DE102016122459A1 - Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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DE102016122459A1
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machine
motor
torque
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English (en)
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Shigetsugu Iwata
Atsushi Tabata
Tatsuya Imamura
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W20/30—Control strategies involving selection of transmission gear ratio
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0806—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • 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
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    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • 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
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    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
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Abstract

Es ist ein Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug vorgesehen, um die Häufigkeit des Einrückens und Ausrückens von an einem Schaltvorgang in einen Hybridmodus beteiligten Eingriffsvorrichtungen zu reduzieren. Ein Controller (100, 101, 102) ist so konfiguriert, dass er: bestimmt, ob die Maschine (1) gestartet werden muss oder nicht; einen Betriebsmodus bestimmt, der nach dem Starten der Maschine (1) hergestellt werden soll; zumindest eine von der ersten Eingriffsvorrichtung (CS) oder der zweiten Eingriffsvorrichtung (C0) einrückt, um den bestimmten Betriebsmodus zu erzielen; und die Maschine (1) startet, während er diese eine von der ersten Eingriffsvorrichtung (CS) oder der zweiten Eingriffsvorrichtung (C0) einrückt.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität der am 10. Dezember 2015 beim japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2015-241536 , deren gesamter Inhalt hierin mit Bezugnahme aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Offenlegung
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betreffen die Technik eines Antriebskraftsteuersystems für ein Hybridfahrzeug mit einer Maschine und zumindest zwei Motoren zum Antrieb des Fahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • Die JP 2011-063136 A beschreibt eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug. Gemäß der Lehre der JP 2011-063136 A kann ein Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs ausgewählt werden aus: einem elektrischen Fahrzeugmodus, in dem das Fahrzeug durch einen Motor angetrieben wird, während eine Maschine angehalten wird; einem Reihenmodus, in dem das Fahrzeug durch den Motor angetrieben wird, der durch eine mittels eines von der Maschine angetriebenen Generators erzeugte elektrische Leistung aktiviert wird; und einem Reihen-Parallel-Modus, in dem das Fahrzeug sowohl durch die Maschine als auch den Motor angetrieben wird. Der durch die JP 2011-063136 A gelehrte Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs wird insbesondere durch Betätigen zweier Kupplungen und einer Bremse zwischen den vorgestehend genannten Modi umgeschaltet. Die JP 2012-071699 A beschreibt zudem eine Hybridfahrzeug-Antriebssteuervorrichtung, und ein durch die JP 2012-071699 A gelehrter Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs kann ebenso aus dem elektrischen Fahrzeugmodus, dem Reihenmodus, und dem Reihen-Parallel-Modus ausgewählt werden.
  • Bei den durch die JP 2011-063136 A und die JP 2012-071699 A gelehrten Hybridfahrzeugen wird der Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Öffnungsgrad eines Beschleunigers umgeschaltet. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem der Betriebsmodus des durch die JP 2012-071699 A gelehrten Hybridfahrzeugs von dem elektrischen Fahrzeugmodus in den Hybridmodus, z. B. den Reihenmodus oder den Reihen-Parallel-Modus, umgeschaltet wird, zunächst die Bremse eingerückt, und anschließend wird die Maschine durch den ersten Motor gestartet. Im Anschluss daran wird die Bremse ausgerückt und die erste Kupplung oder die zweite Kupplung wird eingerückt.
  • In einem Fall hingegen, in dem der Betriebsmodus des durch die JP 2012-071699 A gelehrten Hybridfahrzeugs von dem elektrischen Fahrzeugmodus in den Reihen-Parallel-Modus umgeschaltet wird, wird zunächst die erste Kupplung ausgerückt, und anschließend wird die Maschine durch den ersten Motor gestartet, während die zweite Kupplung eingerückt wird. Im Anschluss daran wird die erste Kupplung eingerückt und die zweite Kupplung wird ausgerückt.
  • Somit wird gemäß der Lehre der JP 2011-063136 A und der JP 2012-071699 A die Maschine beim Umschalten in den Betriebsmodus, in dem die Maschine gestartet wird, nach Betätigung irgendeiner der Eingriffsvorrichtungen und anschließendem Betätigen der Kupplungen und der Bremse zum Herstellen des gewünschten Modus gestartet. Durch häufiges Einrücken und Ausrücken dieser Eingriffselemente können jedoch häufig Eingriffsrucks auftreten.
  • KURZFASSUNG
  • Die Aspekte der vorliegenden Offenlegung sind in Anbetracht der vorgehenden technischen Probleme entwickelt worden, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug zu schaffen, das so konfiguriert ist, dass es die Häufigkeit des Einrückens und Ausrückens einer an einem Schaltvorgang in einen Betriebsmodus, in dem die Maschine gestartet wird, beteiligten Kupplung und einer Bremse zu reduzieren.
  • Das Antriebskraftsteuersystem wird auf ein Hybridfahrzeug angewandt, das aufweist: eine Maschine; einen ersten Motor mit einer Erzeugungsfunktion; eine Leistungsverteilungsvorrichtung, die eine Differentialwirkung zwischen einem Eingangselement, auf das ein Drehmoment der Maschine ausgeübt wird, einem Reaktionselement, auf das ein Drehmoment des zweiten Motors ausgeübt wird, und einem Ausgangselement, leistet; ein Ausgangsteil, dem von dem Ausgangselement ein Drehmoment geliefert wird; eine erste Eingriffsvorrichtung, die eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine und dem ersten Motor selektiv ermöglicht; eine zweite Eingriffsvorrichtung, die eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine und dem Ausgangsteil mittels der Leistungsverteilungsvorrichtung selektiv ermöglicht; und einen zweiten Motor, der durch eine von dem ersten Motor erzeugte elektrische Leistung aktiviert wird, um ein Antriebsdrehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs zu erzeugen. Bei dem Hybridfahrzeug kann ein Betriebsmodus zumindest ausgewählt werden aus: einem Reihenmodus, in dem die erste Eingriffsvorrichtung eingerückt ist, der erste Motor durch die Maschine gedreht wird, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, und der zweite Motor durch die von dem ersten Motor erzeugte elektrische Leistung betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben; und einem Reihen-Parallel-Modus, in dem zumindest die zweite Eingriffsvorrichtung eingerückt ist, und das Fahrzeug durch die Maschine und den zweiten Motor angetrieben wird. Um die vorstehend dargelegte Aufgabe zu lösen, ist das Antriebskraftsteuersystem mit einem Controller versehen, der so konfiguriert ist, dass er: die Maschine, die erste Eingriffsvorrichtung und die zweite Eingriffsvorrichtung steuert; bestimmt, ob die Maschine gestartet werden muss oder nicht; den Betriebsmodus bestimmt, der in einem Fall hergestellt werden soll, in dem die Maschine gestartet werden muss; zumindest eine von der ersten Eingriffsvorrichtung und der zweiten Eingriffsvorrichtung einrückt, um den bestimmten Betriebsmodus zu erzielen; und die Maschine startet, während er diese eine von der ersten Eingriffsvorrichtung und der zweiten Eingriffsvorrichtung einrückt.
  • Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Controller so konfiguriert sein, dass er die Maschine startet, während er die erste Eingriffsvorrichtung in einem Fall, in dem der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine in den Reihenmodus umgeschaltet werden soll, einrückt.
  • Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann der Controller so konfiguriert sein, dass er die zweite Eingriffsvorrichtung in einem Fall, in dem der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine in den Reihen-Parallel-Modus umgeschaltet werden soll, einrückt.
  • Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform kann das Antriebskraftsteuersystem ferner eine dritte Eingriffsvorrichtung aufweisen, die eine Drehung einer Ausgangswelle der Maschine selektiv stoppt. Zudem kann der Betriebsmodus ferner aus einem Dual-Motormodus ausgewählt werden kann, in dem das Fahrzeug durch den ersten Motor und den zweiten Motor angetrieben wird, während die dritte Eingriffsvorrichtung eingerückt wird.
  • Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform können die dritte Eingriffsvorrichtung, die zweite Eingriffsvorrichtung, die Leistungsverteilungsvorrichtung, der erste Motor und die erste Eingriffsvorrichtung in dieser Reihenfolge von der Maschinenseite und koaxial mit der Ausgangswelle der Maschine angeordnet sein. Zudem kann der zweite Motor in solcher Weise angeordnet ist, dass sich eine Rotorwelle von diesem parallel zu der Ausgangswelle der Maschine erstreckt.
  • Bei einer nicht beschränkenden Ausführungsform erstreckt sich eine Vorgelegewelle zwischen und parallel zu der Ausgangswelle der Maschine und der Rotorwelle des zweiten Motors. Zudem sind ein diametral größeres Zahnrad, auf das Drehmomente des Ausgangsteils und des zweiten Motors ausgeübt werden, und ein diametral kleineres Zahnrad, das ein Antriebsdrehmoment ausgibt, an der Vorgelegewelle befestigt.
  • Somit wird die Eingriffsvorrichtung, die zum Starten der Maschine eingerückt werden soll, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung basierend auf dem Betriebsmodus, der nach dem Starten der Maschine hergestellt werden soll, ausgewählt. Gemäß der Ausführungsform werden die Eingriffsvorrichtungen daher nach dem Starten der Maschine nicht betätigt. Aus diesem Grund kann die Häufigkeit eines Einrückvorgangs und eines Ausrückvorgangs der Eingriffsvorrichtungen nach dem Starten der Maschine so weit wie möglich reduziert werden, wenn der Betriebsmodus von dem elektrischen Fahrzeugmodus in den Hybridmodus umgeschaltet wird.
  • Beispielsweise wird die Maschine in einem Fall, in dem der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine in den Reihenmodus umgeschaltet werden soll, gestartet, während die erste Eingriffsvorrichtung eingerückt wird. Gemäß der Ausführungsform kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Eingriffsvorrichtung nach dem Starten der Maschine reduziert werden, wenn der Betriebsmodus in den Reihenmodus umgeschaltet wird.
