DE102020122700A1

DE102020122700A1 - Hybridfahrzeug und verfahren zur steuerung eines hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020122700A1
Application number: DE102020122700.0A
Authority: DE
Inventors: Koichi Okuda; Atsushi Tabata; Yasutaka TSUCHIDA; Yuuki Makino
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-03-04
Also published as: JP7167884B2; US20210061257A1; JP2021037812A; US11458952B2; CN112519752A

Abstract

In einem Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor, einen ersten Elektromotor, eine Differenzialeinheit, einen zweiten Elektromotor, eine Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung aufweist, ist die Steuervorrichtung so konfiguriert, dass sie den Verbrennungsmotor, den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor so steuert, dass das Hybridfahrzeug so fährt, dass sich der Verbrennungsmotor innerhalb eines Bereichs von einer zulässigen für die Steuerung Höchstdrehzahl (Nemax*) oder weniger dreht. In diesem Fall ist die Steuervorrichtung so konfiguriert, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) so eingestellt wird, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) höher ist, wenn das Hauptanteilsverhältnis niedriger ist, als dann, wenn das Hauptanteilsverhältnis höher ist. Das Hauptanteilsverhältnis ist das Verhältnis einer Antriebskraft, die auf die Hauptantriebsräder übertragen wird, zur Gesamt-Antriebskraft, die von einer Antriebswelle über die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung auf die Hauptantriebsräder und die Nebenantriebsräder übertragen wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs.
Beschreibung des Stands der Technik
Herkömmlicherweise wird ein Hybridfahrzeug vorgeschlagen, welches einen Verbrennungsmotor, einen ersten Elektromotor, eine Differentialeinheit mit drei Rotationselementen, die mit einer Antriebswelle verbunden ist, die mit Antriebsrädern, dem Verbrennungsmotor und dem ersten Elektromotor gekoppelt ist, und einen zweiten Elektromotor, der mit der Antriebswelle verbunden ist, aufweist (siehe JP 2008 - 247 205 A ). In diesem Hybridfahrzeug wird eine zulässige Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors eingestellt, indem eine Spanne vom niedrigsten Wert aus einer Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors, die auf der Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors basiert, aus einer Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors, die auf der Leistungsfähigkeit des ersten Elektromotors basiert, und aus einer Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors, die auf der Leistungsfähigkeit der Differentialeinheit basiert, subtrahiert wird. Eine gewünschte Drehzahl des Verbrennungsmotors wird innerhalb des Bereichs der zulässigen Höchstdrehzahl oder niedriger eingestellt, und der Verbrennungsmotor, der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor werden so gesteuert, dass das Hybridfahrzeug so fährt, dass der Verbrennungsmotor mit der gewünschten Drehzahl betrieben wird. Somit wird verhindert, dass sich der Verbrennungsmotor und der erste Elektromotor mit hohen Drehzahlen drehen.
Es wird auch ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches einen Verbrennungsmotor, ein mit dem Verbrennungsmotor gekoppeltes Getriebe und ein mit dem Getriebe gekoppeltes Verteilergetriebe, eine vordere Propellerwelle, die mit den Vorderrädern, die Nebenantriebsräder sind, gekoppelt ist, und eine hintere Propellerwelle, die mit den Hinterrädern, die Hauptantriebsräder sind, gekoppelt ist, aufweist (siehe z.B. JP 2011 - 218 871 A ). Das Verteilergetriebe ist in der Lage, die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung kontinuierlich zwischen z.B. 0 : 100 und 50 : 50 zu verändern. Die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung gibt an, wie die Antriebskraft, die vom Verbrennungsmotor über das Getriebe ausgegeben wird, zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern aufgeteilt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Einige neuere Hybridfahrzeuge haben eine Hardware-Konfiguration, bei der Teile auf der Antriebszahnradseite der Antriebswelle des in JP 2008 - 247 205 A beschriebenen Hybridfahrzeugs durch das Verteilergetriebe, die vordere Propellerwelle, die Vorderräder, die hintere Propellerwelle, die Hinterräder, etc. aus JP 2011 -218 871 A ersetzt werden. In dieser Hardware-Konfiguration variiert die Radschlupftendenz aufgrund vom Leerlauf zwischen den Vorder- und Hinterrädern gemäß dem Hauptanteilsverhältnis. Das Hauptanteilsverhältnis ist das Verhältnis der Antriebskraft, die auf die Hauptantriebsräder übertragen wird, zu der Gesamt-Antriebskraft, die von der Antriebswelle über eine Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung auf die Haupt- und Nebenantriebsräder übertragen wird. Dementsprechend kann folgendes Problem in dem Fall auftreten, wenn die zulässige Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors in dieser Hardware-Konfiguration, wie in JP 2008 - 247 205 A beschrieben, eingestellt wird. Insbesondere dann, wenn die zulässige Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors unabhängig vom Hauptanteilsverhältnis immer auf einen relativ niedrigen Wert eingestellt ist, wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors übermäßig stark begrenzt, wenn die Vorder- und Hinterräder aufgrund des Leerlaufs weniger wahrscheinlich schlupfen. Dies kann zu einer Verschlechterung des Fahrverhaltens/der Fahrbarkeit/der Fahreigenschaften führen.
Die Erfindung sieht ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs vor, welche sowohl einen Schutz der Teile als auch eine Verringerung der Verschlechterung der Fahrbarkeit erreichen/erzielen.
Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem ersten Elektromotor, einer Differentialeinheit, einem zweiten Elektromotor, einer Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung und einer Steuervorrichtung. Die Differentialeinheit weist drei Rotationselemente auf, die mit einer Antriebswelle, dem Verbrennungsmotor und dem ersten Elektromotor verbunden sind. Der zweite Elektromotor ist so konfiguriert, dass er eine Antriebskraft an die Antriebswelle abgibt/ausgibt. Die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie die Antriebskraft von der Antriebswelle auf ein Hauptantriebsrad und ein Nebenantriebsrad überträgt und ein Hauptanteilsverhältnis anpasst, wobei das Hauptanteilsverhältnis ein Verhältnis der Antriebskraft, die auf das Hauptantriebsrad übertragen wird, zur Gesamt-Antriebskraft ist, die von der Antriebswelle über die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung auf das Hauptantriebsrad und das Nebenantriebsrad übertragen wird. Die Steuervorrichtung ist so konfiguriert, dass sie den Verbrennungsmotor, den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor so steuert, dass das Hybridfahrzeug so fährt, dass sich der Verbrennungsmotor innerhalb eines Bereichs von einer für die Steuerung zulässigen Höchstdrehzahl oder weniger dreht. Die Steuervorrichtung ist so konfiguriert, dass die zulässige Höchstdrehzahl so eingestellt wird, dass die zulässige Höchstdrehzahl höher ist, wenn das Hauptanteilsverhältnis niedriger ist, als dann, wenn das Hauptanteilsverhältnis höher ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, einem ersten Elektromotor, einer Differenzialeinheit, einem zweiten Elektromotor und einer Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung. Die Differentialeinheit umfasst drei Rotationselemente, die mit einer Antriebswelle, dem Verbrennungsmotor und dem ersten Elektromotor verbunden sind. Der zweite Elektromotor ist so konfiguriert, dass er eine Antriebskraft an die Antriebswelle abgibt. Die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie die Antriebskraft von der Antriebswelle auf ein Hauptantriebsrad und ein Nebenantriebsrad überträgt und ein Hauptanteilsverhältnis anpasst, wobei das Hauptanteilsverhältnis ein Verhältnis der Antriebskraft, die auf das Hauptantriebsrad übertragen wird, zur Gesamt-Antriebskraft ist, die von der Antriebswelle über die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung auf das Hauptantriebsrad und das Nebenantriebsrad übertragen wird. Das Verfahren weist auf: Steuern des Verbrennungsmotors, des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors derart, dass das Hybridfahrzeug so fährt, dass sich der Verbrennungsmotor innerhalb eines Bereichs einer für die Steuerung zulässigen Höchstdrehzahl oder weniger dreht; und Einstellen der zulässigen Höchstdrehzahl derart, dass die zulässige Höchstdrehzahl höher ist, wenn das Hauptanteilsverhältnis niedriger ist, als dann, wenn das Hauptanteilsverhältnis höher ist.
