hohlrad R6 als ein Eingangselement der Leistungsverteilungseinrichtung 3 dient. Der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 ist mit einem Ausgangselement 7, beispielsweise einem Ausgangszahnrad und einer Ausgangswelle verbunden, so dass der Träger C5 als ein Ausgangselement der Leistungsverteilungseinrichtung 3 dient. Wie beschrieben wurde, kann ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 4 auf das Ausgangselement 7 angewandt werden.
  • Es kann beispielsweise ein Permanentmagnet-Synchronmotor als der erste Motor 2 und der zweite Motor 4 verwendet werden, und sowohl der erste Motor 2 als auch der zweite Motor 4 sind mit einer Batterie 9 verbunden, die mit einem Wechselrichtung 8 verbunden ist. Das heißt, einer der Motoren 2 oder 4 kann durch eine von dem anderen Motor 2 oder 4 erzeugte elektrische Leistung angetrieben werden. Der erste Motor 2 und der zweite Motor 4 können ebenso durch eine von der Batterie 9 zugeführte elektrische Leistung angetrieben werden, und die Batterie 9 kann durch von dem ersten Motor 2 und dem zweiten Motor 4 erzeugte elektrische Leistungen aufgeladen werden.
  • Um eine Drehung des Hohlrads R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 anzuhalten, ist eine Bremse BK zwischen dem Hohlrad R5 und einem Gehäuse 10, der die Motoren 2 und 4 und die Leistungsverteilungseinrichtung 3 etc. aufnimmt, angeordnet. Es kann beispielsweise eine Reibungseingriffsvorrichtung als Bremse BK verwendet werden, und eine Drehmomentübertragungskapazität der Bremse BK wird durch hydraulisches oder elektromagnetisches Ändern eines Eingriffsdrucks stufenlos verändert. Dementsprechend dient das Hohlrad R5 als ein festes Element der Leistungsverteilungseinrichtung 3.
  • Der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 wird mittels einer ersten Kupplung CL1 selektiv mit dem Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 verbunden, und das Hohlrad R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 wird ebenso mittels einer zweiten Kupplung CL2 selektiv mit dem Träger C6 verbunden. Die Reibungseingriffsvorrichtung kann auch als die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 verwendet werden, so dass eine Drehmomentübertragungskapazität jeder der Kupplung CL1 und CL2 durch hydraulisches oder elektromagnetisches Ändern eines hierauf angewandten Eingriffsdrucks stufenlos verändert werden kann. Das heißt, wenn sowohl die erste Kupplung CL1 als auch die zweite Kupplung CL2 ausgerückt sind, wird kein Reaktionsdrehmoment mehr auf den Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 angewandt, so dass sich der Träger C6 frei drehen kann. In einer solchen Situation wird mittels der Leistungsverteilungseinrichtung 3 durch Ineingriffbringen von einer der ersten Kupplung CL1 oder der zweiten Kupplung CL2 eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Motor 1 und der Maschine 1 erreicht. Dementsprechend dienen die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 als die Kupplungsvorrichtung der Ausführungsform.
  • Ein Betriebsmodus des Fahrzeugs V kann zwischen einem Hybridmodus (nachstehend als „HV-Modus” abgekürzt), in dem das Fahrzeug V durch die Maschine 1 angetrieben wird, und einem Motor-Modus ausgewählt werden, in dem das Fahrzeug V durch Betrieb des ersten Motors 2 und des zweiten Motors 4 durch die von der Batterie 9 zugeführte elektrische Leistung angetrieben wird. Um das Fahrzeug V elektrisch zu steuern, ist das Fahrzeug V mit einer elektronischen Steuereinheit (nachstehend mit „ECU” abgekürzt) 11 als Controller versehen. Die ECU 11 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, der derart konfiguriert ist, dass er eine Berechnung basierend auf Vorfalldaten, gespeicherten Daten und gespeicherten Programmen durchführt, und ein Berechnungsergebnis in Form eines Befehlssignals übermittelt. Zu diesem Zweck werden der ECU 11 eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Niederdrücken des Beschleunigerpedals, einen Ladezustand (nachstehend mit „SOC” abgekürzt) usw. gesendet, und Kennfelder, die den Betriebsmodus und optimale kraftstoffeffiziente Arbeitspunkte der Maschine 1 usw. bestimmen, sind in der ECU 11 installiert. Die ECU 11 übermittelt insbesondere Befehlssignale zum Starten und Stoppen der Maschine 1, Befehlssignale zum Betätigen der Motoren 2 und 4 als Motoren und Generatoren, Befehlssignale zum Ineingriffbringen und Ausrücken der Kupplungen CL1 und CL2, Befehlssignale zum Steuern der Drehmomentübertragungskapazitäten der Kupplungen CL1 und CL2 usw.
  • In Bezug auf die 2A und 2B sind nomographische Diagramme gezeigt, die Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente der Leistungsverteilungseinrichtung 3 in dem HV-Modus und einem Dual-Motor-Modus zeigen. In den nomographischen Diagrammen stellt jede vertikale Linie jeweils eine Drehgeschwindigkeit des Drehelements ausgehend von einer horizontalen Grundlinie, die null darstellt, dar, und jeder Abstand zwischen den vertikalen Linien zeigt Übersetzungsverhältnisse der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 an (d. h., ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Zähne des Sonnenrads und der Anzahl der Zähne des Hohlrads). Bei den in den 2A und 2B gezeigten nomographischen Diagrammen sind die vertikalen Linien, die das Sonnenrad S5, den Träger C5 und das Hohlrad R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 als Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit darstellen, insbesondere von links ausgehend in der Reihenfolge angeordnet. Bei den Drehelementen der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 als Doppelritzel-Planetengetriebeeinheit teilt das Sonnenrad S6 eine gemeinsame vertikale Linie mit dem Sonnenrad S5, und die vertikale Linie, die das Hohlrad R6 darstellt, ist zwischen der vertikalen Linie, die das Sonnenrad S5 darstellt, und der Linie, die den Träger C5 darstellt, angeordnet. Vorausgesetzt die erste Kupplung CL1 ist in Eingriff, teilt der Träger C6 eine gemeinsame Linie mit dem Träger C5. Vorausgesetzt, die zweite Kupplung CL2 ist in Eingriff, so teilt der Träger C6 hingegen eine gemeinsame Linie mit dem Hohlrad R6. Somit ist die Leistungsverteilungseinrichtung 3 als kombinierte Planetengetriebeeinheit derart konfiguriert, dass die vertikale Linie, die das Eingangselement darstellt, und die vertikale Linie, die das Ausgangselement darstellt, in dem nomographischen Diagramm zwischen der vertikalen Linie, die das Reaktionselement darstellt, und der vertikalen Linie, die das feste Element darstellt, angeordnet sind.