  • Gleichermaßen wird die Maschine, in einem Fall, in dem der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine in den Reihen-Parallel-Modus umgeschaltet werden soll, gestartet, während die zweite Eingriffsvorrichtung eingerückt wird. Gemäß der Ausführungsform kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Eingriffsvorrichtungen nach dem Starten der Maschine reduziert werden, wenn der Betriebsmodus in den Reihen-Parallel-Modus umgeschaltet wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Merkmale, Aspekte und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung sind mit Bezug auf die folgende Beschreibung und die zugehörige Zeichnung, welche die Erfindung in keiner Weise beschränken sollen, besser verständlich.
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform einer beim Umschalten des Betriebsmodus in den Hybridmodus ausgeführten Routine zeigt;
  • 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel des Fahrzeugs zeigt, auf das das Steuersystem gemäß der vorliegenden Anmeldung angewandt wird;
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das das Steuersystem schematisch zeigt;
  • 4 ist eine Tabelle, die Eingriffszustände der Kupplungen und der Breme in jedem Betriebsmodus zeigt;
  • 5a, 5b, 5c, 5d, 5e und 5f zeigen nomographische Diagramme, die den Zustand der in 2 gezeigten Leistungsverteilungsvorrichtung in jedem Betriebszustand anzeigen;
  • 6 ist ein Kennfeld, das eine Grenze zwischen dem Reihenmodus und dem Reihen-Parallel-Modus basierend auf einem Ausgangswellendrehmoment und einer Fahrzeuggeschwindigkeit definiert;
  • 7 ist ein Kennfeld, das eine Grenze zwischen dem Maschinenstartbereich und dem Maschinenstoppbereich basierend auf einem Öffnungsgrad eines Beschleunigers und einer Fahrzeuggeschwindigkeit definiert;
  • 8 ist ein Zeitdiagramm, das zeitliche Veränderungen der Zustände des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Trennmodus in den Reihenmodus zeigt;
  • 9 ist ein Zeitdiagramm, das zeitliche Veränderungen des Zustands des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Verbindungsmodus in den Reihenmodus zeigt;
  • 10 ist ein Zeitdiagramm, das zeitliche Veränderungen des Zustands des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Dual-Motormodus in den Reihenmodus zeigt;
  • 11 ist ein Zeitdiagramm, das zeitliche Veränderungen des Zustands des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Trennmodus in den Reihen-Parallel-Modus zeigt;
  • 12 ist ein Zeitdiagramm, das zeitliche Veränderungen des Zustands des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Verbindungsmodus in den Reihen-Parallel-Modus zeigt;
  • 13 ist ein Zeitdiagramm, das zeitliche Veränderungen des Zustands des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Dual- in den Reihen-Parallel-Modus zeigt;
  • 14 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel des Fahrzeugs zeigt, auf das das Steuersystem gemäß der vorliegenden Anmeldung angewandt wird; und
  • 15a, 15b, 15c, 15d, und 15e zeigen nomographische Diagramme, die den Zustand der in 11 gezeigten Leistungsverteilungsvorrichtung in jedem Betriebszustand anzeigen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung werden nachstehend mit Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben. In Bezug auf 2 ist ein Beispiel des frontangetriebenen Frontmotor-Hybridfahrzeugs gezeigt, auf das das Steuersystem gemäß der vorliegenden Anmeldung angewandt wird. Das in 2 gezeigte Fahrzeug hat zwei Motoren und eine Brennkraftmaschine (nachstehend vereinfachte als „Maschine” bezeichnet) zum Antrieb des Fahrzeugs, und in dem Fahrzeug sind eine Mehrzahl von Getriebewellen parallel zueinander angeordnet. Es kann beispielsweise ein Permanentmagnet-Synchronmotor mit einer Erzeugungsfunktion als Motor verwendet werden, und eine benzingetriebene Maschine, eine LPG-getriebene Maschine oder eine Dieselmaschine kann als die Maschine verwendet werden. In diesem Fall ist zu beachten, dass 1 lediglich Zusammenhänge zwischen Komponenten zeigt, und tatsächliche Positionen und Lage der Komponenten nicht auf jene, die in 2 gezeigt sind, beschränkt sein sollen.
  • Bei dem in 2 gezeigten Fahrzeug sind eine Leistungsverteilungsvorrichtung 3 und ein erster Motor (in 1 als „MG1” bezeichnet) 4 koaxial mit einer Ausgangswelle (d. h., einer Kurbelwelle) 2 einer Maschine (in 2 als „ENG” bezeichnet) 1 angeordnet. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 3 ist insbesondere eine Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit, die so ausgelegt ist, dass sie eine Differentialwirkung erzielt, wobei sie ein Sonnenrad 5 als Reaktionselement aufweist, ein Hohlrad 6 als Ausgangselement, das konzentrisch zu dem Sonnenrad 5 angeordnet ist, und einen Träger 7 als Eingangselement, das die Planetenräder trägt, und zwischen dem Sonnenrad 5 und dem Hohlrad 6 drehbar zwischengeordnet ist.
  • Eine sich entlang einer Drehmittelachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 erstreckende Eingangswelle 8 ist mit der Ausgangswelle 2 verbunden, und eine Eingangskupplung C0 ist als eine zweite Eingriffsvorrichtung angeordnet, um den Antriebsrädern 23 selektiv ein Drehmoment der Maschine 1 zuzuführen. Eine Drehung der mit der Eingangswelle 8 verbundenen Ausgangswelle 2 wird durch eine Bremse B0 selektiv gestoppt.
  • Somit ist der erste Motor 4 an einer gegenüberliegenden Seite der Maschine 1 gegenüber der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 angeordnet, und eine erste Rotorwelle 10 ist als Hohlwelle integral mit einem ersten Rotor 9 des ersten Motors 4 mit dem Sonnenrad 5 verbunden. Eine Zwischenwelle 11, die die erste Rotorwelle 10 durchdringt, während sie relativ zu der ersten Rotorwelle 10 drehbar ist, ist mit der Eingangswelle 8 verbunden, um sich integral mit dieser zu drehen. Die Zwischenwelle 11 wird durch eine Reihenkupplung CS als erste Eingriffsvorrichtung selektiv mit der ersten Rotorwelle 10 verbunden, um der ersten Rotorwelle 10 selektiv ein Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 zu liefern.
  • Das Hohlrad 6 der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 ist mit einem Ausgangszahnrad 12 als Ausgangsteil verbunden, um integral mit diesem zu drehen, und das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 dem Ausgangszahnrad 12 mittels der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 durch Einrücken der Eingangskupplung C0 während des Einstellens eines Reaktionsdrehmoments durch den ersten Motor 4 zu liefern. Somit wird solche eine Drehmomentübertragung von der Maschine 1 zu dem Ausgangszahnrad 12 mittels der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 selektiv durch Betätigen der Eingangskupplung C0 erreicht.
  • Eine Vorgelegewelle 13 erstreckt sich parallel zu der Ausgangswelle 2 der Maschine 1, der Eingangswelle 8 und der Zwischenwelle 11. Ein angetriebenes Zahnrad 14 ist als diametral größeres Zahnrad an einem Ende der Vorgelegewelle 13 angebracht, um mit dem Ausgangszahnrad 12 zu kämmen, und ein erstes Antriebszahnrad 15 ist als ein diametral kleineres Zahnrad an dem anderen Ende der Vorgelegewelle 13 angebracht.
  • Ein zweiter Motor (in 2 als „MG2” bezeichnet) 16, der ebenfalls eine Erzeugungsfunktion aufweist, ist parallel zu der Vorgelegewelle 13 angeordnet. Ein zweites Antriebszahnrad 19 ist an einer zweiten Rotorwelle 18 integral mit einem zweiten Rotor 17 des zweiten Motors 16 angebracht, um mit dem Antriebszahnrad 14 zu kämmen. Der zweite Motor 16 ist ebenfalls ein Permanentmagnet-Synchronmotor mit Erzeugungsfunktion, und ein Ausgansdrehmoment des zweiten Motors 16 wird mit einem von dem Ausgangszahnrad 12 gelieferten Drehmoment addiert.
  • Eine Differentialgetriebeeinheit 20 ist als Enduntersetzung parallel zu der Vorgelegewelle 13 und dem zweiten Motor 16 angeordnet, und ein Hohlrad 21 der Differentialgetriebeeinheit 20 kämmt mit dem an der Vorlegewelle 13 angeordneten Antriebszahnrad 15. Die Leistungen der Maschine 1 und der Motoren 4 und 16 werden mittels der Antriebswelle 22 auf die Antriebsräder 23 verteilt.
  • Somit sind die Bremse B0, die Eingangskupplung C0, die Leistungsverteilungsvorrichtung 3, der erste Motor 4 und die Reihenkupplung CS bei dem in 2 gezeigten Fahrzeug an der Ausgangswelle 2 der Maschine 1 angeordnet, und der zweite Motor 16 ist so angeordnet, dass sich die zweite Rotorwelle 18 parallel zu der Ausgangswelle 2 der Maschine 1 erstreckt. Die Drehmomente des Ausgangszahnrad 12 und des zweiten Motors werden an dem Antriebszahnrad 14, das an der Vorgelegewelle 13 angeordnet ist, synthetisiert, und mittels der Differentialgetriebeeinheit 20 und der Antriebswellen 22 weiter zu den Antriebsrädern 23 geliefert.
  • Der erste Motor 4 und der zweite Motor 16 sind elektrisch mit einer Leistungsquelle, einschließlich einem Akku, einem Kondensator und einem Wechselrichter (die jeweils nicht gezeigt sind) verbunden. Der erste Motor 4 und der zweite Motor 16 werden durch Steuern einer von der Leistungsquelle zugeführten Spannung selektiv als ein Motor und ein Generator betrieben, und der zweite Motor 16 kann durch eine von dem ersten Motor 4 erzeugte elektrische Leistung als ein Motor betrieben werden.