Gemäß dem Hybridfahrzeug des ersten Aspekts und dem Verfahren zur Steuerung des Hybridfahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt werden der Verbrennungsmotor, der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor so gesteuert, dass das Hybridfahrzeug so fährt, dass sich der Verbrennungsmotor innerhalb des Bereichs der zur Steuerung zulässigen Höchstdrehzahl oder weniger dreht. In diesem Fall wird die zulässige Höchstdrehzahl so eingestellt, dass die zulässige Höchstdrehzahl höher ist, wenn das Hauptanteilsverhältnis, d.h. das Verhältnis der Antriebskraft, die auf das Hauptantriebsrad übertragen wird, zu der Gesamt-Antriebskraft, die von der Antriebswelle über die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung auf das Hauptantriebsrad und das Nebenantriebsrad übertragen wird, niedriger ist als wenn das Hauptanteilsverhältnis höher ist. Wenn das Hauptanteilsverhältnis relativ niedrig ist (z.B. 0,5 oder 0,6), ist der Unterschied in der Antriebskraft zwischen dem Haupt- und dem Nebenantriebsrad typischerweise geringer und die Wahrscheinlichkeit, dass das Haupt- und das Nebenantriebsrad aufgrund von Leerlauf schlupfen, ist im Vergleich dazu geringer, als wenn das Hauptanteilsverhältnis relativ hoch ist (z.B. 0,9 oder 1,0). Dementsprechend wird bei einem relativ hohen Hauptanteilsverhältnis die zulässige Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors auf einen relativ niedrigen Wert gesetzt. Somit wird in ausreichender Weise verhindert, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors höher als eine Höchstdrehzahl für den Teileschutz wird, die höher als die zulässige Höchstdrehzahl ist. Die Teile werden somit hinreichend geschützt. Wenn das Hauptanteilsverhältnis relativ niedrig ist, wird die zulässige Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors auf einen relativ hohen Wert eingestellt. Dadurch werden die Teile geschützt und die Verschlechterung der Fahrbarkeit wird ebenfalls reduziert. Daraus lässt sich ableiten, dass sowohl ein Schutz der Teile als auch eine Verringerung der Verschlechterung der Fahrbarkeit erreicht wird.
Im Hybridfahrzeug des ersten Aspekts kann die Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass die zulässige Höchstdrehzahl so eingestellt wird, dass die zulässige Höchstdrehzahl mit abnehmendem Hauptanteilsverhältnis zunimmt. Gemäß dem Hybridfahrzeug mit der obigen Konfiguration werden sowohl der Schutz der Teile als auch die Verringerung der Verschlechterung der Fahrbarkeit auf der Grundlage des Hauptanteilsverhältnisses angemessener erzielt.
Beim Hybridfahrzeug des ersten Aspekts kann die Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass die zulässige Höchstdrehzahl so eingestellt wird, dass die zulässige Höchstdrehzahl mit einer abnehmenden Außenlufttemperatur abnimmt. Je niedriger die Außenlufttemperatur ist, desto kälter ist die Straßenoberfläche und desto wahrscheinlicher ist gemäß dem Hybridfahrzeug nach der obigen Konfiguration das Schlupfen der Haupt- und Nebenantriebsräder aufgrund von Leerlauf. Dementsprechend wird die zulässige Höchstdrehzahl so eingestellt, dass die zulässige Höchstdrehzahl mit abnehmender Außenlufttemperatur abnimmt. Sowohl der Schutz der Teile als auch die Verringerung der Verschlechterung des Fahrverhaltens werden so auf der Grundlage des Hauptanteilsverhältnisses angemessener erzielt.
Im Hybridfahrzeug des ersten Aspekts kann die Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass die zulässige Höchstdrehzahl so eingestellt wird, dass die zulässige Höchstdrehzahl niedriger ist, wenn das Hybridfahrzeug auf einer Niedrig-µ-Straße fährt, als wenn das Hybridfahrzeug auf einer anderen Straße als der Niedrig-µ-Straße fährt, wobei die Niedrig-µ-Straße eine Straße mit einer Oberfläche ist, deren Reibungskoeffizient gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Gemäß dem Hybridfahrzeug nach der obigen Konfiguration haben die Haupt- und Nebenantriebsräder eine höhere Wahrscheinlichkeit, im Leerlauf zu schlupfen, wenn das Hybridfahrzeug auf der Niedrig-µ-Straße fährt, als dann, wenn das Hybridfahrzeug auf einer anderen Straße als der Niedrig-µ-Straße fährt. Dementsprechend wird die zulässige Höchstdrehzahl so eingestellt, dass die zulässige Höchstdrehzahl niedriger ist, wenn das Hybridfahrzeug auf der Niedrig-µ-Straße fährt, d.h. auf einer Straße, die eine Oberfläche mit einem Reibungskoeffizienten hat, der gleich oder niedriger als der vorbestimmte Wert ist, als wenn das Hybridfahrzeug auf einer anderen Straße als der Niedrig-µ-Straße fährt. Sowohl der Schutz der Teile als auch die Verringerung der Verschlechterung der Fahrbarkeit werden somit auf der Grundlage des Hauptanteilsverhältnisses angemessener erreicht.
Im Hybridfahrzeug des ersten Aspekts kann die Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie verhindert, dass die zulässige Höchstdrehzahl von einem aktuellen Wert der zulässigen Höchstdrehzahl aus ansteigt, wenn entweder eine erste oder eine zweite Bedingung erfüllt ist, wobei die erste Bedingung eine Bedingung ist, dass ein Schlupf von entweder dem Hauptantriebsrad oder dem Nebenantriebsrad festgestellt wird, und die zweite Bedingung eine Bedingung ist, dass eine Schlupf-Verringerungsfunktion zur Verringerung des Schlupfs des Hauptantriebsrads und des Nebenantriebsrads verwendet wird. Gemäß dem Hybridfahrzeug nach der obigen Konfiguration wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors ausreichend daran gehindert, höher als die zulässige Höchstdrehzahl für den Teileschutz zu werden, wenn die erste oder die zweite Bedingung erfüllt ist.
Im Hybridfahrzeug des ersten Aspekts kann die Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie die zulässige Höchstdrehzahl einstellt, indem eine Spanne von der Höchstdrehzahl für den Teileschutz abgezogen wird, wobei die Höchstdrehzahl für den Teileschutz eine Höchstdrehzahl ist, die als eine aus einer ersten Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors, die auf der Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors basiert, aus einer zweiten Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors, die auf der Leistungsfähigkeit des ersten Elektromotors basiert, und aus einer dritten Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors erhalten wird, die auf der Leistungsfähigkeit der Differentialeinheit basiert. Die Steuervorrichtung kann so konfiguriert sein, dass die zulässige Höchstdrehzahl erhöht wird, indem die Spanne verringert wird, wenn das Hauptanteilsverhältnis niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn das Hauptanteilsverhältnis hoch ist. Gemäß dem Hybridfahrzeug nach der obigen Konfiguration wird die zulässige Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors so eingestellt, dass sie mit abnehmendem Hauptanteilsverhältnis zunimmt. Rotierende Teile des Hybridfahrzeugs werden somit daran gehindert, mit hohen Drehzahlen zu rotieren. Somit werden die Teile geschützt und es wird ebenfalls die Verschlechterung der Fahrbarkeit reduziert.