  • 2A zeigt eine Situation der Leistungsverteilungseinrichtung 3 in dem HV-Modus, in dem die Bremse BK ausgerückt ist, die erste Kupplung CL1 oder die zweite Kupplung CL2 in Eingriff stehen, und das Fahrzeug V durch die Maschine 1 angetrieben wird. In einer solchen Situation wird der erste Motor 2 als ein Generator zum Erzeugen eines negativen Drehmoments (d. h., ein Drehmoment in umgekehrter Richtung zu einer Drehrichtung der Maschine 1) betrieben. Eine durch den ersten Motor 2 erzeugte elektrische Leistung wird dem zweiten Motor 4 zugeführt, um den zweiten Motor 4 zu betreiben, damit dieser ein Antriebsdrehmoment erzeugt, und das durch den zweiten Motor 4 erzeugte Antriebsdrehmoment wird auf das Ausgangselement 7 angewandt. Wie durch die Pfeile in 2A angezeigt ist, wird das Hohlrad R6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 insbesondere durch das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 in Vorwärtsrichtung gedreht, und das Sonnenrad S5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 wird ebenso in Vorwärtsrichtung gedreht, während es dem negativen Drehmoment des ersten Motors 2 unterliegt. Demzufolge werden das Hohlrad R5 und der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und der Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 durch die Drehmomente der Maschine 1 und des Motors 2 in Vorwärtsrichtung gedreht. In einer solchen Situation wird eine Drehzahl der Maschine 1 durch den Motor 2 in optimaler kraftstoffeffizienter Weise eingestellt.
  • In diesem Fall unterliegt das Hohlrad R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5, unter Voraussetzung, dass die erste Kupplung CL1 in Eingriff steht und die zweite Kupplung CL2 ausgerückt ist, keinem Drehmoment, so dass das Drehmoment des Trägers C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 mittels der ersten Kupplung CL1 dem Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 als Ausgangselement geliefert wird, und weiterhin Ausgangselement 7 geliefert wird. Demzufolge werden der Träger C5 und der Träger C6 mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht. Vorausgesetzt, die zweite Kupplung CL2 steht in Eingriff und die erste Kupplung CL1 ist ausgerückt, so wird hingegen das Hohlrad R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 zusammen mit dem Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 gedreht. In einer solchen Situation wird der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 mit einer durch eine Drehgeschwindigkeit des Sonnenrads S5 geregelte Geschwindigkeit, eine Drehgeschwindigkeit des Hohlrads R5 und dem Übersetzungsverhältnis der ersten Planetengetriebeeinheit 5 gedreht, und das Drehmoment des Trägers C5 wird dem Ausgangselement 7 geliefert. Somit wird die Drehgeschwindigkeit des Trägers C5 als Ausgangselement (d. h., eine Ausgangsdrehzahl) in Abhängigkeit von den Eingriffsbedingungen der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 geändert. Insbesondere ist die Ausgangsdrehzahl in dem Fall, in dem nur die erste Kupplung CL1 in Eingriff steht höher als in dem Fall, in dem nur die zweite Kupplung CL2 in Eingriff steht. Das heißt, wenn nur die erste Kupplung CL1 in Eingriff gebracht wird, wird ein Modus mit hoher Drehzahl hergestellt, und wenn nur die zweite Kupplung CL2 in Eingriff gebracht wird, wird ein Modus mit niedriger Drehzahl hergestellt.
  • 2B zeigt eine Betriebszustand der Leistungsverteilungseinrichtung 3 in dem Dual-Motor-Modus, in dem das Fahrzeug V durch den ersten Motor 2 und den zweiten Motor 4 angetrieben wird, die durch die von der Batterie 9 zugeführte elektrische Leistung betrieben werden. In dem Dual-Motor-Modus ist die Bremse BK in Eingriff, um die Drehung des Hohlrads R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 anzuhalten oder um eine Drehgeschwindigkeit des Hohlrads R5 zu verringern, um dadurch zum Antrieb des Fahrzeugs V ein Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 auf den Träger C5 anzuwenden. Zudem werden die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 ausgerückt, und die Maschine 1 wird gestoppt. Da die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 ausgerückt sind, kann sich der Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 in dem Dual-Motor-Modus frei drehen, ohne dem Reaktionsdrehmoment zu unterliegen. Demzufolge kann die zweite Planetengetriebeeinheit 6 kein Drehmoment mehr übertragen, so dass die Maschine 1 von dem ersten Motor 2 und dem Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 getrennt wird.
  • Somit wird in dem Dual-Motor-Modus das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 auf das Sonnenrad S5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 angewandt, während die Drehung des Hohlrads R5 begrenzt wird. Demzufolge werden der Träger C5 und das damit verbundene Ausgangselement 7 bei der ersten Planetengetriebeeinheit 5 in die gleiche Richtung gedreht wie das Sonnenrad S5, jedoch mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als das Sonnenrad S5, wie durch die durchgezogene diagonale Linie in 2B angezeigt ist. In einer solchen Situation wird das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 4 auf das Ausgangselement 7 angewandt. Das heißt, das Fahrzeug V wird sowohl durch den ersten Motor 2 als auch den zweiten Motor 4 angetrieben.
  • Bei der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 wird das Hohlrad R6 hingegen zusammen mit der Maschine 1 gestoppt und das Sonnenrad S6 wird durch den ersten Motor 2 gedreht, so dass der Träger C6, wie durch die gestrichelte Linie in 2B angezeigt ist, in Gegenlaufrichtung gedreht wird.
  • Der Dual-Motor-Modus wird ausgewählt, wenn eine erforderliche Antriebskraft gering ist. Hierzu ist die ECU 11 derart konfiguriert, dass sie den Betriebsmodus des Fahrzeugs V basierend auf einem Niederdrücken eines Beschleunigerpedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit mit Bezug auf die vorinstallierten Kennfelder auswählt. Wenn das Beschleunigerpedal in dem Dual-Motor-Modus niedergedrückt wird, um das Fahrzeug Ve zu beschleunigen, wird die Maschine 1 gestartet, um den Betriebsmodus in den HV-Modus umzuschalten, um die erforderliche Antriebskraft zu erhalten. In Bezug auf 3 ist ein Beispiel einer Routine zum Starten der Maschine 1 in dem Dual-Motor-Modus gezeigt.
  • Zunächst wird bei Schritt S1 bestimmt, ob eine Startbedingung der Maschine 1 erfüllt wird oder nicht. Ein solche Bestimmung bei Schritt S1 kann insbesondere mit Bezug auf das vorstehend erwähnte Kennfeld gemacht werden, das den Betriebsmodus basierend auf einem Niederdrücken des Beschleunigerpedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Wenn die Bedingung zum Starten der Maschine 1 derzeit nicht erfüllt wird, so dass die Antwort bei Schritt S1 NEIN ist, wird die Routine zurückgeführt. Wenn die Bedingung zum Starten der Maschine 1 derzeit hingegen erfüllt wird, so dass die Antwort bei Schritt S1 JA ist, geht die Routine zu Schritt S2 über, um zu bestimmen, ob eine erwartete Maschinendrehzahl Net, die durch Ineingriffbringen der ersten Kupplung CL1 oder der zweiten Kupplung CL2 erzielt werden soll, gleich wie oder höher ist als ein vorbestimmter Schwellenwert Nth oder nicht.