  • Ein Betriebsmodus des Fahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann aus einem elektrischen Fahrzeugmodus (nachstehend als „EV-Modus” abgekürzt) und einem Hybridmodus (nachstehend als „HV-Modus” abgekürzt) ausgewählt werden, und der HV-Modus kann aus einem Reihenmodus und einem Reihen-Parallel-Modus ausgewählt werden. Um den Betriebsmodus zu wählen, und die Maschine 1, die Eingangskupplung C0, die Reihenkupplung CS usw. elektrisch zu steuern, ist das Fahrzeug mit einer Hybridsteuereinheit (nachstehend als „HV-ECU” bezeichnet) 100 als Controller versehen. In Bezug auf 3 ist ein Steuersystem des Fahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform detaillierter gezeigt. Die HV-ECU 100 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, der so konfiguriert ist, dass er eine Berechnung basierend auf Daten von Vorfällen, gespeicherten Daten und gespeicherten Programmen ausführt, und ein Berechnungsergebnis in Form eines Befehlssignals überträgt. Zu diesem Zweck empfängt die HV-ECU 100 Erfassungssignale einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Öffnungsgrads eines Beschleunigers (oder einer benötigten Antriebskraft), einer Drehzahl des ersten Motors 4, einer Drehzahl des zweiten Motors 16, einer Drehzahl einer Ausgansgwelle (d. h. einer Drehzahl des Ausgangszahnrads 12 oder der Vorgelegewelle 13), eines Ladezustands (nachstehend als „SOC” abgekürzt) der Speichervorrichtung, einer Temperatur des Maschinenwassers etc. Die von der HV-ECU 100 berechneten Drehmomentbefehle für den ersten Motor 4 und den zweiten Motor 16 werden einer nachstehend genannten Steuereinheit (nachstehend als „MG-ECU” bezeichnet) 101 gesendet, die ebenfalls eine elektronische Steuereinheit ist, und ein von der HV-ECU 100 für die Maschine 1 berechneter Drehmomentbefehl wird einer nachstehend genannten Maschinensteuereinheit (nachstehend als „EG-ECU” bezeichnet) 102 gesendet, die ebenfalls eine elektronische Steuereinheit ist. Der auf die Eingangskupplung C0, die Reihenkupplung CS und die Bremse B0 ausgeübte Hydraulikdruck wird durch Steuern des Versorgungsstroms zu nicht gezeigten Magnetventilen zum Steuern des Öls, das diesen Eingriffsvorrichtungen basierend auf den von der HV-ECU 100 berechneten Hydraulikbefehlen PbCS, PbC0, und PbB0 geliefert wird, gesteuert.
  • Die MG-ECU 101 und die EG-ECU 102 sind ebenfalls so konfiguriert, dass sie eine Berechnung basierend auf Daten von Vorfällen, gespeicherten Daten und gespeicherten Programmen ausführen, und ein Berechnungsergebnis in Form eines Befehlssignals übertragen. Die MG-ECU 101 ist insbesondere so konfiguriert, dass sie den Versorgungsstrom für den ersten Motor 4 und den zweiten Motor 16 basierend auf von der HV-ECU 100 übertragenen Drehmomentbefehlen berechnet, und die Strombefehlssignale zu der Leistungsquelle 24 überträgt. Die EG-ECU 102 ist so konfiguriert, dass sie ein Solldrehmoment der Maschine 1 berechnet, und Befehlssignale zu einem elektronischen Drosselventil und einem Kraftstoffinjektor überträgt, um einen Öffnungsgrads des Drosselventils und eine Kraftstoffeinspritzung zu steuern.
  • Die Eingriffszustände der Kupplungen C0 und CS und der Bremse B0 in jedem Betriebsmodus sind in 4 gezeigt. In 4 stellt „O” einen Eingriff der Eingriffsvorrichtung dar. In dem EV-Modus wird das Fahrzeug durch eine elektrische Leistung der Speichervorrichtung angetrieben, und der EV-Modus kann zwischen einem Einzelmotor-Modus ausgewählt werden, in dem das Fahrzeug zumindest durch den zweiten Motor 16 angetrieben wird, und einem Dual-Motor-Modus, in dem das Fahrzeug sowohl von dem ersten Motor 4 als auch dem zweiten Motor 16 angetrieben wird. Ferner kann der Einzelmotor-Modus zwischen einem Trennmodus ausgewählt werden, in dem der erste Motor 4 von dem Antriebsstrang getrennt wird, um nicht gedreht zu werden, und einem Verbindungsmodus, in dem der erste Motor 4 mit dem zweiten Motor 16 und den Antriebsrädern 23 verbunden wird, um passiv gedreht zu werden.
  • In dem Trennmodus werden die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 ausgerückt und die Kupplung CS wird je nach Bedarf ausgerückt, während der zweite Motor 16 durch die elektrische Leistung der Speichervorrichtung aktiviert wird, so dass der Differentialeinheit 20 mittels der Vorgelegewelle 13 ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 geliefert wird. In dieser Situation ist der Träger 7, obwohl das Ausgangszahnrad 12 durch eine Drehung des angetriebenen Zahnrads 14 gedreht wird, frei drehbar und somit wird verhindert, dass sich die Maschine 1 und der erste Motor 4 drehen. Dennoch kann solche eine Drehung des ersten Motors 4, wenn sich eine Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 4 ändert, durch die HV-ECU 100 gestoppt werden, indem der erste Motor 4 aktiviert wird oder ein Rastmoment verwendet wird.
  • In dem Verbindungsmodus wird hingegen nur die Eingangskupplung C0 eingerückt, während der zweite Motor 16 durch die elektrische Leistung der Speichervorrichtung aktiviert wird. In dieser Situation ist der Träger 7 mit der Eingangswelle 8 verbunden, um eine Drehung zu verhindern, so dass das Sonnenrad 5 zusammen mit der ersten Rotorwelle 10 und dem damit verbundenen ersten Rotor 9 in die entgegengesetzte Richtung (d. h., in die Gegenlaufrichtung) gedreht wird. In dem Verbindungsmodus kann eine von dem zweiten Motor 16 während der Verzögerung erzeugte elektrische Energie in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Zudem kann während der Verzögerung in dem Verbindungsmodus durch Einrücken der Eingangskupplung 0 zum Verbinden der Maschine 1 mit den Antriebsrädern 23 eine Maschinenbremskraft eingestellt werden, während eine Drehzahl der Maschine 1 durch den ersten Motor 4 erhöht wird.
  • Ein Zustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 während des Vorwärtsantriebs in dem Verbindungsmodus wird in einem in 5a gezeigten nomographischen Diagramm angezeigt, und ein Zustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 während des Rückwärtsantriebs in dem Verbindungsmodus wird in einem in 5b gezeigten nomographischen Diagramm angezeigt. In den 5a, 5b, 5c, 5d, 5e und 5f stellt „AN” und „AUS” jeweils ein Einrücken und ein Ausrücken des Eingriffselements dar, und der Pfeil zeigt eine Richtung des Drehmoments an.
  • Der Dual-Motor-Modus wird durch Einrücken der Eingangskupplung C0 und der Bremse B0 hergestellt. In dem Dual-Motor-Modus werden sowohl der erste Motor 4 als auch der zweite Motor 16 durch die von der Speichervorrichtung zugeführte elektrische Leistung aktiviert, um das Fahrzeug anzutreiben. In diesem Fall wird der Träger 7 der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 gestoppt und das Hohlrad 6 sowie das Ausgangszahnrad 12 werden daher in Vorwärtsrichtung gedreht, und das Fahrzeug durch Drehen des ersten Motors 4 in Gegenlaufrichtung in Vorwärtsrichtung anzutreiben. Demzufolge wird der Differentialgetriebeeinheit 20 mittels der Vorgelegewelle 13 von dem Ausgangszahnrad 12 ein Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 geliefert. In dieser Situation wird, wenn der zweite Motor 16 in Vorwärtsrichtung gedreht wird, ein Ausgangsdrehmoment von diesem mit dem von dem Ausgangszahnrad 12 gelieferten Drehmoment an der Vorgelegewelle 13 addiert, so dass der Differentialgetriebeeinheit 20 ein Gesamtdrehmoment des ersten Motors 4 und des zweiten Motors 16 geliefert wird. Hier kann das Fahrzeug in dem EV-Modus durch Drehen des zweiten Motors 16 in Gegenlaufrichtung rückwärts angetrieben werden, und ein Betriebszustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 nicht in eine Vorwärtsstufe und in eine Rückwärtsstufe geändert. In einem Fall, in dem das Fahrzeug in dem Dual-Motor-Modus rückwärts angetrieben wird, wird auch der erste Motor 4 in Gegenlaufrichtung gedreht.
  • In dem HV-Modus wird der Reihenmodus durch Einrücken von einzig der Reihenkupplung CS hergestellt. Die 5c und 5d zeigen einen Betriebszustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 in der Situation, in der das Fahrzeug in dem Reihenmodus in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. In dem Reihenmodus wird dem ersten Motor 4 mittels der Reihenkupplung CS ein Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 geliefert, so dass der erste Motor 4 als ein Generator betrieben wird. In diesem Fall kann sich der Träger 7 der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 frei drehen, und dementsprechend wird dem Ausgangszahnrad 12 kein Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 geliefert. Dem zweiten Motor 16 wird eine von dem ersten Motor 4 erzeugte elektrische Leistung zugeführt, um den zweiten Motor 16 als einen Motor zu betreiben, und der Differentialgetriebeeinheit 20 wird zum Antrieb des Fahrzeugs mittels der Vorgelegewelle 13 ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 geliefert. In dieser Situation wird das Hohlrad 6, wie in 5c angezeigt ist, entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung gedreht, und das Sonnenrad 5 wird mit der gleichen Drehzahl gedreht wie die Maschine 1. Demzufolge läuft der Träger 7 bei einer durch die Drehgeschwindigkeiten des Hohlrads 6 und des Sonnenrads 5 und einem Übersetzungsverhältnis der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 (d. h., einem Verhältnis zwischen der Anzahl der Zähne des Sonnenrads 5 und der Anzahl der Zähne des Hohlrads 6) geregelten Drehzahl leer. In dem Reihenmodus kann eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch Umschalten einer Drehrichtung des zweiten Motors 16 zwischen der Vorwärtsrichtung und der Rückwärtsrichtung umgeschaltet werden. Wie in 5d angezeigt ist, wird das Fahrzeug insbesondere durch Verringern der Drehzahl der Maschine 1 bei Drehen des zweiten Motors 16 in Gegenlaufrichtung angetrieben.