Das Hybridfahrzeug des ersten Aspekts kann ferner ein Getriebe aufweisen, das die Leistung zwischen einer mit der Differentialeinheit verbundenen Eingangswelle und der Antriebswelle mit einer Änderung der Gangstufe überträgt. Der zweite Elektromotor kann mit der Eingangswelle oder der Antriebswelle verbunden werden und die Steuervorrichtung kann so konfiguriert sein, dass die zulässige Höchstdrehzahl auf Grundlage des Hauptanteilsverhältnisses und einer Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes eingestellt wird. Die Steuervorrichtung des Hybridfahrzeugs mit der obigen Konfiguration kann die zulässige Höchstdrehzahl geeigneter einstellen, wenn das Hybridfahrzeug das Getriebe aufweist.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen dieselben Bezugszeichen gleichartige Elemente bezeichnen, und wobei

1 ein Konfigurationsdiagramm ist, das die allgemeine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
2 ein Konfigurationsdiagramm ist, das die allgemeine Konfiguration eines Verbrennungsmotors, eines Planetengetriebes, eines ersten Elektromotors, eines zweiten Elektromotors und eines Getriebes gemäß 1 veranschaulicht;
3 eine Betriebstabelle ist, die die Beziehung zwischen jeder Gangstufe des in 2 gezeigten Getriebes und den Betriebszuständen einer ersten Kupplung, einer zweiten Kupplung, einer ersten Bremse, einer zweiten Bremse und einer Einwegkupplung veranschaulicht;
4 ein kollineares Diagramm ist, das die Beziehung zwischen den Drehzahlen der Rotationselemente des Planetengetriebes und des Getriebes veranschaulicht;
5 ein Konfigurationsdiagramm ist, das die in 1 dargestellte allgemeine Konfiguration eines Verteilergetriebes veranschaulicht;
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel für einen Steuerablauf zeigt, der von einer HV-ECU, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird;
7 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel für einen Zulässige-Höchst- und-Mindest-Drehzahl-Einstellprozess für den Verbrennungsmotor darstellt;
8 ein Diagramm ist, das ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Gangstufe des Getriebes, einer Fahrzeugkörpergeschwindigkeit (Drehzahl einer Abtriebswelle/Ausgangswelle des Getriebes) und einer Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors darstellt;
9 ein Diagramm ist, das ein erstes Beispiel für ein Spannen-Einstellkennfeld darstellt, das zur Einstellung der Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors verwendet wird;
10 ein Diagramm ist, das ein zweites Beispiel für das Spannen-Einstellkennfeld darstellt;
11 ein Diagramm ist, das ein drittes Beispiel für das Spannen-Einstellkennfeld darstellt; und
12 ein Konfigurationsdiagramm ist, das die allgemeine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Modifikation der Ausführungsform veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Anhand einer Ausführungsform wird ein Modus zur Ausführung der Erfindung beschrieben.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die allgemeine Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Das Hybridfahrzeug 20 ist ein Beispiel für ein Hybridfahrzeug der Erfindung. 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die allgemeine Konfiguration eines Motors bzw. Verbrennungsmotors (VB-Motor) 22, eines Planetengetriebes 30, eines ersten Motors bzw. Elektromotors MG1, eines zweiten Motors bzw. Elektromotors MG2 und eines Getriebes 60 veranschaulicht. Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist als Fahrzeug mit Hinterradantrieb und Allradantrieb konfiguriert, wobei die Hinterräder 39ra, 39rb Hauptantriebsräder und die Vorderräder 39fa, 39fb Nebenantriebsräder sind. Wie in 1 und 2 dargestellt, weist das Hybridfahrzeug 20 den Verbrennungsmotor 22, das Planetengetriebe 30, den ersten Elektromotor MG1, den zweiten Elektromotor MG2, einen ersten Inverter/Umrichter 41, einen zweiten Inverter/Umrichter 42, eine Batterie 50, das Getriebe 60, ein Verteilergetriebe 120, eine hydraulische Bremsvorrichtung 90 und eine elektronische Hybrid-Steuereinheit (HV-ECU) 70 auf.
Der Verbrennungsmotor 22 ist als ein Verbrennungsmotor konfiguriert, der Leistung unter Verwendung von Benzin, Leichtöl, usw. als Kraftstoff ausgibt. Eine elektronische Steuereinheit für den Verbrennungsmotor (Verbrennungsmotor-ECU) 24 steuert den Betrieb des Verbrennungsmotors 22.
Auch wenn es in den Abbildungen nicht dargestellt ist, ist die Verbrennungsmotor-ECU 24 als Mikroprozessor konfiguriert, die hauptsächlich aus einer Haupt-Verarbeitungseinheit (CPU) besteht. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 weist neben der CPU einen ROM, der die Verarbeitungsprogramme speichert, einen RAM, der Daten vorübergehend speichert, Ein- und Ausgangsanschlüsse und einen Kommunikationsanschluss auf. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 empfängt/erhält über den Eingangsanschluss Signale von verschiedenen Sensoren, die zur Steuerung der Betätigung des Verbrennungsmotors 22 erforderlich sind. Ein Beispiel für die Signale, die in den Verbrennungsmotor-ECU 24 eingegeben werden, ist ein Kurbelwinkel Ocr einer Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 von einem Kurbelpositionssensor 23, der die Drehposition der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 erfasst. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 gibt über den Ausgangsanschluss verschiedene Steuersignale zur Steuerung der Betätigung des Verbrennungsmotors 22 aus. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 ist über den Kommunikationsanschluss mit die HV-ECU 70 verbunden. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 berechnet eine Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 auf der Grundlage des Kurbelwinkels Ocr vom Kurbelpositionssensor 23.
Das Planetengetriebe 30 ist als Einzelritzel-Planetengetriebe konfiguriert. Das Planetengetriebe 30 weist ein Sonnenrad 30s, bei dem es sich um ein Außenzahnrad handelt, ein Hohlrad 30r, bei dem es sich um ein Innenzahnrad handelt, eine Vielzahl von Ritzelrädern 30p, die mit dem Sonnenrad 30s und dem Hohlrad 30r kämmen, und einen Träger 30c auf, der das Ritzelrad 30p stützt, so dass sich das Ritzelrad 30p drehen (drehen) und umlaufen kann. Das Sonnenrad 30s ist mit einem Rotor des ersten Elektromotors MG1 verbunden. Das Hohlrad 30r ist mit einer Eingangswelle 61 des Getriebes 60 verbunden. Der Träger 30c ist über einen Dämpfer 28 mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 verbunden.
Der erste Elektromotor MG1 ist z.B. als ein Synchrongenerator-Elektromotor ausgeführt. Wie oben beschrieben, ist der Rotor des ersten Elektromotors MG1 mit dem Sonnenrad 30s des Planetengetriebes 30 verbunden. Der zweite Elektromotor MG2 ist z.B. als ein Synchrongenerator-Elektromotor konfiguriert. Ein Rotor des zweiten Elektromotors MG2 ist mit der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 verbunden. Der erste Inverter 41 und der zweite Inverter 42 dienen zum Antrieb des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 und sind über die (Strom-)Leitungen 54 mit der Batterie 50 verbunden. Eine elektronische Steuereinheit für Elektromotoren (E-Motor-ECU) 40 führt die Schaltsteuerung einer Vielzahl von Schaltelementen, des ersten Inverters 41, die nicht dargestellt sind, und einer Vielzahl von Schaltelementen, des zweiten Inverters 42, die nicht dargestellt sind, durch, um den ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 drehend anzutreiben.