  • In 2B ist die erwartete Maschinendrehzahl Net an einem Schnittpunkt zwischen: der durchgezogenen diagonalen Linie, die einen Punkt, der eine Drehgeschwindigkeit der Einheit des Sonnenrads S5 und des Sonnenrads S6 auf der vertikalen Linie, die das Sonnenrad S5 und das Sonnenrad S6 darstellt, und einen Nullpunkt auf der vertikalen Linie, die das Hohlrad R5 darstellt, verbindet; und der vertikalen Linie, die das mit der Maschine 3 verbundene Hohlrad R6 darstellt. Die erwartete Maschinendrehzahl Net entspricht insbesondere einer erwarteten Drehgeschwindigkeit des Hohlrads R6 in einem Fall, in dem der Träger C5 durch Ineingriffbringen der Kupplung CL1 mit dem Träger C6 verbunden ist, oder einem Fall, in dem das Hohlrad R5 durch Ineingriffbringen der zweiten Kupplung CL2 mit dem Träger C6 verbunden ist. Das heißt, die erwartete Maschinendrehzahl Net kann basierend auf einer Drehgeschwindigkeit des mit dem Hohlrad R5 verbundenen ersten Motors 2 und den Übersetzungsverhältnissen der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 berechnet werden. Alternativ kann die erwartete Maschinendrehzahl Net auch basierend auf einer Drehgeschwindigkeit des Trägers C5 und den Übersetzungsverhältnissen der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 berechnet werden. Dementsprechend kann die Bestimmung bei Schritt S2 auch durch Vergleichen eines derzeitigen Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 2 mit einem vorbestimmten Schwellenwert dieser gemacht werden, oder durch Vergleichen einer derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert dieser. Somit kann die Bestimmung bei Schritt S2 auch basierend auf den Drehgeschwindigkeiten des Hohlrads R6, des ersten Motors 2, des Sonnenrads S5, des Trägers C5 und des Ausgangselements 7, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit gemacht werden.
  • Der Schwellenwert Nth kann beispielsweise auf eine untere Grenzdrehzahl der Maschine 1 eingestellt werden, um die Maschine 1 durch Zünden der Maschine in einen selbsttragenden Zustand zu versetzen. Der Schwellenwert Nth kann insbesondere auf eine Zünddrehzahl der Maschine 1, oder eine selbsttragende Drehzahl der Maschine 1 eingestellt werden.
  • Wenn die erwartete Maschinendrehzahl Net gleich wie oder höher ist als der Schwellenwert Nth, so dass die Antwort bei Schritt S2 JA ist, geht die Routine zu Schritt S3 über, um die erste Kupplung CL1 oder die zweite Kupplung CL2 durch allmähliches Erhöhen einer Drehmomentübertragungskapazität dieser in Eingriff zu bringen, während die Bremse BK in Eingriff gebracht wird, um die Drehung des Hohlrads R5 anzuhalten oder zu begrenzen, und wird anschließend zurückgeführt. In einer solchen Situation wird eine Drehgeschwindigkeit des Trägers C6, der sich in Gegenlaufrichtung dreht, durch Ineingriffbringen der ersten Kupplung CL1 oder der zweiten Kupplung CL2 in Vorwärtsrichtung entgegen einer Drehgeschwindigkeit des Trägers C5 erhöht. Wie auf der vertikalen Linie, die den Träger C6 in 2B darstellt, angezeigt ist, wird insbesondere die Drehgeschwindigkeit des Trägers C6 von der gestrichelten Linie auf die durchgezogene Linie erhöht. Demzufolge wird die Maschine 1, die zusammen mit dem Hohlrad R6 gestoppt wird, in Vorwärtsrichtung gedreht, so dass eine Drehgeschwindigkeit Ne der Maschine 1 auf die erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht wird.
  • Somit werden die Drehgeschwindigkeiten des Hohlrads R6 und des Trägers C6, wie durch die durchgezogene diagonale Linie in 2B angezeigt ist, in Vorwärtsrichtung, durch Erhöhen einer Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 2 in Vorwärtsrichtung während Anhalten der Drehung des Hohlrads R5 durch die Bremse BK, erhöht. In einer solchen Situation wird das Antriebsdrehmoment entsprechend den festen Übersetzungsverhältnissen der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 erhöht. Das heißt, die Maschine 1 kann durch den ersten Motor 2 gestartet werden, ohne dass ein Drehmomentverstärkungsfaktor des Ausgangsdrehmoments des ersten Motors 2 verringert wird. Aus diesem Grund kann die Maschine 1 gestartet werden, um den Betriebsmodus in den HV-Modus umzuschalten, ohne die Beschleunigung des Fahrzeugs ungewollt zu ändern.
  • Um somit die Maschine 1 zu starten, kann die Kupplung, die in Eingriff gebracht werden soll, in Abhängigkeit von der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit und der erforderlichen Antriebskraft, zwischen der ersten Kupplung CL1 oder der zweiten Kupplung CL2 ausgewählt werden. Wenn die derzeitige Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise niedriger ist als eine vorbestimmte Maßstabgeschwindigkeit wird die erste Kupplung CL1 in Eingriff gebracht, um die Maschine 1 in dem Modus mit niedriger Drehzahl zu starten. Wenn die derzeitige Fahrzeuggeschwindigkeit hingegen höher ist als die Maßstabgeschwindigkeit, wird die zweite Kupplung CL2 in Eingriff gebracht, um die Maschine 1 in dem Modus mit hoher Drehzahl zu starten. Aus diesem Grund kann die Häufigkeit, mit der die die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 in Eingriff gebracht und ausgerückt werden, verringert werden. Hier ist das auf die zweite Kupplung CL2 aufgewandte Drehmoment zum Erhöhen der Maschinendrehzahl auf die erwartete Maschinendrehzahl Net niedriger als jenes, das zum selben Zweck auf die erste Kupplung CL1 angewandt wird. Daher ist es bevorzugt, die zweite Kupplung CL2 in Eingriff zu bringen, um Beschädigungen zu begrenzen und den hierauf angewandten Hydraulikdruck zu verringern.
  • Wenn die Maschinendrehzahl Ne durch den ersten Motor 2 auf die erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht wird, wird der Maschine 1 Kraftstoff zugeführt und die Maschine 1 wird gezündet. Demzufolge beginnt die Maschine 1 mit einer höheren Drehzahl zu laufen als die selbsttragende Drehzahl, so dass der Start der Maschine 1 abgeschlossen ist. Während des Ingangsetzens der Maschine 1 durch den ersten Motor 2, stellt die Bremse BK ein Reaktionsdrehmoment her. Aus diesem Grund wird das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 nicht auf den Träger C5 als Ausgangselement in eine Richtung zum Verringern der Vorwärtsdrehgeschwindigkeit angewandt, und ein Abfall des Antriebsdrehmoments und das Auftreten eines Druckstoßes kann verhindert werden. Zudem ist es bevorzugt, das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 zu erhöhen, um die Maschine 1 zu drehen ohne einen Drehmomentabfall zu verursachen.