  • In dem Reihen-Parallel-Modus wird das Fahrzeug durch die Maschine 1, den ersten Motor 4 und den zweiten Motor 16 angetrieben. In einem Fall, in dem das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, kann der Reihen-Parallel-Modus zwischen einem variablen Modus geschaltet, in dem ein Verhältniseiner Maschinendrehzahl zu einer Ausgangswellendrehzahl (z. B. einer Drehzahl des Ausgangszahnrads 12) kontinuierlich variiert werden kann, und einem festen Modus, in dem die Leistungsverteilungsvorrichtung 3 integral gedreht wird.
  • Während des Vorwärtsantriebs in dem Reihen-Parallel-Modus wird der variable Modus insbesondere durch Einrücken von nur der Eingangskupplung C0 hergestellt. 5e zeigt einen Betriebszustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 in dem variablen Modus. In diesem Fall wird dem Träger 7 der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 mittels der Eingangskupplung C0 ein Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 geliefert, so dass der Träger 7 in Vorwärtsrichtung gedreht wird. In dieser Situation wird der erste Motor 4 als ein Generator betrieben und dementsprechend wird ein negatives Drehmoment auf das Sonnenrad 5 ausgeübt. Demzufolge werden das Hohlrad 6 und das damit integrale Ausgangszahnrad 12 in Vorwärtsrichtung gedreht. Dem zweiten Motor 16 wird eine von dem ersten Motor 4 erzeugte elektrische Leistung zugeführt, um den zweiten Motor 16 als einen Motor zu betreiben, und ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 wird an der Vorgelegewelle 13 mit dem von dem Ausgangszahnrad 12 gelieferten Drehmoment addiert. Daher wird eine Leistung der Maschine 1 in dem variablen Modus teilweise von dem Ausgangszahnrad 12 mittels der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 zu der Differentialgetriebeeinheit 20 geliefert, und die verbleibende Leistung der Maschine 1 wird in eine elektrische Leistung zum Aktivieren des zweiten Motors 16 umgewandelt und anschließend durch den zweiten Motor 16 in einen Antriebsdrehmoment umgewandelt, um der Differentialgetriebeeinheit 20 zugeführt zu werden. In dem variablen Modus kann eine Drehzahl der Maschine 1 durch Steuern einer Drehzahl des ersten Motors 4 mit optimaler Kraftstoffeffizienz gesteuert werden. In einem Fall, in dem das Fahrzeug in dem Reihen-Parallel-Modus in Rückwärtsrichtung angetrieben wird, wird nur die Eingangskupplung C0 eingerückt. In diesem Fall wird der erste Motor 4 durch die Leistung der Maschine 1 in Vorwärtsrichtung gedreht, um als ein Generator zu dienen, und der zweite Motor 16 wird in Rückwärtsrichtung gedreht, um als ein Motor zu dienen.
  • Während des Vorwärtsantriebs in dem Reihen-Parallel-Modus wird der feste Modus durch Einrücken der Eingangskupplung C0 und der Reihenkupplung CS hergestellt. 5f zeigt einen Betriebszustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 in dem festen Modus. Da die Eingangskupplung C0 und die Reihenkupplung CS eingerückt werden, wird der Träger 7 in diesem Fall mit dem Sonnenrad 5 verbunden, so dass die Leistungsverteilungsvorrichtung 3 integral gedreht wird. Demzufolge wird dem Ausgangszahnrad 12 ein Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 geliefert, ohne dass dieses verstärkt oder verringert wird. In dieser Situation wird der erste Motor 4 mittels der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 mit der Maschine 1 verbunden, und somit kann ein Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4, der durch die von der Speichervorrichtung zugeführte elektrische Leistung als Motor angetrieben wird, mit dem Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 addiert werden. In gleicher Weise kann ein Ausgangsdrehmoment des durch die von der Speichervorrichtung zugeführte elektrische Leistung des als Motor angetriebenen zweiten Motors 16 mit dem Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 addiert werden.
  • In dem EV-Modus und dem Reihenmodus wird ein maximales Antriebsdrehmoment durch die Kapazitäten des ersten Motors 4 und des zweiten Motors 16 geregelt. In dem Reihenmodus wird das maximale Antriebsdrehmoment beispielsweise auf das maximale Drehmoment des zweiten Motors 16 beschränkt, und das maximale Antriebsdrehmoment wird, wie in 6 gezeigt ist, entsprechend einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit auf ein bestimmtes Niveau erhöht worden ist, verringert. Gemäß dem bevorzugten Beispiel wird der HV-Modus daher mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld, das die Betriebsbereiche dieser Modi basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Ausgangswellendrehmoment (oder einem benötigten Drehmoment) definiert, zwischen dem Reihenmodus und dem Reihen-Parallel-Modus umgeschaltet
  • In dem HV-Modus kann der Reihenmodus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist und das benötigte Drehmoment gering ist, in den Reihenmodus umgeschaltet werden, um Kraftstoff zu sparen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hingegen hoch ist und das benötigte Drehmoment groß ist, kann der Reihen-Parallel-Modus gewählt werden, um die Fahrleistung zu verbessern. Der Reihen-Parallel-Modus wird beispielsweise gewählt, wenn der sportliche Modus gewählt wird, um die Maschinendrehzahl auf der höheren Drehzahl zu halten und eine Maschinenbremskraft zur Verzögerung des Fahrzeugs herzustellen.
  • Die Maschine 1 kann in Abhängigkeit von einem Öffnungsgrad eines Beschleunigers und einer Fahrzeuggeschwindigkeit mit Bezug auf ein in 7 gezeigte Kennfeld angehalten werden. Die Maschine 1 wird insbesondere dann gestartet, wenn ein Betriebspunkt des Fahrzeugs, der basierend auf einem Öffnungsgrad eines Beschleunigers und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, in den Maschinenstartbereich eintritt, und die Maschine 1 wird angehalten, wenn der Betriebspunkt in den Maschinenhaltbereich eintritt. In einem Fall in dem die Maschine 1 mit Bezug auf das in 7 gezeigte Kennfeld gestartet wird, wird der Betriebsmodus mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld bestimmt.
  • In Bezug auf 1 ist ein Beispiel einer von der HV-ECU 100 beim Starten der Maschine 1 in dem EV-Modus ausgeführte Routine gezeigt.
  • Bei Schritt S1 wird bestimmt, ob die Maschine 1 während des Antriebs in dem EV-Modus gestartet werden muss oder nicht. Das heißt, eine Übermittelung einer Maschinenstartanforderung wird bei Schritt S1 bestimmt. Eine solche Bestimmung bei Schritt S1 wird insbesondere basierend auf einer von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit, einem von einem Öffnungssensor erfassten Öffnungsgrad des Beschleunigers, einem SOC-Niveau der Speichervorrichtung etc. gemacht. Wenn ein Starten der Maschine 1 nicht notwendig ist, so dass die Antwort bei Schritt S1 NEIN lautet, wird die Routine zurückgeführt, ohne dass eine bestimmte Steuerung ausgeführt wird.
  • Wenn hingegen ein Starten der Maschine 1 während des Antriebs in dem EV-Modus notwendig ist, so dass die Antwort bei Schritt S1 JA lautet, geht die Routine zu Schritt S2 über, um zu bestimmen, ob der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine 1 in den Reihenmodus umgeschaltet werden soll oder nicht. Wie beschrieben worden ist, wird eine solche Bestimmung bei Schritt S2 basierend auf einem derzeit benötigten Drehmoment und einer derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld gemacht.
  • Wenn der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine 1 in den Reihenmodus umgeschaltet werden soll, so dass die Antwort bei Schritt S2 JA lautet, geht die Routine zu Schritt S3 über, um die Maschine 1 nach dem Einrücken der Reihenkupplung CS eingerückt wird, während die Bremse B0 und die Eingangskupplung C0 ausgerückt werden, wenn die Bremse B0 und die Eingangskupplung C0 in dem derzeitigen EV-Modus eingerückt sind. In dieser Situation wird ein Start der Maschine 1 insbesondere durch Drehen der Kurbelwelle 2 der Maschine 1 durch ein mittels der eingerückten Reihenkupplung CS geliefertes Drehmoment des ersten Motors 4 ausgeführt. Hier kann der Reihenmodus, wenn der derzeitige Modus in dem Trennmodus des EV-Modus ist und die Reihenkupplung CS eingerückt ist, einzig durch Starten der Maschine 1 ohne Ändern der Eingriffszustände der Eingangskupplung C0, der Reihenkupplung CS und der Bremse B0 gestartet werden.
  • Wenn der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine 1 hingegen nicht in den Reihenmodus umgeschaltet werden soll, so dass die Antwort bei Schritt S2 NEIN lautet, geht die Routine zu Schritt S4 über, um die Maschine 1 zu starten, während die Eingangskupplung C0 eingerückt bleibt, wenn die Eingangskupplung C0 eingerückt ist, um den derzeitigen EV-Modus herzustellen, oder um die Maschine 1 nach dem Einrücken der Eingangskupplung C0 zu starten, wenn die Eingangskupplung C0 ausgerückt, um den derzeitigen EV-Modus herzustellen. In diesem Fall ist die Bremse B0 vor dem Starten der Maschine 1 ebenfalls ausgerückt, wenn die Bremse B0 eingerückt wird, um den derzeitigen EV-Modus herzustellen. Zudem kann die Reihenkupplung CS nach dem Starten der Maschine 1 je nach Bedarf eingerückt werden. In diesem Fall wird das Drehmoment des ersten Motors 4 der Kurbelwelle 2 geliefert, um die Maschine 1 mittels der eingerückten Eingangskupplung C0 zu starten.