Auch wenn es in den Abbildungen nicht dargestellt ist, ist die E-Motor-ECU 40 als Mikroprozessor konfiguriert, der hauptsächlich aus einer CPU besteht. Die E-Motor-ECU 40 weist zusätzlich zur CPU einen ROM, der Verarbeitungsprogramme speichert, einen RAM, der Daten vorübergehend speichert, Ein- und Ausgangsanschlüsse und einen Kommunikationsanschluss auf. Die E-Motor-ECU 40 empfängt/erhält über den Eingangsanschluss Signale von verschiedenen Sensoren, die zur Steuerung des Antriebs des ersten und des zweiten Elektromotors MG1, MG2 erforderlich sind. Beispiele für die Signale, die in die E-Motor-ECU 40 eingegeben werden, sind: Drehpositionen Om1, Om2 der Rotoren des ersten und zweiten Elektromotors MG1, MG2 von einem ersten Drehpositionssensor 43 und einem zweiten Drehpositionssensor 44, die die Drehpositionen der Rotoren des ersten und des zweiten Elektromotors MG1, MG2 erfassen/detektieren; und Phasenströme Iu1, Iv1, Iu2, Iv2 jeder Phase des ersten und zweiten Elektromotors MG1, MG2 von Stromsensoren, die einen Phasenstrom erfassen, der in jeder Phase des ersten und zweiten Elektromotors MG1, MG2 fließt. Die E-Motor-ECU 40 gibt über den Ausgangsanschluss Signale, wie z.B. Schaltsteuersignale für die nicht dargestellten Schaltelemente des ersten und des zweiten Inverters 41, 42, aus. Die E-Motor-ECU 40 ist über den Kommunikationsanschluss mit die HV-ECU 70 verbunden. Die E-Motor-ECU 40 berechnet die elektrischen Winkel Θe1Θe2 und Drehzahlen Nm1, Nm2 des ersten und des zweiten Elektromotors MG1, MG2 auf der Grundlage der Drehpositionen Om1, Om2 der Rotoren des ersten und zweiten Elektromotors MG1, MG2 von dem ersten und dem zweiten Drehpositionssensor 43, 44.
Die Batterie 50 ist z.B. als Lithium-Ionen-Sekundärbatterie oder als Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie konfiguriert. Wie oben beschrieben, ist die Batterie 50 über die (Strom-)Leitungen 54 mit dem ersten und zweiten Inverter 41, 42 verbunden. Eine elektronische Batterie-Steuereinheit (Batterie-ECU) 52 verwaltet/steuert die Batterie 50.
Auch wenn es in den Abbildungen nicht dargestellt ist, ist die Batterie-ECU 52 als Mikroprozessor konfiguriert, der hauptsächlich aus einer CPU besteht. Die Batterie-ECU 52 weist neben der CPU einen ROM, der Verarbeitungsprogramme speichert, einen RAM, der Daten vorübergehend speichert, Ein- und Ausgangsanschlüsse und einen Kommunikationsanschluss auf. Die Batterie-ECU 52 empfängt/erhält über den Eingangsanschluss Signale von verschiedenen Sensoren, die für die Verwaltung/Steuerung der Batterie 50 erforderlich sind. Beispiele für die Signale, die in die Batterie-ECU 52 eingegeben werden, sind: ein Strom Ib der Batterie 50 von einem Stromsensor 51a, der an einem Ausgangsanschluss der Batterie 50 angebracht ist; eine Spannung Vb der Batterie 50 von einem Spannungssensor 51b, der zwischen den Anschlüssen der Batterie 50 angebracht ist; und eine Temperatur Tb der Batterie 50 von einem Temperatursensor 51c, der an der Batterie 50 angebracht ist. Die Batterie-ECU 52 ist über den Kommunikationsanschluss mit die HV-ECU 70 verbunden. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand SOC der Batterie 50 basierend auf einem integrierten Wert des Stroms Ib der Batterie 50 vom Stromsensor 51a. Der Ladezustand SOC ist das Verhältnis der Restkapazität, die von der Batterie 50 entladen werden kann, zur maximalen Kapazität der Batterie 50.
Das Getriebe 60 ist als Vier-Gang-Getriebe konfiguriert. Das Getriebe 60 umfasst die Eingangswelle 61, eine Ausgangswelle (Antriebswelle) 62, ein erstes Planetengetriebe 63, ein zweites Planetengetriebe 64, eine erste Kupplung C1, eine zweite Kupplung C2, eine erste Bremse B1, eine zweite Bremse B2 und eine Einwegkupplung F1. Wie oben beschrieben, ist die Eingangswelle 61 mit dem Hohlrad 30r des Planetengetriebes 30 und dem zweiten Elektromotor MG2 verbunden. Die Ausgangswelle 62 ist mit dem Verteilergetriebe 120 verbunden.
Das erste Planetengetriebe 63 ist als ein Einzelritzel-Planetengetriebemechanismus ausgeführt. Das erste Planetengetriebe 63 weist ein Sonnenrad 63s, das ein Außenzahnrad ist, ein Hohlrad 63r, das ein Innenzahnrad ist, eine Vielzahl von Ritzelrädern 63p, die mit dem Sonnenrad 63s und dem Hohlrad 63r kämmen, und einen Träger 63c auf, der das Ritzelrad 63p stützt, so dass sich das Ritzelrad 63p drehen (drehen) und umlaufen kann.
Das zweite Planetenrad 64 ist als Einzelritzel-Planetenradmechanismus konfiguriert. Das zweite Planetengetriebe 64 weist ein Sonnenrad 64s, bei dem es sich um ein Außenzahnrad handelt, ein Hohlrad 64r, bei dem es sich um ein Innenzahnrad handelt, eine Vielzahl von Ritzelrädern 64p, die mit dem Sonnenrad 64s und dem Hohlrad 64r kämmen, und einen Träger 64c auf, der das Ritzelrad 64p stützt, so dass sich das Ritzelrad 64p drehen (drehen) und umlaufen kann.
Der Träger 63c des ersten Planetengetriebes 63 und das Hohlrad 64r des zweiten Planetengetriebes 64 sind miteinander gekoppelt (fixiert). Das Hohlrad 63r des ersten Planetengetriebes 63 und der Planetenträger 64c des zweiten Planetengetriebes 64 sind miteinander gekoppelt (fixiert). Dementsprechend fungieren das erste und das zweite Planetengetriebe 63, 64 als ein Vier-Elemente-Mechanismus, der vier Rotationselemente aufweist: das Sonnenrad 63s des ersten Planetengetriebes 63, der Träger 63c des ersten Planetengetriebes 63 und das Hohlrad 64r des zweiten Planetengetriebes 64, das Hohlrad 63r des ersten Planetengetriebes 63 und den Träger 64c des zweiten Planetengetriebes 64 und das Sonnenrad 64s des zweiten Planetengetriebes 64. Das Hohlrad 63r des ersten Planetengetriebes 63 und der Träger 64c des zweiten Planetengetriebes 64 sind mit der Ausgangswelle 62 gekoppelt.