  • Wenn die erwartete Maschinendrehzahl Net jedoch niedriger ist als der Schwellenwert Nth, so dass die Antwort bei Schritt S2 NEIN ist, geht die Routine zu Schritt S4 über, um die erwartete Maschinendrehzahl Net auf die Zünddrehzahl oder die selbsttragende Drehzahl der Maschine 1 einzustellen, und um die erste Kupplung CL1 in Eingriff zu bringen. Bei Schritt S4 wird insbesondere die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 2 in Vorwärtsrichtung derart erhöht, dass die sich die Maschinendrehzahl Ne auf die erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht, die durch Ineingriffbringen der ersten Kupplung CL1 bei Verringern einer Drehmomentübertragungskapazität der Bremse BK, das heißt, während die Bremse BK in teilweisen Eingriff gebracht wird, eingestellt wird. Indem die Drehmomentübertragungskapazität der Bremse BK auf diese Weise verringert wird, beginnt das Hohlrad R5 sich leicht in Gegenlaufrichtung zu drehen, doch der Träger C5 stellt ein Reaktionsdrehmoment gegen das auf diese Weise erhöhte Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 her. Demzufolge vergrößert sich in 2B eine Neigung der durchgezogenen diagonalen Linie, wie durch eine diagonale Strich-Punkt-Linie angezeigt ist.
  • In diesem Fall wird die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 2, wie durch die diagonale Strich-Punkt-Linie in 2B angezeigt ist, in Vorwärtsrichtung erhöht, während die Bremse BK in teilweisen Eingriff gebracht wird. In einer solchen Situation wird die erste Kupplung CL1 allmählich in Eingriff gebracht, so dass die Drehgeschwindigkeit des Trägers C6 auf die Drehgeschwindigkeit des Trägers C5 erhöht wird, und die Maschinendrehzahl Ne wird demzufolge auf die eingestellte erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht. Das heißt, der Start der Maschine 1 ist abgeschlossen. In diesem Fall kann die Maschine 1, da die Drehgeschwindigkeit der Maschine 1 auf die eingestellte erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht wird, bei der die Maschine 1 durch Ineingriffbringen der ersten Kupplung CL1 gestartet werden kann, sicher gestartet werden, selbst wenn das Fahrzeug V mit einer geringen Drehzahl in dem Dual-Motor-Modus angetrieben wird.
  • Wie beschrieben wurde, stellt der Träger C5 als das Ausgangselement, in einem Fall in dem die Bremse BK auf diese Weise in teilweisen Eingriff gebracht wird, das Reaktionsdrehmoment gegen das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 her. In einer solchen Situation kann ein Abfall der Antriebskraft durch Erzeugen eines Drehmoments mittels des zweiten Motors 4 verhindert werden.
  • Bei diesem Beispiel wird die Maschinendrehzahl Ne, wenn die erwartete Maschinendrehzahl Net niedriger ist als der Schwellenwert Nth, durch Erhöhen der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 2 in Vorwärtsrichtung, während dem teilweisen Ineingriffbringen der Bremse BK zum Begrenzen der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads R5 auf die eingestellte erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht. Wenn der erste Motor 2 jedoch ein ausreichendes Drehmoment erzeugten kann, kann die Maschinendrehzahl Ne auf die Zünddrehzahl oder die selbsttragende Drehzahl erhöht werden, ohne dass die Bremse BK in teilweisen Eingriff gebracht wird. In diesem Fall die vorstehend erklärte Routine daher modifiziert werden, um die Maschinendrehzahl Ne durch den ersten Motor 2 zu erhöhen, ohne die erwartete Maschinendrehzahl Net mit dem Schwellenwert Nth zu vergleichen.
  • Nachstehend wird das zweite Beispiel des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs V mit Bezugnahme auf 4 beschrieben. In 4 werden der vorstehend erwähnte Wechselrichter 8, die Batterie 9 und die ECU 11 weggelassen. Der in 4 gezeigte Antriebsstrang ist insbesondere nicht mit der zweiten Kupplung CL2 versehen, und die verbleibenden Strukturen ähneln jenen des in 1 gezeigten Antriebsstrangs. Daher wird von detaillierten Erklärungen der gemeinsamen Elemente abgesehen, indem ihnen gemeinsame Bezugszeichen zugeteilt werden.
  • Da der in 4 gezeigte Antriebsstrang nicht mit der zweiten Kupplung CL2 versehen ist, kann der Modus mit niedriger Drehzahl bei dem in 4 gezeigten Antriebsstrang nicht hergestellt werden. Jedoch kann der Modus mit hoher Drehzahl, wie in 2A angezeigt ist, in dem HV-Modus durch Ineingriffbringen der ersten Kupplung CL1 herstellt werden.
  • In dem Dual-Motor-Modus des in 4 gezeigten Antriebsstrangs werden sowohl der erste Motor 2 als auch der zweite Motor 4 durch die von der Batterie 9 zugeführte elektrische Leistung als Motoren zum Antrieb des Fahrzeugs V betrieben, während die Bremse BK in Eingriff gebracht wird und die sowohl die erste Kupplung CL1 als auch die zweite Kupplung CL2 ausgerückt wird. In einer solchen Situation wird die erste Planetengetriebeeinheit 5 wie durch die durchgezogene diagonale Linie in 2B angezeigt ist betrieben, da die Bremste BK in Eingriff steht und der erste Motor 2 in Vorwärtsrichtung gedreht wird, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Andererseits wird die zweite Planetengetriebeeinheit 6 wie durch die gestrichelte diagonale Linie in 2B angezeigt ist betrieben, da der Träger C6 sich frei drehen kann.
  • In dem Dual-Motor-Modus kann die Maschine 1 auch durch allmähliches Ineingriffbringen der ersten Kupplung CL1 zum Erhöhen einer Drehgeschwindigkeit des Trägers C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 auf eine Drehgeschwindigkeit des Trägers C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 gestartet werden. Demzufolge wird die Maschinendrehzahl Ne, wie auf der vertikalen Linie, die die Maschine 1 darstellt, in 2B angezeigt ist, von dem Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie und der diagonalen gestrichelten Linie auf den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie und der durchgezogenen diagonalen Linie, das heißt, die erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht.
  • Wenn die Maschinendrehzahl Ne durch den ersten Motor 2 auf die erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht wird, wird der Maschine 1 Kraftstoff zugeführt und die Maschine 1 wird gezündet. Bei dem in 4 gezeigten Antriebsstrang kann daher ein Abfall der Antriebskraft und das Auftreten von Druckstößen verhindert werden. Des Weiteren ist es auch bevorzugt, das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 zu erhöhen, um die Maschine 1 zu drehen, ohne einen Drehmomentabfall zu verursachen. Ferner kann die Maschine 1 durch Ausführen des Schritts S4 der in 3 gezeigten Routine sicher gestartet werden, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit während des Antriebs im Dual-Motor-Modus niedrig ist.