  • Daher wird die Maschine 1, wenn der Betriebsmodus von dem EV-Modus in den HV-Modus umgeschaltet wird, nach Einrücken der Reihenkupplung CS oder der Eingangskupplung C0 in Abhängigkeit von einer Art des HV-Modus gestartet. Das heißt, die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 werden nach dem Start der Maschine 1 nicht eingerückt und ausgerückt, und die Reihenkupplung CS wird nach dem Start der Maschine 1 nur dann eingerückt, wenn in den festen Modus umgeschaltet wird. Gemäß der Ausführungsform kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Kupplungen und der Bremse nach dem Starten der Maschine 1 so weit wie möglich verringert werden, wenn der Betriebsmodus von dem EV-Modus in den HV-Modus umgeschaltet wird. Zudem können die hydraulischen Steuerungen für die Kupplungen und die Bremse vereinfacht werden, da der Einrückvorgang und der Ausrückvorgang der Kupplungen und der Bremse vor dem Starten der Maschine 1 ausgeführt werden. Ferner ist es nicht notwendig, eine Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 4 vor dem Anlassen der Maschine 1 zu steuern.
  • In den 8 bis 13 sind die zeitlichen Veränderungen der Zustände des Fahrzeugs während der Ausführung der in 1 gezeigten Routine gezeigt. 8 zeigt insbesondere die zeitlichen Veränderungen der Ausgangsdrehmomente der Maschine 1 und der Motoren 4 und 16, und die zeitlichen Veränderungen des auf die Kupplungen C0 und CS und die Bremse B0 während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Trennmodus des EV-Modus in den Reihenmodus des HV-Modus ausgeübten Hydraulikdrucks.
  • Bei Punkt t0 wird das Fahrzeug in dem Trennmodus angetrieben. In dieser Situation sind alle von der Reihenkupplung CS, der Eingangskupplung C0 und der Bremse B0 ausgerückt, und das Fahrzeug wird durch den zweiten Motor 16 angetrieben, während die Maschine 1 und der erste Motor 4 angehalten werden.
  • Bei Punkt t1 wird ein Beschleunigerpedal von einem Fahrer niedergedrückt, um einen Öffnungsgrad des Beschleunigers zu vergrößern, so dass ein Ausgangsdrehmoment und eine Drehzahl des zweiten Motors 16 ab dem Punkt t1 erhöht werden. Demzufolge wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit ab dem Punkt t1 erhöht. Anschließend tritt der vorstehend beschriebene Betriebspunkt des Fahrzeugs, der basierend auf dem Öffnungsgrad des Beschleunigers und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, bei Punkt t2 in den Maschinenstartbereiche des in 7 gezeigten Kennfelds ein. Das heißt, bei Punkt t2 wird eine Bestimmung zum Starten der Maschine 1 gemacht. Bei Punkt t2 wird eine Bestimmung des Betriebsmodus auch mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld gemacht. In diesem Fall wird eine Bestimmung zum Umschalten des Betriebsmodus in den Reihenmodus ebenfalls bei Punkt t2 gemacht. Bei Punkt t2 wird daher ein auf die Reihenkupplung CS ausgeübter Hydraulikdruck erhöht, um die Reihenkupplung CS einzurücken.
  • Anschließend wird der Öffnungsgrad des Beschleunigers bei Punkt t3 auf einem konstanten Grad gehalten, so dass das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 ab Punkt t3 konstant bleibt. Die Reihenkupplung CS wird bei Punkt t4 vollständig eingerückt, so dass der erste Motor 4 mittels der Reihenkupplung CS mit der Maschine 1 verbunden wird. In dieser Situation erzeugt der erste Motor 4 ein Vorwärtsdrehmoment, um die Kurbelwelle 2 der Maschine 1 zu drehen, wodurch die Maschine 1 gestartet wird. Demzufolge erhöht sich eine Drehgeschwindigkeit der Maschine 1 mit einer Erhöhung einer Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 4.
  • Wenn die Drehgeschwindigkeit der Maschine 1 bei Punkt t5 eine selbsttragende Drehzahl erreicht, wird die Maschine 1 gezündet. Demzufolge beginnt die Maschine 1, ein Drehmoment zu erzeugen und das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 verringert sich daher ab Punkt t5. Das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 wird insbesondere allmählich verringert und schließlich in ein Gegendrehmoment umgekehrt. In dieser Situation werden die Drehgeschwindigkeiten der ersten Maschine 1 und des ersten Motors 4 auf konstanten Drehzahl gehalten, da das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 erhöht wird, während das Vorwärtsdrehmoment des ersten Motors 4 verringert wird.
  • Anschließend wird die Maschine 1 bei Punkt t6 in einen selbsttragenden Zustand versetzt, das heißt, bei Punkt t6 wird eine vollständige Verbrennung in der Maschine 1 erreicht. Demzufolge wird der Schaltvorgang in den Reihenmodus abgeschlossen, so dass das Fahrzeug durch das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 angetrieben wird, während durch Drehen des ersten Motors 4 in Gegenlaufrichtung durch das Ausgangsdrehmoment der ersten Maschine 1 Strom erzeugt wird. Daher wird die Maschinendrehzahl ab Punkt t1, an dem das Beschleunigerpedal niedergedrückt wird, bis zu Punkt t6, an dem der Betriebsmodus in den Reihenmodus umgeschaltet wird, mit einer vorbestimmten Rate erhöht, und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird entsprechend des Öffnungsgrads des Beschleuniger nach Punkt t6 in Richtung der gewünschten Drehzahl erhöht.
  • Das in 8 gezeigte Zeitdiagramm zeigt die zeitlichen Veränderungen der Fahrzeugzustände in dem Fall an, in dem die Reihenkupplung CS vor dem Umschalten in den Reihenmodus in dem Trennmodus ausgerückt war. Wenn die Reihenkupplung CS in dem Trennmodus jedoch eingerückt war, kann der Betriebsmodus einzig durch Starten der Maschine 1, ohne Einrücken und Ausrücken der Eingangskupplung C0, der Reihenkupplung CS und der Bremse B0 in den Reihenmodus umgeschaltet werden.
  • Daher wird die Reihenkupplung CS in dem Fall, in dem der Betriebsmodus von dem Trennmodus in den Reihenmodus umgeschaltet wird, vor dem Starten der Maschine 1 eingerückt, wenn diese ausgerückt ist, und die Eingangskupplung C0 sowie die Bremse B0 werden nach dem Start der Maschine 1 nicht eingerückt oder ausgerückt. In diesem Fall kann die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Kupplungen und der Bremse nach dem Starten der Maschine 1 daher verringert werden.
  • 9 zeigt die zeitlichen Veränderungen der Zustände des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Verbindungsmodus des EV-Modus in den Reihenmodus des HV-Modus durch die in 1 gezeigten Verfahren.
  • Bei Punkt t10 wird das Fahrzeug in dem Verbindungsmodus angetrieben. In dieser Situation wird die Eingangskupplung C0 eingerückt, die Reihenkupplung CS und die Bremse B0 werden ausgerückt, und das Fahrzeug wird durch den zweiten Motor 16 angetrieben, während die Maschine 1 angehalten ist. Da die Eingangskupplung C0 eingerückt ist, dient der Träger 7 als ein Reaktionselement, so dass der erste Motor 4, der kein Drehmoment erzeugt, durch eine Drehung des Hohlrads 6, das durch ein Drehmoment des zweiten Motors 16 gedreht wird, in Gegenlaufrichtung gedreht wird.
  • Bei Punkt t11 wird das Beschleunigerpedal von dem Fahrer niedergedrückt, um einen Öffnungsgrad des Beschleunigers zu vergrößern, so dass ein Ausgangsdrehmoment und eine Drehzahl des zweiten Motors 16 ab Punkt t11 erhöht werden. In dieser Situation wird eine Drehzahl der Gegendrehung des ersten Motors 4 mit einer Erhöhung der Drehzahl des zweiten Motors 16 erhöht. Anschließend wird der vorstehend beschriebene Betriebspunkt des Fahrzeugs bei Punkt t12 in den Maschinenstartbereich des in 7 gezeigten Kennfelds ein, und somit wird bei Punkt t12 eine Bestimmung zum Starten der Maschine 1 gemacht. Bei Punkt t12 wird eine Bestimmung zum Umschalten in den Reihenmodus auch mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld gemacht.
  • In diesem Fall wird der Betriebsmodus von dem Verbindungsmodus in den Reihenmodus umgeschaltet, indem die Eingangskupplung C0 ausgerückt wird, während die Reihenkupplung CS eingerückt wird. Hierzu wird der auf die Eingangskupplung C0 ausgeübte Hydraulikdruck ab Punkt t12 allmählich verringert. Demzufolge verliert der Träger 7 allmählich eine Funktion als Reaktionselement zu dienen und die Drehzahl der Gegendrehung des ersten Motors 4 wird somit allmählich verringert. In dieser Situation wird ein Öffnungsgrad des Beschleunigers bei Punkt t13 auf einem konstanten Grad gehalten, so dass das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 ab Punkt t13 konstant gehalten wird. Anschließend wird die Eingangskupplung C0 bei Punkt t14 ausgerückt, so dass die Gegendrehung des ersten Motors 4 gestoppt wird.
  • Wenn die Eingangskupplung C0 ausgerückt wird, wird der auf die Reihenkupplung CS ausgeübt Hydraulikdruck ab dem Punkt t14 erhöht. Demzufolge beginnt die Reihenkupplung CS, ab Punkt t15 ein Drehmoment zu übertragen, und die Reihenkupplung CS wird bei Punkt t16 vollständig eingerückt. In dieser Situation erzeugt der erste Motor 4 ein Vorwärtsdrehmoment, um die Kurbelwelle 2 der Maschine 1 zu drehen, wodurch die Maschine 1 gestartet wird. Wenn das Anlassen der Maschine 1 bei Punkt t17 abgeschlossen ist, wird die Maschine 1 gezündet und bei Punkt t18 wird eine vollständige Verbrennung in der Maschine 1 erreicht. Somit wird der Schaltvorgang in den Reihenmodus abgeschlossen.