Die erste Kupplung C1 verbindet und trennt die Eingangswelle 61 mit und von dem Sonnenrad 64s des zweiten Planetengetriebes 64. Die zweite Kupplung C2 verbindet und trennt die Eingangswelle 61 mit und von dem Träger 63c des ersten Planetengetriebes 63 und dem Hohlrad 64r des zweiten Planetengetriebes 64. Die erste Bremse B1 fixiert (verbindet) das Sonnenrad 63s des ersten Planetengetriebes 63 mit einem Getriebegehäuse 29, das ein stationäres Element ist, so dass das Sonnenrad 63s relativ zum Getriebegehäuse 29 nicht drehbar ist. Die erste Bremse B1 gibt außerdem das Sonnenrad 63s von dem Getriebegehäuse 29 frei, so dass das Sonnenrad 63s relativ zum Getriebegehäuse 29 drehbar ist. Die zweite Bremse B2 fixiert (verbindet) den Träger 63c des ersten Planetengetriebes 63 und das Hohlrad 64r des zweiten Planetengetriebes 64 mit dem Getriebegehäuse 29, so dass der Träger 63c und das Hohlrad 64r relativ zum Getriebegehäuse 29 nicht drehbar sind. Die zweite Bremse B2 gibt außerdem den Träger 63c und das Hohlrad 64r von dem Getriebegehäuse 29 frei, so dass der Träger 63c und das Hohlrad 64r relativ zum Getriebegehäuse 29 drehbar sind. Die Einwegkupplung F1 lässt den Träger 63c des ersten Planetengetriebes 63 und das Hohlrad 64r des zweiten Planetengetriebes 64 in eine Richtung rotieren/drehen und begrenzt die Rotation des Trägers 63c und des Hohlrades 64r in die andere Richtung.
Die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 sind jeweils als eine hydraulisch angetriebene Lamellenkupplung konfiguriert. Die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 sind jeweils als eine hydraulisch angetriebene Vollscheibenbremse konfiguriert. Die erste und zweite Kupplung C1, C2 und die erste und zweite Bremse B1, B2 arbeiten, wenn eine hydraulische Steuervorrichtung (nicht dargestellt) Hydrauliköl zu und von der ersten und zweiten Kupplung C1, C2 und der ersten und zweiten Bremse B1, B2 zu- und abführt.
3 ist eine Betriebstabelle, die die Beziehung zwischen jeder Gangstufe des Getriebes 60 und den Betriebszuständen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der Einwegkupplung F1 veranschaulicht. 4 ist ein kollineares Diagramm, das die Beziehung zwischen den Drehzahlen der Rotationselemente des Planetengetriebes 30 und des Getriebes 60 veranschaulicht. Das Getriebe 60 erreicht Vorwärtsgänge vom ersten Gang bis zum vierten Gang und einen Rückwärtsgang, indem die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die Einwegkupplung F1 ein- oder auskuppelt/im Eingriff stehen oder gelöst sind, wie es in 3 dargestellt ist.
Konkret wird der erste Vorwärtsgang erreicht, indem die erste Kupplung C1 eingekuppelt, die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 ausgekuppelt und die Einwegkupplung F1 betätigt wird (was die Einwegkupplung F1 dazu bringt, dass die Drehung des Trägers 63c des ersten Planetengetriebes 63 und des Hohlrades 64r des zweiten Planetengetriebes 64 in die andere Richtung eingeschränkt wird (negative Drehung in 4)). Im ersten Vorwärtsgang ist auch die zweite Bremse B2 eingekuppelt, wenn eine Bremskraft an die Eingangswelle 61 des Getriebes 60 aufgrund des regenerativen Antriebs des zweiten Elektromotors MG2 oder des Laufens des Verbrennungsmotors 22, bei dem die Kraftstoffeinspritzung durch den ersten Elektromotor MG1 gestoppt ist, ausgegeben wird.
Der zweite Vorwärtsgang wird durch Einkuppeln der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 und Auskuppeln der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 erreicht/eingestellt. Der dritte Vorwärtsgang wird durch das Einkuppeln der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 und durch das das Auskuppeln der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 erreicht. Der vierte Vorwärtsgang wird erreicht, indem die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingekuppelt und die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 ausgekuppelt werden. Der Rückwärtsgang wird durch das Einkuppeln der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 und durch das Auskuppeln der zweiten Kupplung C2 und der ersten Bremse B1 erreicht.
Das Verteilergetriebe 120 ist dazu in der Lage, die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung kontinuierlich zwischen z.B. 0 : 100 und 50 : 50 zu verändern. Die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung gibt an, wie die Antriebskraft, die an die Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 ausgegeben wird, auf die Vorderräder 39fa, 39fb als Nebenantriebsräder und die Hinterräder 39ra, 39rb als Hauptantriebsräder aufgeteilt wird. Dementsprechend befindet sich das Hybridfahrzeug 20 im Zweirad-Antriebsmodus (2WD), wenn die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung 0 : 100 ist, und im Allradantriebsmodus (4WD), wenn die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung ungleich 0 : 100 ist. Das heißt, dass das Hybridfahrzeug 20 als Teilzeit-4WD-Fahrzeug konfiguriert ist.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die allgemeine Konfiguration des Verteilergetriebes 120 veranschaulicht. Wie in der Abbildung dargestellt, weist das Verteilergetriebe 120 eine hinterradseitige Getriebewelle 121, eine vorderradseitige Getriebewelle 122, eine dritte Kupplung 130, eine Antriebseinheit 140 und einen Getriebemechanismus 150 auf. Die hinterradseitige Getriebewelle 121 ist mit der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 gekoppelt (siehe 1) und ist ebenfalls mit einer hinteren Propellerwelle 37r gekoppelt (siehe 1). Die vorderradseitige Getriebewelle 122 ist mit einer vorderen Propellerwelle 37f gekuppelt (siehe 1).
Die dritte Kupplung 130 ist als Lamellenkupplung konfiguriert. Die dritte Kupplung 130 weist eine Kupplungsnabe 131, eine Kupplungstrommel/Kupplungsglocke 132, eine Vielzahl von Reiblamellen 133 und einen Kolben 134 auf. Die Kupplungsnabe 131 ist mit der hinterradseitigen Getriebewelle 121 gekoppelt. Die Kupplungstrommel 132 ist mit einem Antriebszahnrad 151 des Getriebemechanismus 150 gekoppelt. Die Reiblamellen 133 sind so angeordnet, dass erste Lamellen 133a, die mit der äußeren Umfangsfläche der Kupplungsnabe 131 kerbverzahnt (verbunden) sind, und zweite Lamellen 133b, die mit der inneren Umfangsfläche der Kupplungstrommel 132 kerbverzahnt (verbunden) sind, abwechselnd angeordnet sind. Der Kolben 134 ist auf der dem Antriebszahnrad 151 des Getriebemechanismus 150 gegenüberliegenden Seite der Reiblamellen 133 angeordnet. Der Kolben 134 drückt (auf) die Reiblamellen 133, wenn sich der Kolben 134 auf das Antriebszahnrad 151 zubewegt.
Die dritte Kupplung 130 ist gelöst/ausgekuppelt, wenn sich der Kolben 134 zur vom Antriebszahnrad 151 abgewandten Seite bewegt und die Reiblamelle 133 nicht berührt. Wenn sich der Kolben 134 auf das Antriebszahnrad 151 zubewegt und die Reiblamelle 133 berührt, wird ein Übertragungs-Drehmoment (Drehmomentleistung) gemäß dem Bewegungsbetrag des Kolbens 134 angepasst, so dass die dritte Kupplung 130 ausgekuppelt, im Schlupf-Eingriff oder vollständig eingekuppelt ist.