  • In Bezug auf 5 ist ein dritte Beispiel des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs V gezeigt. Bei dem in 5 gezeigten Antriebsstrang wird eine Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit auch als die zweiten Planetengetriebeeinheit 6 verwendet, und die erste Planetengetriebeeinheit 5 und die zweite Planetengetriebeeinheit 6 sind koaxial angeordnet, um die Leistungsverteilungseinrichtung 3 zu bilden. Bei der ersten Planetengetriebeeinheit 5 ist das Sonnenrad S5 insbesondere mit dem ersten Motor 2 verbunden, um als Reaktionselement zu dienen, der Träger C5 ist mittels einer Eingangskupplung CL0 mit der Maschine 1 verbunden, um als Eingangselement zu dienen, und das Hohlrad R5 dient als festes Element, das durch die Bremse BK angehalten wird. Andererseits ist der Träger C6 bei der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 mit dem Ausgangselement 7 verbunden, um als Ausgangselement 7 zu dienen, auf das ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 4 angewandt wird, das Hohlrad R6 ist mit dem Hohlrad R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 als Eingangselement verbunden, und das Sonnenrad S6 ist mit dem Hohlrad R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 verbunden, das durch die Bremse BK angehalten werden soll. Die verbleibenden Strukturen ähneln jenen des in 1 gezeigten Antriebsstrangs, und der Wechselrichter 8, die Batterie 9 und die ECU 11 werden auch in 5 weggelassen. Bei dem in 5 gezeigten Antriebsstrang dient das Hohlrad R5 als drittes Drehelement, und das Hohlrad R6 dient als viertes Drehelement.
  • In Bezug auf die 6A und 6B sind nomographische Diagramme der in 5 gezeigten Leistungsverteilungseinrichtung 3 gezeigt. Wie in 6A angezeigt ist, steht die Eingangskupplung CL0 in dem HV-Modus in Eingriff, um die Maschine 1 mit dem Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 zu verbinden, und die erste Kupplung CL1 und die Bremse BK sind ausgerückt. In einer solchen Situation wird die Maschine 1 zum Antrieb des Fahrzeugs V betrieben. Bei der in 5 gezeigten Leistungsverteilungseinrichtung 3 sind Positionen des Eingangselements, des Reaktionselements, des Ausgangselements, und des festen Elements in 6A identische zu jenen in 2A, obwohl die Verbindungen der Drehelemente sich von jenen der vorangegangenen Antriebsstränge unterscheiden. Das heißt, ein Betriebszustand der in 5 gezeigten Leistungsverteilungseinrichtung 3 ist in dem HV-Modus, wie in 6A angezeigt ist, ebenso ähnlich wie bei den Leistungsverteilungseinrichtungen 3 der vorangegangenen Antriebsstränge.
  • In dem HV-Modus des in 5 gezeigten Antriebsstrangs wird der erste Motor 2 als ein Generator zum Erzeugen eines negativen Drehmoments (d. h., eines Drehmoments in eine entgegensetzte Richtung zu einer Drehrichtung der Maschine 1) betrieben. Eine durch den ersten Motor 2 erzeugte elektrische Leistung wird dem zweiten Motor 4 zum Betrieben des zweiten Motors 4 zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments zugeführt, und das durch den zweiten Motor 4 erzeugte Antriebsdrehmoment wird auf das Ausgangselement 7 angewandt. Wie durch die Pfeile in 6A angezeigt ist, werden der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und das damit verbundene Hohlrad R6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 durch das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 insbesondere in Vorwärtsrichtung gedreht, und das Sonnenrad S5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 wird ebenso in Vorwärtsrichtung gedreht, während es dem negativen Drehmoment des ersten Motors 2 ausgesetzt wird. Demzufolge werden das Hohlrad R5 und der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und der Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 durch die Drehmomente der Maschine 1 und des ersten Motors 2 in Vorwärtsrichtung gedreht. In einer solchen Situation wird eine Drehgeschwindigkeit der Maschine 1 durch den ersten Motor 2 in optimaler kraftstoffeffizienter Weise eingestellt.
  • 6B zeigt einen Betriebszustand der Leistungsverteilungseinrichtung 3 des in 5 gezeigten Antriebsstrangs in dem Dual-Motor-Modus an, in dem das Fahrzeug V durch den ersten Motor 2 und den zweiten Motor 4 angetrieben wird, die durch die von der Batterie 9 zugeführte elektrische Leistung angetrieben werden. In dem Dual-Motor-Modus steht die Bremse BK in Eingriff, um die Drehungen des Hohlrads R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 und des Sonnenrads S6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 anzuhalten, und dadurch zum Antrieb des Fahrzeugs V ein Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 auf den Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 anzuwenden. In einer solchen Situation sind die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 ausgerückt, und die Maschine 1 ist angehalten. In dem Dual-Motor-Modus kann die zweite Planetengetriebeeinheit 6 als ein Differentialmechanismus dienen, da die erste Kupplung CL1 ausgerückt ist. Zudem wird die Eingangskupplung CL0 ausgerückt, und die Maschine 1 von dem ersten Motor 2 und dem Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 als Eingangselement zu trennen.
  • Somit wird in dem Dual-Motor-Modus das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 auf das Sonnenrad S5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 angewandt, während das Hohlrad R5 angehalten ist. Demzufolge wird das Drehmoment des Trägers C5 bei der ersten Planetengetriebeeinheit 5 dem Hohlrad R6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 geliefert. Bei der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 wird das Hohlrad R6 hingegen in Vorwärtsrichtung gedreht, während die Drehung des Sonnenrads S6 angehalten wird, so dass der Träger C6 und das damit verbundene Ausgangselement 7 in die gleiche Richtung gedreht werden wie das Sonnenrad S5 (oder der erste Motor 2), wie durch die durchgezogene diagonale Linie in 6B angezeigt ist jedoch mit einer niedrigeren Drehzahl als jene des Sonnenrads S5. In einer solchen Situation wird das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 4 auf das Ausgangselement 7 angewandt. Das heißt, das Fahrzeug V wird sowohl durch den ersten Motor 2 als auch den zweiten Motor 4 angetrieben.
  • Somit wird die Eingangskupplung CL0 in dem Dual-Motor-Modus des in 5 gezeigten Antriebsstrangs ausgerückt, um die Maschine 1 von der Leistungsverteilungseinrichtung 3 zu trennen. In einer solchen Situation kann die Maschine 1 durch Ineingriffbringen der Eingangskupplung CL0 durch die in 3 gezeigten Verfahren gestartet werden, da der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 5 als Eingangselement in Vorwärtsrichtung gedreht wird.
  • Wie beschrieben wurde, wird die Maschinendrehzahl Ne gemäß der in 3 gezeigten Routine durch Erhöhen der Drehzahl des ersten Motors 2, während die Bremse BK in teilweisen Eingriff gebracht wird, auf die Zünddrehzahl oder die selbsttragende Drehzahl gebracht, wenn die Maschine gestartet werden soll, wenn die Drehzahl der Maschine 1 während eines Antriebs in dem Dual-Motor-Modus niedriger ist als der Schwellenwert Nth. Optional können die Drehmomentübertragungskapazitäten der Bremse BK, der ersten Kupplung CL1 und der Eingangskupplung CL0 durch Ausführen der in den 7 und 8 gezeigten Routinen eingestellt werden, um die Maschinendrehzahl Ne beim Start des ersten Motors 2 nicht übermäßig durch diesen zu erhöhen.