  • Daher wird die Eingangskupplung C0 in dem Fall des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Verbindungmodus in den Reihenmodus ausgerückt und die Reihenschaltung CS wird vor dem Starten der Maschine 1 eingerückt, und die Kupplungen C0 und CS sowie die Bremse B0 werden nach dem Start der Maschine 1 nicht eingerückt oder ausgerückt. In diesem Fall kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Kupplungen und der Bremse nach dem Starten der Maschine 1 gegebenenfalls ebenso verringert werden.
  • 10 zeigt die zeitlichen Veränderungen der Zustände des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Dual-Motor-Modus des EV-Modus in den Reihenmodus des HV-Modus durch die in 1 gezeigten Verfahren.
  • Bei Punkt t20 wird das Fahrzeug in dem Dual-Motor-Modus angetrieben. In dieser Situation werden die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 eingerückt, die Reihenkupplung CS wird ausgerückt, und das Fahrzeug wird sowohl durch den ersten Motor 4 als auch den zweiten Motor 16 angetrieben, während die Maschine 1 angehalten ist. Da sowohl die Eingangskupplung C0 als auch die Bremse B0 ausgerückt werden, wird das Fahrzeug in dem Dual-Motor-Modus durch ein Gesamtdrehmoment des Gegendrehmoments des ersten Motors 4 und des Vorwärtsdrehmoments des zweiten Motors 16, das den Antriebsrädern 23 mittels der Eingangskupplung C0 und der Bremse B0 geliefert wird, angetrieben.
  • Bei Punkt t21 wird das Beschleunigerpedal von dem Fahrer niedergedrückt, um einen Öffnungsgrad des Beschleunigers zu vergrößern, so dass das Gegendrehmoment des ersten Motors 4 und das Vorwärtsdrehmoment des zweiten Motors 16 ab Punkt t21 erhöht werden. Anschließend tritt der vorstehend beschriebene Betriebspunkt des Fahrzeugs bei Punkt t22 in den Maschinenstartbereich des in 7 gezeigten Kennfelds ein, und somit wird bei Punkt t22 eine Bestimmung zum Starten der Maschine 1 gemacht. Bei Punkt t22 wird eine Bestimmung zum Umschalten in den Reihenmodus auch mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld gemacht.
  • In diesem Fall wird der Betriebsmodus von dem Dual-Motor-Modus in den Reihenmodus umgeschaltet, indem die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 ausgerückt werden, während die Reihenkupplung CS eingerückt wird. Hierzu wird der auf die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 ausgeübte Hydraulikdruck ab dem Punkt t22 allmählich verringert, und das Gegendrehmoment des ersten Motors 4 wird ab dem Punkt t4 ebenfalls verringert. Demzufolge wird die Drehzahl des ersten Motors 4 allmählich verringert.
  • In dieser Situation wird das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16, obwohl ein Öffnungsgrad des Beschleunigers bei Punkt t23 auf einem konstanten Grad gehalten wird, noch bis zu dem Punkt t24 erhöht, um die Verringerung des Ausgangsdrehmoments des ersten Motors 4 zu kompensieren, um dadurch die Antriebskraft und die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Wenn die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 bei Punkt t24 vollständig eingerückt werden, wird der erste Motor 4 angehalten.
  • Wenn die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 daher ausgerückt werden, wird der auf die Reihenkupplung CS ausgeübte Hydraulikdruck ab dem Punkt t24 erhöht. Demzufolge beginnt die Reihenkupplung CS, ab Punkt t25 ein Drehmoment zu übertragen, und die Reihenkupplung CS wird bei Punkt t26 vollständig eingerückt. In dieser Situation erzeugt der erste Motor 4 ein Vorwärtsdrehmoment, um die Kurbelwelle 2 der Maschine 1 zu drehen, wodurch die Maschine 1 gestartet wird. Wenn das Anlassen der Maschine 1 bei Punkt t27 abgeschlossen ist, wird die Maschine 1 gezündet, und das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 wird umgekehrt, bevor bei Punkt t28 eine vollständige Verbrennung in der Maschine 1 erreicht wird. Somit wird die Maschine 1 in einen selbsttragenden Zustand versetzt und der Schaltvorgang in den Reihenmodus wird abgeschlossen.
  • Somit werden die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 in dem Fall des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Dual-Motor-Modus in den Reihenmodus vor dem Start der Maschine 1 ausgerückt und die Reihenkupplung CS wird eingerückt, und die Kupplungen C0 und CS sowie die Bremse B0 werden nach dem Start der Maschine 1 nicht mehr eingerückt oder ausgerückt. In diesem Fall kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Kupplungen und der Bremse nach dem Start der Maschine 1 gegebenenfalls ebenso verringert werden.
  • 11 zeigt die zeitlichen Veränderungen der Zustände des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Trennmodus des EV-Modus in den variablen Modus des Reihen-Parallel-Modus durch die in 1 gezeigten Verfahren.
  • Bei Punkt t30 wird das Fahrzeug in dem Trennmodus angetrieben. In dieser Situation werden alle von der Reihenkupplung CS, der Eingangskupplung C0 und der Bremse B0 ausgerückt, und das Fahrzeug wird durch den zweiten Motor 16 angetrieben, während die Maschine 1 und der erste Motor 4 angehalten sind. Bei Punkt t31 wird das Beschleunigerpedal von dem Fahrer niedergedrückt, um einen Öffnungsgrad des Beschleuniger zu vergrößern, so dass ein Ausgangsdrehmoment und eine Drehzahl des zweiten Motors 16 ab Punkt t31 erhöht werden. Demzufolge wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit ab dem Punkt t31 erhöht. Anschließend tritt bei Punkt t32 der vorstehend beschriebene Betriebspunkt des Fahrzeugs in den Maschinenstartbereich des in 7 gezeigten Kennfelds ein und somit wird bei Punkt t32 eine Bestimmung zum Starten der Maschine 1 gemacht. Bei Punkt t32 kann eine Bestimmung zum Umschalten in den Reihen-Parallel-Modus auch mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld gemacht werden.
  • Um die Maschine 1 zu starten erzeugt der erste Motor 4 zunächst ein Gegendrehmoment und der erste Motor 4 beginnt daher, sich ab Punkt t32 in Gegenlaufrichtung zu drehen. Demzufolge wird das Sonnenrad 5 durch das Gegendrehmoment des ersten Motors 4 gedreht, so dass der durch das Vorwärtsdrehmoment des zweiten Motors 16 leerlaufende Träger 7 angehalten wird. In dieser Situation kann die Eingangskupplung C0 reibungslos eingerückt werden, da die Drehung des Trägers 7 auf diese Weise angehalten wird. Die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 4 wird bis zu dem Punkt t33 in Gegenlaufrichtung erhöht, und der auf die Eingangskupplung C0 ausgeübte Hydraulikdruck wird ab dem Punkt t33 erhöht, um die Eingangskupplung C0 einzurücken. Zugleich wird der Öffnungsgrad des Beschleunigers ab dem Punkt t33 auf einem konstanten Maß gehalten, so dass das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 ab dem Punkt t33 konstant gehalten wird. Zum anderen wird das Gegendrehmoment des ersten Motors 4 bei Punkt t33 auf null verringert.
  • Der auf die Eingangskupplung C0 ausgeübte Hydraulikdruck wird allmählich erhöht, so dass die Reihenkupplung CS bei Punkt t34 vollständig eingerückt wird, und der erste Motor 4 beginnt bei Punkt t34, ein Vorwärtsdrehmoment zu erzeugen, um die Maschine 1 durch ausüben des Drehmoments auf die Kurbelwelle 2 mittels der Eingangskupplung C0 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 zu starten. Da der erste Motor 4 somit das Vorwärtsdrehmoment erzeugt, während die Eingangskupplung C0 eingerückt wird, wirkt das Vorwärtsdrehmoment des ersten Motors 4 als eine Bremskraft. In dieser Situation wird daher das Vorwärtsdrehmoment des zweiten Motors 16 erhöht, um die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, und eine Drehrichtung des ersten Motors 4 wird infolge des so erzeugten Vorwärtsdrehmoments in die Vorwärtsrichtung umgekehrt.
  • Wenn das Starten der Maschine 1 bei Punkt t35 abgeschlossen ist, wird die Maschine 1 gezündet und beginnt, ein Drehmoment zu erzeugen. In dieser Situation wird das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 allmählich verringert, so dass eine Bremskraft des ersten Motors 4 verringert wird, und schließlich in ein Gegendrehmoment umgekehrt wird. Zugleich wird das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 ab dem Punkt t35 verringert. Da die Eingangskupplung C0 jedoch eingerückt ist, wird die Drehrichtung des ersten Motors 4 durch die Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 und des zweiten Motors 16 in Vorwärtsrichtung aufrechterhalten.
  • Anschließend wird bei Punkt t36 eine vollständige Verbrennung in der Maschine 1 erreicht und der Schaltvorgang in den Reihen-Parallel-Modus, in dem nur wie Eingangskupplung C0 eingerückt ist, wird abgeschlossen. In dieser Situation wird das Fahrzeug teilweise durch das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 und das Vorwärtsdrehmoment des zweiten Motors 16 angetrieben, während durch Ausüben des verbleibenden Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 auf den ersten Motor 4, der das Gegendrehmoment erzeugt, Strom erzeugt wird.
  • Das in 11 gezeigte Zeitdiagramm zeigt die zeitlichen Veränderungen der Fahrzeugzustände in dem Fall an, in dem die Reihenkupplung CS vor dem Umschalten in den Reihenmodus in dem Verbindungsmodus eingerückt war. Wenn die Reihenkupplung CS jedoch in dem Trennmodus eingerückt war, kann der Betriebsmodus gegebenenfalls in den variablen Modus umgeschaltet werden, indem die Reihenkupplung C0 ausgerückt wird, während die Eingangskupplung C0 eingerückt wird, und die Maschine 1 wird anschließend gestartet.
  • Daher wird die Reihenkupplung CS in dem Fall des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Trennmodus in den variablen Modus ausgerückt, wenn sie während des Einrückens der Eingangskupplung C0 vor dem Starten der Maschine 1 eingerückt war, und die Eingangskupplung C0 sowie die Bremse B0 werden nach dem Starten der Maschine 1 nicht mehr eingerückt oder ausgerückt. In diesem Fall kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Kupplungen und der Bremse nach dem Starten der Maschine 1 verringert werden.