Die Antriebseinheit 140 wird zum Antrieb der dritten Kupplung 130 verwendet. Die Antriebseinheit 140 weist einen dritten Elektromotor 141 und einen Gewindetrieb/Schraubenmechanismus 142 auf. Die HV-ECU 70 steuert den dritten Elektromotor 141. Der Gewindetrieb 142 ist als Kugelgewindetrieb konfiguriert und wandelt die Drehbewegung des dritten Elektromotors 141 in eine lineare Bewegung um. Der Gewindetrieb 142 weist ein Gewindespindelelement 144, ein Mutterelement 145 und eine Vielzahl von Kugeln 146 auf, die zwischen dem Gewindespindelelement 144 und dem Mutterelement145 angeordnet sind.
Das Gewindespindelelement 144 ist über einen Schneckenantrieb 143 mit dem dritten Elektromotor 141 gekoppelt. Der Schneckenantrieb 143 ist ein Zahnradpaar aus einer Schnecke 143a und einem Schneckenrad 143b. Die Schnecke 143a ist einstückig mit einer Drehwelle des dritten Elektromotors 141 ausgebildet. Das Schneckenrad 143b ist koaxial mit der hinterradseitigen Getriebewelle 121 angeordnet und ist einstückig mit dem Gewindespindelelement 144 ausgebildet. Die Rotation des dritten Elektromotors 141 wird in der Drehzahl reduziert und über den Schneckenantrieb 143 auf das Gewindespindelelement 144 übertragen.
Das Mutterelement 145 ist mit dem Gewindespindelelement 144 so gekoppelt, dass das Mutterelement 145 bei Drehung des Gewindespindelelements 144 in die Axialrichtung der hinterradseitigen Getriebewelle 121 beweglich ist. Das Mutterelement 145 ist außerdem mit dem Kolben 134 der dritten Kupplung 130 so gekoppelt, dass das Mutterelement 145 relativ zum Kolben 134 in die Axialrichtung der hinterradseitigen Getriebewelle 121 nicht beweglich ist und relativ zum Kolben 134 um die hinterradseitige Getriebewelle 121 drehbar ist.
Der Gewindetrieb 142 wandelt die vom dritten Elektromotor 141 auf das Gewindespindelelement 144 übertragene Drehbewegung in eine lineare Bewegung des Mutterelements 145 um und überträgt die lineare Bewegung über den Kolben 134 auf die Reiblamellen 133. Damit wird das Übertragungs-Drehmoment (Drehmomentleistung) der dritten Kupplung 130 eingestellt.
Der Getriebemechanismus 150 weist das Antriebszahnrad 151, ein angetriebenes Zahnrad 152 und eine Kette 153 auf. Wie oben beschrieben, ist das Antriebszahnrad 151 mit der Kupplungstrommel 132 der dritten Kupplung 130 gekoppelt. Das angetriebene Zahnrad 152 ist an der vorderradseitigen Getriebewelle 122 angebracht/befestigt. Die Kette 153 ist um das Antriebszahnrad 151 und das angetriebene Zahnrad 152 gewickelt. Der Getriebemechanismus 150 überträgt eine Antriebskraft, die von dem Antriebszahnrad 151 über die Kette 153 auf das angetriebene Zahnrad 152 übertragen wird.
Im Verteilergetriebe 120 sind die hinterradseitige Getriebewelle 121 und das Antriebszahnrad 151 getrennt, wenn die dritte Kupplung 130 im ausgekuppelten Zustand ist. Zu diesem Zeitpunkt überträgt das Verteilergetriebe 120 die gesamte Antriebskraft, die an die Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 abgegeben wird, auf die Hinterräder 39ra, 39rb. Im Verteilergetriebe 120 sind die hinterradseitige Getriebewelle 121 und das Antriebszahnrad 151 verbunden, wenn sich die dritte Kupplung 130 im Schlupf-Eingriffs-Zustand oder im voll eingekuppelten Zustand befindet. Zu diesem Zeitpunkt teilt das Verteilergetriebe 120 die Antriebskraft, die an die Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 abgegeben wird, zwischen den Hinterrädern 39ra, 39rb und den Vorderrädern 39fa, 39fb auf. Genauer gesagt, wenn sich die dritte Kupplung 130 im Schlupf-Eingriffs-Zustand befindet, ist es möglich, dass sich die hinterradseitige Getriebewelle 121 und das Antriebszahnrad 151 differentiell drehen, wodurch ein Differentialzustand erreicht wird. Wenn sich die dritte Kupplung 130 im vollständig eingekuppelten Zustand befindet, drehen sich die hinterradseitige Getriebewelle 121 und das Antriebszahnrad 151 zusammen, wodurch sie einen nichtdifferenziellen Zustand (einen so genannten mittleren Differentialsperrzustand) erreichen. Das Verteilergetriebe 120 wechselt somit kontinuierlich die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung zwischen z.B. 0 : 100 und 50 : 50, wie oben beschrieben, da das Übertragungs-Drehmoment der dritten Kupplung 130 durch die Steuerung des dritten Elektromotors 141 geregelt wird.
Wie in 1 dargestellt, weist die hydraulische Bremsvorrichtung 90 Bremsbeläge 92fa, 92fb, 92ra, 92rb, die an den Vorderrädern 39fa, 39fb und den Hinterrädern 39ra, 39rb befestigt sind, sowie einen Bremszylinder/Bremsaktuator 94 auf. Der Bremsaktuator 94 ist als ein Aktuator zum Einstellen von Öldrucken von nicht dargestellten Radbremszylindern konfiguriert, die die Bremsbeläge 92fa, 92fb, 92ra, 92rb antreiben und somit eine Bremskraft auf die Vorderräder 39fa, 39fb und die Hinterräder 39ra, 39rb ausüben. Eine elektronische Brems-Steuereinheit (Brems-ECU) 96 steuert den Antrieb des Bremsaktuators 94.
Auch wenn es in den Abbildungen nicht dargestellt ist, ist die Brems-ECU 96 als ein Mikroprozessor konfiguriert, der hauptsächlich aus einer CPU besteht. Die Brems-ECU 96 weist neben der CPU einen ROM, der Verarbeitungsprogramme speichert, einen RAM, der Daten vorübergehend speichert, Ein- und Ausgangsanschlüsse und einen Kommunikationsanschluss auf. Die Brems-ECU 96 empfängt über den Eingangsanschluss Signale von verschiedenen Sensoren, die zur Steuerung der Ansteuerung des Bremsaktuators 94 notwendig sind. Zu den Signalen, die in die Brems-ECU 96 eingegeben werden, zählen beispielsweise die Raddrehzahlen Vfa, Vfb, Vra, Vrb der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb von Raddrehzahlsensoren 97fa, 97fb, 97ra, 97rb, die an den Vorderrädern 39fa, 39fb und an den Hinterrädern 39ra, 39rb angebracht sind. Die Brems-ECU 96 gibt über den Ausgangsanschluss ein Antriebssteuersignal usw. für den Bremsaktuator 94 aus. Die Brems-ECU 96 wird über den Kommunikationsanschluss mit die HV-ECU 70 verbunden.
Die Brems-ECU 96 bestimmt auf der Grundlage der Raddrehzahlen Vfa, Vfb, Vra, Vrb der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb von den Raddrehzahlsensoren 97fa, 97fb, 97ra, 97rb, ob eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund von Leerlauf rutscht. Die Brems-ECU 96 nimmt diese Bestimmung beispielsweise vor, indem sie von jeder der Raddrehzahlen Vfa, Vfb, Vra, Vrb eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V subtrahiert und jeden der sich ergebenden Werte mit einem Schwellenwert vergleicht. Wenn die Brems-ECU 96 feststellt, dass keines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund des Leerlaufs rutscht, setzt die Brems-ECU 96 eine Schlupf-Detektions-Flag fs auf den Wert 0. Wenn die Brems-ECU 96 feststellt, dass eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund des Leerlaufs rutscht, setzt die Brems-ECU 96 die Schlupf-Detektions-Flag Fs auf den Wert 1.