  • Wie die vorstehend erklärte in 3 gezeigte Routine, wird auch die in 7 gezeigte Routine während des Antriebs in dem Dual-Motor-Modus ausgeführt, um den Betriebsmodus auf den HV-Modus umzuschalten. Wenn die Bedingung zum Starten der Maschine 1 erfüllt wird, so dass die Antwort bei Schritt S1 JA ist, geht die Routine zu Schritt S2 über, um die erwartete Maschinendrehzahl Net bei Eingriff der Kupplung CL1, CL2 oder CL0 mit dem Schwellenwert Nth zu vergleichen. In der folgenden Erklärung für die in den 7 und 8 gezeigten Routinen werden die Kupplungen CL1, CL2 und CL0 zur Erklärung vorübergehend als „Kupplung CL” bezeichnet. Wenn die erwartete Maschinendrehzahl Net gleich wie oder höher ist als der Schwellenwert Nth, so dass die Antwort bei Schritt S2 JA ist, geht die Routine zu Schritt S3 über, um die Maschine 1 durch Ineingriffbringen der Kupplung CL durch allmähliches Erhöhen einer Drehmomentübertragungskapazität dieser, während des Ineingriffbringens der Bremse BK zu starten, und wird dann zurückgeführt.
  • Wenn die erwartete Maschinendrehzahl Net jedoch niedriger ist als der Schwellenwert Nth, so dass die Antwort bei Schritt S2 NEIN ist, geht die Routine zu Schritt S4–1 über, um die erwartete Maschinendrehzahl Net auf die Zünddrehzahl oder die selbsttragende Drehzahl der Maschine 1 einzustellen, und um die Maschine 1 durch allmähliches Ineingriffbringen der Kupplung CL während des teilweisen Ineingriffbringens der Bremse BK und während des Erhöhens der Drehzahl des ersten Motors 2 in Vorwärtsrichtung zu starten. Demzufolge wird die Maschinendrehzahl Ne auf die eingestellte erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht.
  • Dann geht die Routine, um die Maschinendrehzahl Ne nicht übermäßig zu erhöhen, zu Schritt S5 über, um eine in 8 gezeigte Unterroutine auszuführen. Bei der in 8 gezeigten Unterroutine wird bei Schritt S51 zunächst die tatsächliche Maschinendrehzahl Ne mit einer oberen Grenzdrehzahl Nmax einer Ingangsetzungsdrehzahl der Maschine 1 verglichen. Hier kann die obere Grenzdrehzahl Nmax gemäß den Spezifikationen des Fahrzeugs V geändert werden.
  • Wenn die Maschinendrehzahl Ne niedriger ist als die obere Grenzdrehzahl Nmax, so dass die Antwort bei Schritt S51 NEIN ist, wird die Unterroutine beendet, ohne eine bestimmte Steuerung auszuführen. Wenn die Maschinendrehzahl Ne jedoch höher ist als die obere Grenzdrehzahl Nmax, so dass die Antwort bei Schritt S51 JA ist, geht die Routine zu Schritt S52 über, um zu bestimmen, ob eine Drehzahldifferenz ΔNBK zwischen den Drehelementen der Bremse BK, die in Reibeingriff stehend, während sie einen Schlupf verursachen, gleich wie oder größer ist als ein erster Referenzwert α oder nicht. Der erste Referenzwert α als ein erster zulässiger Wert ist insbesondere ein oberer Grenzwert der Drehzahldifferenz ΔNBK zwischen den Drehelementen der Bremse BK, der unter Berücksichtigung der Haltbarkeit und Wärmeerzeugung der Bremse BK bestimmt wird.
  • Wenn die Drehzahldifferenz ΔNBK der Bremse BK gleich wie oder größer ist als der erste Referenzwert α, so dass die Antwort bei Schritt S52 JA ist, bedeutet dies, dass ein übermäßiger Schlupf der Drehelemente der Bremse BK stattfindet, und daher eine Drehgeschwindigkeit des festen Elements in Gegenlaufrichtung erhöht werden kann, um die Maschinendrehzahl Ne über den Schwellenwert Nth zu erhöhen. In diesem Fall kann die Routine daher zu Schritt S53 übergehen, um eine Drehmomentübertragungskapazität der Bremse zu erhöhen, und die Routine wird anschließend beendet.
  • Wenn die Drehzahldifferenz ΔNBK der Bremse BK jedoch niedriger ist als der erste Referenzwert α, so dass die Antwort bei Schritt S52 NEIN ist, geht die Routine zu Schritt S54 über, um zu bestimmen, ob eine Drehzahldifferenz ΔNCL zwischen einem Eingangselement und einem Ausgangselement der Kupplung CL, die in Reibeingriff stehend, während sie einen Schlupf verursachen, gleich wie oder größer ist als ein zweiter Referenzwert β oder nicht. Der zweite Referenzwert β als zweiter zulässiger Wert der Drehzahldifferenz ΔNCL kann auch unter Berücksichtigung der Haltbarkeit und Wärmeerzeugung der Kupplung CL bestimmt werden.
  • Wenn die Drehzahldifferenz ΔNCL der Kupplung CL niedriger ist als der zweite Referenzwert β, so dass die Antwort bei Schritt S54 NEIN ist, geht die Routine zu Schritt S55 über, um eine Erhöhung der Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung CL zu begrenzen, und die Routine wird anschließend beendet. Wie beschrieben wurde, wird die Maschinendrehzahl Ne durch Ineingriffbringen der Kupplungen CL, beispielsweise der ersten Kupplung CL1, der zweiten Kupplung CL2 und der Eingangskupplung CL0 erhöht. Das heißt, das Ingangsetzungsdrehmoment zum Erhöhen der Maschinenendrehzahl Ne wird durch Verringern der Drehmomentübertragungskapazität der Kupplungsvorrichtung CL verringert. Bei Schritt S55 wird daher durch Begrenzen der Erhöhung der Drehmomentübertragungskapazität der Kupplungsvorrichtung CL oder durch Verringern der Drehmomentübertragungskapazität der Kupplungsvorrichtung CL verhindert, dass die Maschinendrehzahl Ne übermäßig erhöht wird. Aus diesem Grund wird die Maschine 1 selbst wenn die erwartete Maschinendrehzahl Net auf den höheren Wert eingestellt worden ist, gezündet, bevor die Maschinendrehzahl Ne auf die erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht wird, um einen übermäßigen Anstieg der Maschinendrehzahl Ne zu verhindern.