  • 12 zeigt die zeitlichen Veränderungen der Zustände des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Verbindungsmodus des EV-Modus in den variablen Modus des Reihen-Parallel-Modus durch die in 1 gezeigten Verfahren.
  • Bei Punkt t40 wird das Fahrzeug in dem Verbindungsmodus angetrieben. In dieser Situation wird die Eingangskupplung C0 eingerückt, die Reihenkupplung CS und die Bremse B0 werden ausgerückt, und das Fahrzeug wird durch den zweiten Motor 16 angetrieben, während die Maschine 1 und der erste Motor 4 angehalten sind.
  • Bei Punkt t41 wird das Beschleunigerpedal von dem Fahrer niedergedrückt, um einen Öffnungsgrad des Beschleunigers zu vergrößern, so dass ein Ausgangsdrehmoment und eine Drehzahl des zweiten Motors 16 ab dem Punkt t41 erhöht werden. Demzufolge wird auch eine Fahrzeuggeschwindigkeit ab dem Punkt t41 erhöht. Anschließend tritt der vorstehend beschrieben Betriebspunkt des Fahrzeugs bei Punkt t42 in den Maschinenstartbereich des in 7 gezeigten Kennfelds ein und somit wird bei Punkt t42 eine Bestimmung zum Starten der Maschine 1 gemacht. Bei Punkt t42 wird eine Bestimmung zum Umschalten in den Reihen-Parallel-Modus auch mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld gemacht.
  • In diesem Fall kann der Betriebsmodus einzig durch Starten der Maschine 1 ohne Betätigen der Eingangskupplung C0, der Reihenkupplung CS und der Bremse B0 in den variablen Modus umgeschaltet werden, da die Eingangskupplung C0 bereits eingerückt worden ist, um den Trennmodus herzustellen. Hierzu erzeugt der erste Motor 4 bei Punkt t42 ein Vorwärtsdrehmoment, um die Kurbelwelle 2 der Maschine 1 zu drehen, wodurch die Maschine 1 gestartet wird. In dieser Situation wirkt das Vorwärtsdrehmoment des ersten Motors 4 als Bremskraft, da die Eingangskupplung C0 eingerückt ist. Zugleich wird ein Öffnungsgrad des Beschleunigers bei Punkt t42 noch immer vergrößert, so dass das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 erhöht wird, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird. Anschließend wird das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 ab Punkt t43, bei dem der Öffnungsgrad des Beschleunigers auf einem konstanten Maß gehalten wird, konstant gehalten. In dieser Situation wird eine Drehrichtung des ersten Motors 4 infolge des erzeugten Vorwärtsdrehmoments in die Vorwärtsrichtung umgekehrt.
  • Wenn das Starten der Maschine 1 bei Punkt t44 abgeschlossen ist, wird die Maschine 1 gezündet. Wie beschrieben worden ist, wird das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 allmählich verringert, wenn die Maschine 1 gezündet wird, um in ein Gegendrehmoment umgekehrt zu werden, und das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 wird allmählich verringert, bis bei Punkt t45 eine vollständige Verbrennung in der Maschine 1 erreicht wird. Damit wird der Schaltvorgang in den Reihen-Parallel-Modus abgeschlossen.
  • Daher kann der Betriebsmodus, in dem Fall des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Verbindungsmodus in den variablen Modus, einzig durch Starten der Maschine 1 ohne Betätigen der Eingangskupplung C0, der Reihenkupplung CS und der Bremse B0 in den variablen Modus umgeschaltet werden. In diesem Fall kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Kupplungen und der Bremse zum Umschalten des Betriebsmodus verringert werden.
  • 13 zeigt die zeitlichen Veränderungen der Zustände des Fahrzeugs während des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Dual-Motor-Modus des EV-Modus in den variablen Modus des Reihen-Parallel-Modus durch die in 1 gezeigten Verfahren.
  • Bei Punkt t50 wird das Fahrzeug in dem Dual-Motor-Modus angetrieben. In dieser Situation werden die Eingangskupplung C0 und die Bremse B0 eingerückt, die Reihenkupplung CS wird ausgerückt, und das Fahrzeug wird sowohl durch den ersten Motor 4 als auch den zweiten Motor 16 angetrieben, während die Maschine 1 angehalten ist.
  • Bei Punkt t51 wird das Beschleunigerpedal von dem Fahrer niedergedrückt, um einen Öffnungsgrad des Beschleunigers zu vergrößern, so dass das Gegendrehmoment des ersten Motors 4 und das Vorwärtsdrehmoment des zweiten Motors 16 ab dem Punkt t51 erhöht werden. Anschließend tritt der vorstehend beschriebene Betriebspunkt des Fahrzeugs bei Punkt t52 in den Maschinenstartbereich des in 7 gezeigten Kennfelds ein und somit wird bei Punkt t52 eine Bestimmung zum Starten der Maschine 1 gemacht. Bei Punkt t52 wird eine Bestimmung zum Umschalten in den Reihen-Parallel-Modus auch mit Bezug auf das in 6 gezeigte Kennfeld gemacht.
  • In diesem Fall wird der Betriebsmodus von dem Dual-Motor-Modus in den Reihen-Parallel-Modus umgeschaltet, indem die Reihenkupplung CS eingerückt wird, während die Bremse B0 ausgerückt wird. Hierzu wird der auf die Bremse B0 ausgeübte Hydraulikdruck ab dem Punkt t52 allmählich verringert, und das Gegendrehmoment des ersten Motors 4 wird ab dem Punkt t52 ebenfalls verringert.
  • Das Vorwärtsdrehmoment des zweiten Motors 16 wird ab dem Punkt t52 erhöht, um diese Verringern des Ausgangsdrehmoments des ersten Motors 4 zu kompensieren. Der Öffnungsgrad des Beschleunigers wird bei Punkt t53 auf einem konstanten Maß gehalten, und die Bremse B0 wird bei Punkt t54 vollständig eingerückt. In dieser Situation wird das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 verringert, die Geschwindigkeit der Gegendrehung des ersten Motors 4 wird hingegen erhöht, da das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 während des Einrückens der Eingangskupplung C0 erhöht wird.
  • Nach dem Ausrücken der Bremse B0 wird die Maschine 1 durch Drehen der Kurbelwelle 2 der Maschine 1 durch das Vorwärtsdrehmoments des ersten Motors 4 gestartet, während das Vorwärtsdrehmoment des zweiten Motors 16 erhöht wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen. Somit wird eine Drehrichtung des ersten Motors 4 von der Gegenrichtung in die Vorwärtsrichtung umgekehrt.
  • Wenn das Starten der Maschine 1 bei Punkt t55 abgeschlossen ist, wird die Maschine 1 gezündet. Zugleich wird das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 allmählich verringert, um in das Gegendrehmoment umgekehrt zu werden, und das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors 16 wird allmählich verringert, bis bei Punkt t56 eine vollständige Verbrennung in der Maschine 1 erreicht wird. Damit wird der Schaltvorgang in den Reihen-Parallel-Modus abgeschlossen.
  • Daher kann der Betriebsmodus, in dem Fall des Umschaltens des Betriebsmodus von dem Dual-Motor-Modus in den variablen Modus, durch Ausrücken der Bremse B0 vor dem Starten der Maschine 1 in den variablen Modus umgeschaltet werden, und die Eingangskupplung C0 und die Reihenkupplung CS werden nach dem Starten der Maschine 1 nicht mehr eingerückt und ausgerückt. In diesem Fall kann daher die Häufigkeit des Einrückvorgangs und des Ausrückvorgangs der Kupplungen und der Bremse nach dem Starten der Maschine 1 verringert werden.
  • Zudem kann der Betriebsmodus auch von dem Dual-Motor-Modus in den variablen Modus umgeschaltet werden. In diesem Fall wird die Reihenkupplung CS nach dem Starten der Maschine 1 durch die vorstehend beschriebenen Verfahren eingerückt. In diesem Fall kann die in 1 gezeigte Routine nicht nur beim Vorwärtsantrieb sondern auch beim Rückwärtsantrieb ausgeführt werden.
  • In Bezug auf 14 ist ein weiteres Beispiel des Fahrzeugs gezeigt, auf welches das Steuersystem gemäß der vorliegenden Anmeldung angewandt wird. Um selektiv ein Drehmoment mittels der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 von der Maschine 1 auf das Ausgangszahnrad 12 zu übertragen, kann die Eingangskupplung C0 auch zwischen dem Hohlrad 6 und dem Ausgangszahnrad 12 angeordnet sein. Ebenso kann die Reihenkupplung CS zwischen dem Träger 7 und der ersten Rotorwelle 10 angeordnet sein, um selektiv ein Drehmoment von der Maschine 1 zu dem ersten Motor 4 zu übertragen. Die übrigen Strukturen ähneln jenen der in 2 gezeigten Antriebseinheit, und detaillierte Erklärungen der gemeinsamen Elemente werden ausgelassen, indem diesen gemeinsame Bezugszeichen zugeteilt werden.