Auch wenn es in den Abbildungen nicht dargestellt ist, ist die HV-ECU 70 als ein Mikroprozessor konfiguriert, der hauptsächlich aus einer CPU besteht. Die HV-ECU 70 weist zusätzlich zur CPU einen ROM, der Verarbeitungsprogramme speichert, einen RAM, der Daten vorübergehend speichert, Ein- und Ausgangsanschlüsse und einen Kommunikationsanschluss auf. Über den Eingangsanschluss empfängt die HV-ECU 70 Signale von verschiedenen Sensoren. Beispiele für die Signale, die in die HV-ECU 70 eingegeben werden, sind: eine Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 von einem ersten Drehzahlsensor 61a, der die Drehzahl der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 erfasst; eine Drehzahl Nout der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 von einem zweiten Drehzahlsensor 62a, der die Drehzahl der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 erfasst; und eine Drehposition Omt eines Rotors des dritten Elektromotors 141 des Verteilergetriebes 120 von einem dritten Drehpositionssensor 141a, der die Drehposition des Rotors des dritten Elektromotors 141 des Verteilergetriebes 120 erfasst. Beispiele für die Signale, die in den HV-ECU 70 eingegeben werden, sind weiterhin: ein Zündsignal von einem Zündschalter (IG) 80; eine Schaltposition SP von einem Schaltpositionssensor 82, der die Position eines Schalthebels 81 erfasst; ein Beschleunigungsvorrichtungs-Betätigungsbetrag/Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc von einem Gaspedal-Positionssensor 84, der den Betrag des Niederdrückens eines Gaspedals 83 erfasst; eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositionssensor 86, der den Betrag des Niederdrückens eines Bremspedals 85 detektiert/erfasst; ein Lenkwinkel Θs von einem Lenkwinkelsensor 87, der den Lenkwinkel eines Lenkrads, welches nicht dargestellt ist, erfasst/detektiert; eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V von einem Fahrzeugkörper-Geschwindigkeitssensor 88; und eine Außenlufttemperatur To von einem Außenlufttemperatursensor 89. Die HV-ECU 70 gibt über den Ausgangsanschluss ein Steuersignal für das Getriebe 60, ein Steuersignal für das Verteilergetriebe 120, usw. aus.
Wie oben beschrieben, ist die HV-ECU 70 über den Kommunikationsanschluss mit der Verbrennungsmotor-ECU 24, der E-Motor-ECU 40, der Batterie-ECU 52 und der Brems-ECU 96 verbunden. Die HV-ECU 70 berechnet ein Gangverhältnis/Übersetzungsverhältnis Gr des Getriebes 60, indem sie die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 vom ersten Drehzahlsensor 61a durch die Drehzahl Nout der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 vom zweiten Drehzahlsensor 62a dividiert, und schätzt eine Gangstufe Gs des Getriebes 60 auf Grundlage von dem berechneten Gangverhältnis Gr. Die HV-ECU 70 schätzt auch den Bewegungsbetrag des Kolbens 134 der dritten Kupplung 130, die Drehmomentleistung der dritten Kupplung 130 und ein Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr, basierend auf der Drehposition Omt des Rotors des dritten Elektromotors 141 vom dritten Drehpositionssensor 141a. Wie hier verwendet, bezieht sich das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr auf das Verhältnis der Antriebskraft, die auf die Hinterräder 39ra, 39rb übertragen wird, zur Gesamt-Antriebskraft, die von der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 über das Verteilergetriebe 120 auf ein vorderes Differentialgetriebe 38f (Vorderräder 39fa, 39fb) und ein hinteres Differentialgetriebe 38r (Hinterräder 39ra, 39rb) übertragen wird. Wie oben beschrieben, ist das Verteilergetriebe 120 dazu in der Lage, die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung stufenlos/durchgängig zwischen z.B. 0 : 100 und 50 : 50 zu verändern. Dementsprechend liegt das hintere Verhältnis Rr z.B. zwischen 0,5 bis 1,0.
Im Hybridfahrzeug 20 der oben beschriebenen Ausführung werden die HV-ECU 70, die Verbrennungsmotor-ECU 24 und die E-Motor-ECU 40 kooperativ/zusammenwirkend angesteuert, um den Verbrennungsmotor 22, den ersten und den zweiten Elektromotor MG1, MG2, das Getriebe 60 und das Verteilergetriebe 120 so zu steuern, dass das Hybridfahrzeug 20 im Hybridfahrzeug-Modus (HV-Modus) oder Elektrofahrzeug-Modus (EV-Modus) fährt. Der HV-Modus ist ein Modus, in dem das Hybridfahrzeug 20 mit dem Verbrennungsmotor 22 fährt, und der EV-Modus ist ein Modus, in dem das Hybridfahrzeug 20 ohne Betätigung des Verbrennungsmotors 22 fährt.
Das Getriebe 60 wird grundsätzlich wie folgt gesteuert. Die HV-ECU 70 stellt das für die Ausgangswelle (Antriebswelle) 62 des Getriebes 60 angeforderte/Soll-Ausgangswellen-Drehmoment Tout* auf der Grundlage des Gaspedal-Betätigungsbetrags Acc und der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V ein. Die HV-ECU 70 stellt auch eine Soll-Gangstufe Gs* des Getriebes 60 auf der Grundlage des angeforderten Ausgangswellen-Drehmoments Tout* und der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V ein. Die HV-ECU 70 steuert dann das Getriebe 60, um die Soll-Gangstufe Gs* des Getriebes 60 zu erreichen/erzielen.
Das Verteilergetriebe 120 wird grundsätzlich wie folgt gesteuert. Die HV-ECU 70 stellt auf Grundlage von dem Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc, der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V, dem Lenkwinkel Θs und auf Grundlage davon, ob eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund von Leerlauf rutscht, usw., ein Soll-Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr*ein. Die HV-ECU 70 steuert dann das Verteilergetriebe 120 so, dass das Soll- Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr* erreicht/erzielt wird.
Als Nächstes wird der Betrieb des Hybridfahrzeugs 20 gemäß der wie oben beschrieben, konfigurierten Ausführungsform beschrieben, insbesondere im Hinblick darauf, wie der Verbrennungsmotor 22, der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 im HV-Modus gezielt/spezifisch gesteuert werden. 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Steuerablauf zeigt, der von der HV-ECU 70 ausgeführt wird. Die HV-ECU 70 führt diesen Ablauf wiederholt aus.
In dem Steuerablauf nach 6 empfängt die HV-ECU 70 zunächst Daten, wie bspw. den Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc, die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V, die Drehzahlen Nm1, Nm2 des ersten und des zweiten Elektromotors MG1, MG2, den Ladezustand SOC der Batterie 50, die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60, das Gangverhältnis Gr des Getriebes 60, das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr und die Schlupf-Detektions-Flag fs (Schritt S100). In diesem Beispiel ist der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc ein Wert, der vom Gaspedalpositionssensor 84 erfasst wird. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V ist ein Wert, der durch den Fahrzeugkörpergeschwindigkeitssensor 88 erfasst wird. Die Drehzahlwerte Nm1, Nm2 des ersten und des zweiten Elektromotors MG1, MG2 sind Werte, die von der E-Motor-ECU 40 berechnet werden, und die HV-ECU 70 erhält diese Werte von der E-Motor-ECU 40 per Kommunikation. Der Ladezustand SOC der Batterie 50 ist ein von der Batterie-ECU 52 berechneter Wert, und die HV-ECU 70 erhält diesen Wert von der Batterie-ECU 52 per Kommunikation. Die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 ist ein Wert, der durch den ersten Drehzahlsensor 61a erfasst wird. Das Gangverhältnis Gr des Getriebes 60 und das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr sind Werte, die von der HV-ECU 70 erkannt werden. Die Schlupf-Detektions-Flag fs ist ein Wert, der von der Brems-ECU 96 eingestellt wird, und die HV-Steuerung 70 erhält diesen Wert von der Brems-ECU 96 per Kommunikation.