  • Wenn die Drehzahldifferenz ΔNCL der Kupplung CL hingegen gleich wie oder höher ist als der zweite Referenzwert β, so dass die Antwort bei Schritt S54 JA ist, bedeutet dies, dass die Maschinendrehzahl Ne auf einen höheren Wert als den Schwellenwert Nth erhöht wird, während die Drehzahldifferenz ΔNBK der Bremse BK innerhalt des ersten Referenzwerts α gehalten wird, wobei die Drehzahldifferenz ΔNCL der Kupplung CL jedoch höher ist als der zweite Referenzwert β. In diesem Fall geht die Routine daher zu Schritt S56 über, um die Drehmomentübertragungskapazität der Bremse BK zu ändern (z. B., zu verringern) und die Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung CL zu ändern (z. B., zu verringern), und die Routine wird anschließend beendet. Demzufolge wird die Maschinendrehzahl Ne durch die aus dem Erhöhen der Maschinendrehzahl Ne durch die Kupplung CL resultierende Reaktionskraft verringert. In einer solchen Situation wird die Maschinendrehzahl durch Verringern der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse BK während des Verringerns der Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung CL weiter verringert. Aus diesem Grund kann ein übermäßiger Schlupf der Kupplung CL und ein übermäßiger Anstieg der Maschinendrehzahl durch den ersten Motor 2 verhindert werden.
  • Somit ist das feste Element, das die Reaktionskraft gegen das Drehmoment des ersten Motors 2 zum Starten der Maschine 1 herstellt, in jedem der nomographischen Diagramme der Leistungsverteilungseinrichtung 3 gemäß der vorangegangenen Beispiele, auf der anderen Seite des Hohlrads S5 und des mit dem ersten Motor 2 verbundenen Sonnenrads S6 gegenüber dem Ausgangselement und dem Eingangselement angeordnet. Das heißt, das Reaktionselement und das feste Element der Leistungsverteilungseinrichtung 3 sind an beiden Enden des nomographischen Diagramms angeordnet. Gemäß den vorangegangenen Beispielen wird das Antriebsdrehmoment daher nicht durch das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 zum Drehen der Kurbelwelle der Maschine 1 verringert, wodurch ein vorübergehender Abfalls des Antriebsdrehmoments während des Anlassens der Maschine 1 verhindert wird. Diesbezüglich kann eine Drehung des festen Elements, wie in 9 dargestellt ist, auch durch direktes Fixieren an einem stationären Element angehalten werden.
  • Bei dem vierten Beispiel des Antriebsstrangs des Fahrzeugs V wurden die erste Kupplung CL1 und die Bremse BK von dem in 1 gezeigten ersten Beispiel ausgeschlossen, und das Hohlrad R5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 ist direkt an dem Gehäuse 10 befestigt. In 9 sind der Wechselrichter 8, die Batterie 9 und die ECU 11 ebenfalls zur besseren Darstellung weggelassen. In dem vierten Beispiel dient der Träger C6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 als erstes Drehelement, das Sonnenrad S6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 dient als zweites Drehelement, und das Hohlrad R6 der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 dient als Eingangselement.
  • 10 zeigt ein nomographisches Diagramm der Verteilungseinrichtung 3 gemäß des vierten Beispiels. In 10 zeigt die durchgezogene diagonale Linie die Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente der Leistungsverteilungseinrichtung 3 in dem HV-Modus an, in dem die zweite Kupplung CL2 in Eingriff steht, und die gestrichelte Linie zeigt die Drehgeschwindigkeiten der Drehelemente der Leistungsverteilungseinrichtung 3 in dem HV-Modus an, in dem die zweite Kupplung CL2 ausgerückt ist und die Maschine 1 gestoppt ist. In dem HV-Modus wird der Träger C5 als Ausgangselement in Vorwärtsrichtung gedreht, um das Fahrzeug V durch Erzeugen des Vorwärtsdrehmoments durch einen von der Maschine 1, dem ersten Motor 2 und dem zweiten Motor 4 in Vorwärtsrichtung anzutreiben. In dem HV-Modus können einer von dem ersten Motor 2 und dem zweiten Motor 4 als ein Motor zum Antreiben des Fahrzeugs V verwendet werden, und der andere Motor kann als ein Generator betrieben werden, um den Motor zu betrieben, der ein Antriebsdrehmoment erzeugt.
  • Der Dual-Motor-Modus wird dagegen durch Ausrücken der zweiten Kupplung CL2 hergestellt. In dem Dual-Motor-Modus wird der Träger C6 von dem Reaktionsdrehmoment freigegeben und kann sich frei drehen. Demzufolge wird die Maschine 1 von dem ersten Motor 2 getrennt und eine Differentialwirkung der zweiten Planetengetriebeeinheit 6 wird beendet. In einer solchen Situation dient die erste Planetengetriebeeinheit 5 als ein Untersetzungsgetriebe, um ein Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 2 zu vervielfältigen, und das vervielfältigte Drehmoment wird von dem Träger 5 zu dem Ausgangselement 7 geliefert. In dem Dual-Motor-Modus wird auch ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 4 auf das Ausgangselement 7 angewandt.
  • Wie durch die gestrichelte diagonale Linie in 10 angezeigt ist, wird das Sonnenrad S6 in dem Dual-Motor-Modus durch den ersten Motor 2 in Vorwärtsrichtung gedreht, das mit der Maschine 1 verbundene Hohlrad R6 wird gestoppt, und der Träger C6 wird von dem Reaktionsdrehmoment freigegeben und wird in Gegenlaufrichtung gedreht. In einer solchen Situation kann die Maschine 1 durch allmähliches Ineingriffbringen der zweiten Kupplung CL2 gestartet werden. Demzufolge werden die Drehgeschwindigkeiten oder die Drehelemente der Leistungsverteilungseinrichtung 3 allmählich von den durch die gestrichelte diagonale Linie angezeigten Drehzahlen auf die durch die durchgezogene diagonale Linie angezeigten Drehzahlen geändert. Insbesondere wird die tatsächliche Maschinendrehzahl Ne auf die erwartete Maschinendrehzahl Net erhöht, so dass die Maschine 1 gestartet wird. In diesem Fall erzeugt der erste Motor 2 ebenfalls ein Drehmoment zum Starten der Maschine 1, und das Hohlrad R5 als festes Element stellt eine Reaktionskraft her. Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass der Träger C5 der ersten Planetengetriebeeinheit 5 einem Reaktionsdrehmoment unterworfen wird und ein vorübergehender Abfall der Antriebskraft und ein Auftreten von Druckstößen kann somit verhindert werden.