  • Bei einem Fahrzeug gemäß eines weiteren Beispiels kann der Betriebsmodus ebenfalls aus dem vorstehend beschriebenen EV-Modus und dem HV-Modus ausgewählt werden, indem die Eingangskupplung C0, die Reihenkupplung CS und die Bremse B0 betätigt werden. In dem EV-Modus, in dem das Fahrzeug durch den zweiten Motor 16 angetrieben wird, sind insbesondere alle von der Eingangskupplung C0, der Reihenkupplung CS und der Bremse B0 ausgerückt. Folglich wird das Ausgangszahnrad 12 von dem Hohlrad 6 der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 getrennt, so dass eine Drehung des Sonnenrads 5, des Hohlrads 6 und des Trägers 7 verhindert wird. In dieser Situation wird das Hohlrad 6, wenn die Eingangskupplung C0 eingerückt ist, zusammen mit dem Ausgangszahnrad 12 gedreht, und da das Hohlrad 7 zusammen mit der Maschine 1 angehalten wird, werden das Sonnenrad 5 und der damit verbundene erste Motor 4 in die Gegenlaufrichtung gedreht. Folglich wird ein Betriebsmodus von dem Trennmodus in den Verbindungsmodus umgeschaltet. Ein Zustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 in dem Verbindungsmodus wird in einem in 15a gezeigten nomographischen Diagramm angezeigt. In dieser Situation kann der Träger 7 durch Einrücken der Bremse B0 zum Anhalten der Eingangswelle 8 und des Trägers 7 ein Reaktionsdrehmoment gegen ein Ausgangsdrehmoment des ersten Motors 4 herstellen. Folglich wird der Betriebsmodus in den Dual-Motor-Modus umgeschaltet, in dem das Fahrzeug durch den ersten Motor 4 angetrieben wird, der in Gegenlaufrichtung gedreht wird, und den zweiten Motor 16, der in Vorwärtsrichtung gedreht wird. 15b zeigt einen Zustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 des Fahrzeugs gemäß einem weiteren Beispiel während des Rückwärtsantriebs in dem Verbindungsmodus. Wie aus 15b ersichtlich ist, ähneln die Drehrichtungen des Sonnenrads 5, des Hohlrads 6 und des Trägers 7 jenen, die in 5b gezeigt sind, obwohl die Stellungen der Eingangskupplung C0 und der Reihenkupplung CS verändert sind.
  • Wie beschrieben worden ist, wird der erste Motor 4 in dem Reihenmodus als Generator betrieben, indem der erste Motor 4 durch die Maschine 1 gedreht wird, während die Reihenkupplung CS eingerückt wird, und der zweite Motor 16 wird durch die von dem ersten Motor 4 erzeugte elektrische Leistung als Motor betrieben, um das Fahrzeug anzutreiben. Bei dem Fahrzeug gemäß einem weiteren Beispiel ist das Sonnenrad 5 durch die Reihenkupplung CS mit dem Träger 7 verbunden, so dass die Leistungsverteilungsvorrichtung 3 integral gedreht wird, und der erste Motor 4 wird folglich durch die Maschine 1 gedreht, um eine elektrische Leistung zu erzeugen. In dieser Situation ist die Eingangskupplung C0 jedoch ausgerückt, um das Hohlrad 6 von dem Ausgangszahnrad 12 zu trennen und somit wird kein Ausgangsdrehmoment der Maschine 1 aus das Ausgangszahnrad 12 ausgeübt. Ein Betriebszustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 des Fahrzeugs gemäß einem weiteren Beispiel in dem Reihenmodus ist in 15c gezeigt, und wie in 15c gezeigt ist, drehen sich das Sonnenrad 5, das Hohlrad 6 und der Träger 7 mit der gleichen Geschwindigkeit. In dem Reihenmodus wird das Fahrzeug rückwärts angetrieben, indem der zweite Motor 16 durch die erzeugte elektrische Leistung des ersten Motors 4, der durch die Maschine 1 betrieben wird, gedreht wird.
  • In dem variablen Modus des Reihen-Parallel-Modus wird das Fahrzeug gemäß eines weiteren Beispiels in Vorwärtsrichtung angetrieben, indem eine Drehgeschwindigkeit der Maschine 1 durch den ersten Motor 4 gesteuert wird, während der zweite Motor 16 durch die von dem ersten Motor 4 erzeugte elektrische Leistung angetrieben wird. Ein Zustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 des Fahrzeugs gemäß eines weiteren Beispiels in dem variablen Modus des Reihen-Parallel-Modus während des Vorwärtsantriebs wird in einem in 15d gezeigten nomographischen Diagramm angezeigt. Wie aus 15d ersichtlich ist, sind die Drehrichtung des Sonnenrads 5, des Hohlrads 6 und des Trägers 7 ähnlich wie jene, in dem in 5e gezeigten nomographischen Diagramm, obwohl die Stellungen der Eingangskupplung C0 und der Reihenkupplung CS verändert sind. In dem Reihen-Parallel-Modus wird das Fahrzeug gemäß einem weiteren Beispiel rückwärts angetrieben, in dem der erste Motor 4 durch die Maschine 1 in Vorwärtsrichtung gedreht wird, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, und indem der zweite Motor 16 durch die von dem ersten Motor 4 erzeugte elektrische Leistung rückwärts gedreht wird, während die Eingangskupplung C0 eingerückt wird.
  • Während des Vorwärtsantriebs in dem Reihen-Parallel-Modus wird der feste Modus in dem Fahrzeug gemäß einem weiteren Beispiel hergestellt, indem die Eingangskupplung C0 und die Reihenkupplung CS eingerückt werden. 15e zeigt einen Betriebszustand der Leistungsverteilungsvorrichtung 3 des Fahrzeugs gemäß einem weiteren Beispiel in dem festen Modus. In diesem Fall ist der Träger 7 mit dem Sonnenrad 5 verbunden, so dass die Leistungsverteilungsvorrichtung 3 integral gedreht wird, da die Eingangskupplung C0 und die Reihenkupplung CS eingerückt sind. Wie aus 15e ersichtlich ist, ähneln die Drehrichtung des Sonnenrads 5, des Hohlrads 6 und des Trägers 7 jenen, des in 5f gezeigten nomographischen Diagramms, obwohl die Stellungen der Eingangskupplung C0 und der Reihenkupplung CS verändert sind.
  • Obwohl insbesondere die vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann verständlich, dass die vorliegende Anmeldung nicht auf die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll, und verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Sinnes und des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung 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
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Claims (6)

  1. Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug, aufweisend: eine Maschine (1); einen ersten Motor (4) mit einer Erzeugungsfunktion; eine Leistungsverteilungsvorrichtung (3), die eine Differentialwirkung zwischen einem Eingangselement (7), auf das ein Drehmoment der Maschine (1) ausgeübt wird, und einem Reaktionselement (5), auf das ein Drehmoment des ersten Motors (4) ausgeübt wird, und einem Ausgangselement (6), leistet; ein Ausgangsteil (12), dem von dem Ausgangselement (6) ein Drehmoment geliefert wird; eine erste Eingriffsvorrichtung (CS), die eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine (1) und dem ersten Motor (4) selektiv ermöglicht; eine zweite Eingriffsvorrichtung (C0), die eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine (1) und dem Ausgangsteil (12) mittels der Leistungsverteilungsvorrichtung (3) selektiv ermöglicht; und einen zweiten Motor (16), der durch eine von dem ersten Motor (4) erzeugte elektrische Leistung aktiviert wird, um ein Antriebsdrehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs zu erzeugen, wobei ein Betriebsmodus zumindest ausgewählt werden kann aus: einem Reihenmodus, in dem die erste Eingriffsvorrichtung (CS) eingerückt ist, der erste Motor (4) durch die Maschine (1) gedreht wird, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, und der zweite Motor (16) durch die von dem ersten Motor (4) erzeugte elektrische Leistung betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben; und einem Reihen-Parallelmodus, in dem zumindest die zweite Eingriffsvorrichtung (C0) eingerückt ist, und das Fahrzeug durch die Maschine (1) und den zweiten Motor (16) angetrieben wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskraftsteuersystem einen Controller (100, 101, 102) aufweist, der so konfiguriert ist, dass er: die Maschine (1), die erste Eingriffsvorrichtung (CS) und die zweite Eingriffsvorrichtung (C0) steuert; bestimmt, ob die Maschine (1) gestartet werden muss oder nicht; den Betriebsmodus bestimmt, der in einem Fall hergestellt werden soll, in dem die Maschine (1) gestartet werden muss; zumindest eine von der ersten Eingriffsvorrichtung (CS) und der zweiten Eingriffsvorrichtung (C0) einrückt, um den bestimmten Betriebsmodus zu erzielen; und die Maschine (1) startet, während er diese eine von der ersten Eingriffsvorrichtung (CS) und der zweiten Eingriffsvorrichtung (C0) einrückt.
  2. Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller (100, 101, 102) ferner so konfiguriert ist, dass er die Maschine (1) startet, während er die erste Eingriffsvorrichtung (CS) in einem Fall, in dem der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine (1) in den Reihenmodus umgeschaltet werden soll, einrückt.
  3. Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller (100, 101, 102) ferner so konfiguriert ist, dass er die Maschine (1) startet, während er die zweite Eingriffsvorrichtung (C0) in einem Fall, in dem der Betriebsmodus nach dem Starten der Maschine (1) in den Reihen-Parallelmodus umgeschaltet werden soll, einrückt.
  4. Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine dritte Eingriffsvorrichtung (B0), die eine Drehung einer Ausgangswelle (2) der Maschine (1) selektiv stoppt; wobei der Betriebsmodus ferner aus einem Dual-Motormodus ausgewählt werden kann, in dem das Fahrzeug durch den ersten Motor (4) und den zweiten Motor (16) angetrieben wird, während die dritte Eingriffsvorrichtung (B0) eingerückt wird.
  5. Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 4, wobei die dritte Eingriffsvorrichtung (B0), die zweite Eingriffsvorrichtung (C0), die Leistungsverteilungsvorrichtung (3), der erste Motor (4) und die erste Eingriffsvorrichtung (CS) in dieser Reihenfolge von der Maschinenseite und koaxial mit der Ausgangswelle (2) der Maschine (1) angeordnet sind; und wobei der zweite Motor (16) in solcher Weise angeordnet ist, dass sich eine Rotorwelle (18) von diesem parallel zu der Ausgangswelle (2) der Maschine (1) erstreckt.
  6. Antriebskraftsteuersystem für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 5, wobei sich eine Vorgelegewelle (13) zwischen und parallel zu der Ausgangswelle (2) der Maschine (1) und der Rotorwelle (18) des zweiten Motors (16) erstreckt, wobei ein diametral größeres Zahnrad (14), auf das Drehmomente des Ausgangsteil (12) und des zweiten Motors (16) ausgeübt werden, und ein diametral kleineres Zahnrad (15), das ein Antriebsdrehmoment ausgibt, an der Vorgelegewelle (13) befestigt sind.
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