  • Obwohl die vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann zu verstehen, dass die vorliegende Anmeldung nicht auf die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll, und verschiedene Änderungen und Modifikationen im Rahmen des Geistes und Schutzumfangs der Erfindung vorgenommen werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015-204319 [0001]
    • JP 2013-56600 A [0003, 0004, 0005, 0005, 0006, 0006]

Claims (10)

  1. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V), aufweisend eine Maschine (1), einen ersten Motor (2), eine mit der Maschine (1) und dem ersten Motor (2) verbundene Leistungsverteilungseinrichtung (3), ein Ausgangselement (7), dem das Drehmoment von der Leistungsverteilungseinrichtung (3) geliefert wird, und einen mit dem Ausgangselement (7) verbundenen zweiten Motor (4), dadurch gekennzeichnet, dass: die Leistungsverteilungseinrichtung (3) eine kombinierte Planetengetriebeeinheit (3) umfasst, die durch Kombinieren einer ersten Planetengetriebeeinheit (5) und einer zweiten Planetengetriebeeinheit (6) gebildet wird; ein Drehelement der kombinierten Planetengetriebeeinheit (3) ein mit dem ersten Motor verbundenes Reaktionselement (S5) umfasst, ein festes Element (R5), dessen Drehung selektiv begrenzt wird, ein mit der Maschine (1) verbundenes Eingangselement (R6, C5), und ein mit dem Ausgangselement (7) verbundenes Ausgangselement (C5, C6); die kombinierte Planetengetriebeeinheit (3) derart konfiguriert ist, dass das Reaktionselement (S5) mit einer höheren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit des Eingangselements (R6, C5) und des Ausgangselements (C5, C6) gedreht wird, wenn sich das feste Element (R5) drehen kann und das Reaktionselement (S5) mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als den Geschwindigkeiten des Eingangselements (R6, C5) und des Ausgangselements (C5, C6) gedreht wird; eine Kupplung (CL0, CL1, CL2) zwischen irgendeinem der Drehelemente oder zwischen dem Eingangselement (R6, C5) und der Maschine (1) angeordnet ist, um ein Drehmoment selektiv zwischen dem ersten Motor (2) und der Maschine (1) zu übertragen; und das Steuersystem einen Controller (11) zum Steuern eines Anlassens der Maschine (1) umfasst, der derart konfiguriert ist, dass er die angehaltene Maschine (1) startet, indem er den ersten Motors (2) betätigt, um ein Drehmoment zum Drehen der Maschine (1) zu erzeugen, während er eine Drehung des festen Elements (R5) begrenzt und eine Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung (CL0, CL1, CL2) erhöht.
  2. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug (V) ferner eine Bremse (BK) aufweist, die die Drehung des festen Elements (R5) selektiv begrenzt, und wobei der Controller (11) ferner derart konfiguriert ist, dass er die Drehung des festen Elements (R5) beim Starten der Maschine (1) mittels der Bremse (BK) begrenzt.
  3. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug (V) ferner ein Gehäuse (10) aufweist, das die kombinierte Planetengetriebeeinheit (3) aufnimmt, die erste Planetengetriebeeinheit (5) das Reaktionselement (S5), das Ausgangselement (C5), und das feste Element (R5) aufweist; die zweite Planetengetriebeeinheit (6) das Eingangselement (R6), ein erstes Drehelement (C6), und ein mit dem Reaktionselement (S5) verbundenes zweites Drehelement (S6) aufweist, das feste Element (R5) derart mit dem Gehäuse (10) verbunden ist, dass die Drehung des festen Elements (R5) begrenzt wird, und die Kupplung (CL1) zwischen dem ersten Drehelement (C6) und dem festen Element (R5) angeordnet ist.
  4. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 2, wobei die erste Planetengetriebeeinheit (5) das Reaktionselement (S5), das Ausgangselement (C5), und das feste Element (R5) aufweist, die zweite Planetengetriebeeinheit (6) das Eingangselement (R6), ein erstes Drehelement (C6), und ein mit dem Reaktionselement verbundenes zweites Drehelement (S6) aufweist, und die Kupplung (CL1) zwischen dem ersten Drehelement (C6) und dem Ausgangselement (C5) angeordnet ist.
  5. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 1, wobei die erste Planetengetriebeeinheit (5) das Reaktionselement (S5), das Eingangselement (C5), und ein drittes Element (R5) aufweist, die zweite Planetengetriebeeinheit (6) das feste Element (S6), das Ausgangselement (C6), und ein viertes Drehelement (R6) aufweist, das dritte Drehelement (R5) mit dem festen Element (S6) verbunden ist, und das vierte Drehelement (R6) mit dem Eingangselement (C5) verbunden ist, und die Kupplung (CL1) zwischen dem Eingangselement (C5) und der Maschine (1) angeordnet ist.
  6. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 2 oder 4, wobei der Controller (11) ferner derart konfiguriert ist, dass er: bestimmt, ob eine erwartete Maschinendrehzahl (Ne), die durch Ineingriffbringen der Kupplung (CL0, CL1, CL2) erzielt werden soll, höher ist als ein Schwellenwert (Nth) oder nicht; die Maschine (1) durch ein Drehmoment des ersten Motors (2) startet, während er die Kupplung (CL0, CL1, CL2) in Eingriff bringt und die Drehung des festen Elements (R5) in einem Fall, in dem die erwartete Maschinendrehzahl (Net) höher ist als der Schwellenwert (Nth), anhält; und die Maschine (1), in einem Fall, in dem die erwartete Maschinendrehzahl (Net) niedriger ist als der Schwellenwert (Nth), durch ein Drehmoment des ersten Motors (2) startet, während er eine Drehmomentübertragungskapazität der Bremse (BK) verringert, um ein Drehen des festen Elements (R5) in Gegenlaufrichtung zu einer Drehrichtung des Reaktionselements (S5) zu ermöglichen, und die Kupplung (CL0, CL1, CL2) in Eingriff bringt.
  7. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 6, wobei der Controller (11) ferner derart konfiguriert ist, dass er die erwartete Maschinendrehzahl (Net), in einem Fall, in dem das feste Element (R5) durch Verringern der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse (BK) in Gegenlaufrichtung zu der Drehrichtung des Reaktionselements (S5) drehen kann, durch Erhöhen einer Drehgeschwindigkeit des Reaktionselements (S5) mittels des ersten Motors (2) erhöht.
  8. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 6, wobei der Controller (11) ferner derart konfiguriert ist, dass er, in einem Fall, in dem die erwartete Maschinendrehzahl (Net) durch Verringern der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse (BK) auf einen höheren als einen oberen Grenzwert (Nmax) erhöht wird, zumindest eine von einer Steuerung zum Erhöhen der Drehmomentübertragungskapazität der Bremse (BK) und einer Steuerung zum Begrenzen einer Erhöhung einer Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung (CL0, CL1, CL2) ausführt.
  9. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 8, wobei der Controller (11) ferner derart konfiguriert ist, dass er: die Drehmomentübertragungskapazität der Bremse (BK), in einem Fall, in dem eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Bremse (ΔNBK) gleich ist wie oder größer ist als ein erster zulässiger Wert (α), erhöht; und die Drehmomentübertragungskapazität der Kupplung (CL0, CL1, CL2), in einem Fall, in dem eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Kupplung (ΔNCL) niedriger ist als ein zweiter zulässiger Wert (β), begrenzt.
  10. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug (V) nach Anspruch 9, wobei der Controller (11) ferner derart konfiguriert ist, dass er, in einem Fall, in dem die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Bremse (ΔNBK) gleich ist wie oder größer ist als der erste zulässige Wert (α) und die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Drehelementen der Kupplung (CL0, CL1, CL2) größer ist als der zweite zulässige Wert (β), sowohl die Drehmomentübertragungskapazitäten der Bremse (BK) als auch der Kupplung (CL0, CL1, CL2) einstellt.
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