Sobald die HV-ECU 70 die Daten empfängt/erhält, stellt die HV-ECU 70 das für die Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 angeforderte Ausgangswellen-Drehmoment Tout* auf der Grundlage des Gaspedal-Betätigungsbetrags Acc und der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V ein (Schritt S102). Die HV-ECU 70 stellt auch das für die Eingangswelle 61 des Getriebes 60 angeforderte Eingangswellen-Drehmoment Tin* auf Grundlage von dem angeforderten Ausgangswellen-Drehmoment Tout* und dem Gangverhältnis Gr des Getriebes 60 (Schritt S104) ein.
Die HV-ECU 70 berechnet dann die für die Eingangswelle 61 des Getriebes 60 angeforderte Eingangswellenleistung Pin* durch Multiplikation des angeforderten Eingangswellen-Drehmoments Tin* mit der Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 (Schritt S106). Die HV-ECU 70 stellt auch die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie 50 (die einen positiven Wert annimmt, wenn die Leistung aus der Batterie 50 entladen wird), basierend auf dem Ladezustand SOC der Batterie 50 ein (Schritt S108).
Danach berechnet die HV-ECU 70 die für den Verbrennungsmotor 22 angeforderte Verbrennungsmotorleistung Pe*, indem die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie 50 von der angeforderten Eingangswellenleistung Pin* subtrahiert wird (Schritt S110). Die HV-ECU 70 stellt auch eine temporäre Solldrehzahl Netmp, die ein temporärer Wert einer Solldrehzahl Ne*des Verbrennungsmotors 22 ist, auf Grundlage von der angeforderten Verbrennungsmotorleistung Pe* und einer Betriebslinie des Verbrennungsmotors 22 ein (Schritt S112). Die Betriebslinie des Verbrennungsmotors 22 ist z.B. eine Kraftstoffeffizienz-Betriebslinie für den effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 22.
Anschließend stellt die HV-ECU 70 dann die zulässigen Höchst- und Mindestdrehzahlwerte Nemax*, Nemin* des Verbrennungsmotors 22 für die Steuerung ein, indem ein Zulässige-Höchst-und-Mindestdrehzahl-Einstellvorgang durchgeführt wird, der in 7 dargestellt ist (Schritt S120). Der Zulässige-Höchst-und-Mindestdrehzahl-Einstellvorgang wird später beschrieben. Die HV-ECU 70 stellt dann eine Solldrehzahl Ne*des Verbrennungsmotors 22 ein, indem sie die temporäre Solldrehzahl Netmp des Verbrennungsmotors 22 durch die zulässigen Höchst- und Mindest-Drehzahlen Nemax*, Nemin* begrenzt (überwacht), wie durch den nachstehenden Ausdruck (1) angegeben (Schritt S130). Die HV-ECU 70 berechnet das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22, indem sie die Soll-Verbrennungsmotorleistung Pe* des Verbrennungsmotors durch die eingestellte Solldrehzahl Ne*teilt (Schritt S140). $Ne * = max (min (Netmp, Nemax *), Nemin *)$
Anschließend berechnet die HV-ECU 70 eine Solldrehzahl Nm1* des ersten Elektromotors MG1, wie sie durch den nachstehenden Ausdruck (2) angegeben ist, unter Verwendung der Solldrehzahl Ne*des Verbrennungsmotors 22, einer Drehzahl Nr des Hohlrades 30r des Planetengetriebes 30 (= die Drehzahl Nm2 des zweiten Elektromotors MG2) und eines Gangverhältnisses ρ des Planetengetriebes 30 (= die Anzahl der Zähne des Sonnenrades 30s/die Anzahl der Zähne des Hohlrades 30r) (Schritt S150). Der Ausdruck (2) ist ein mechanischer Beziehungsausdruck für jedes Rotationselement des Planetengetriebes 30. Dieser Ausdruck (2) ist leicht mit Hilfe des kollinearen Diagramms von 4 zu erhalten. $Nm * = Ne * (1 + ρ) / ρ− Nm2/ ρ$
Die HV-ECU 70 berechnet dann ein Drehmomentkommando Tm1* für den ersten Elektromotor MG1, wie durch den nachstehenden Ausdruck (3) angegeben, unter Verwendung des Solldrehmoments Te* des Verbrennungsmotors 22 und der Drehzahl Nm1 und der Solldrehzahl Nm1*des ersten Elektromotors MG1 (Schritt S160). Der Ausdruck (3) ist ein Beziehungsausdruck in der Rückkopplungssteuerung für das Drehen des ersten Elektromotors MG1 mit der Solldrehzahl Nm1* (Drehen des Verbrennungsmotors 22 mit der Solldrehzahl Ne*). Der erste Term auf der rechten Seite des Ausdrucks (3) ist leicht mit Hilfe des kollinearen Diagramms aus 4 zu erhalten, „k1“ im zweiten Term auf der rechten Seite des Ausdrucks (3) ist die Verstärkung des proportionalen Terms, und „k2“ im dritten Term auf der rechten Seite des Ausdrucks (3) ist die Verstärkung des integralen Terms. $Tm 1 * = - ρ \times Te*/ (1 + ρ) + k 1 (Nm1* - Nm1) + k 2 \times \int (Nm1* - Nm1) dt$
Die HV-ECU 70 berechnet dann ein Drehmomentkommando Tm2* für den zweiten Elektromotor MG2, wie durch den nachstehenden Ausdruck (4) angegeben, unter Verwendung des angeforderten Eingangswellen-Drehmoments Tin*, des Drehmomentkommandos Tm1*für den ersten Elektromotor MG1 und des Gangverhältnisses ρ des Planetengetriebes 30 (Schritt S170). Der Ausdruck (4) lässt sich leicht mit Hilfe des kollinearen Diagramms von 4 erhalten. $Tm2 * = Tin * + Tm 1 * / ρ$
Sobald die HV-ECU 70 somit die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 und die Drehmomentkommandos Tm1*, Tm2* für den ersten und den zweiten Elektromotor MG1, MG2 erhält, sendet die HV-ECU 70 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 an die Verbrennungsmotor-ECU 24 und sendet die Drehmomentkommandos Tm1*, Tm2* für den ersten und den zweiten Elektromotor MG1, MG2 an die E-Motor-ECU 40 (Schritt S180). Die HV-ECU 70 beendet dann den Ablauf. Wenn die Verbrennungsmotor-ECU 24 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 empfängt/erhält, führt die Verbrennungsmotor-ECU 24 die Ansaugluftmengensteuerung, die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die Zündsteuerung, usw. des Verbrennungsmotors 22 durch, so dass der Verbrennungsmotor 22 auf der Grundlage der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* arbeitet. Wenn die E-Motor-ECU 40 die Drehmomentkommandos Tm1*, Tm2*für den ersten und zweiten Elektromotor MG1, MG2 empfängt/erhält, führt die E-Motor-ECU 40 die Schaltsteuerung der Schaltelemente des ersten und zweiten Inverters 41, 42 durch, so dass der erste und zweite Elektromotor MG1, MG2 gemäß den Drehmomentkommandos Tm1*, Tm2* angetrieben werden.
Als Nächstes wird Schritt S120 des Steuerablaufs nach 6, d.h. ein Verfahren zur Einstellung der zulässigen Höchst- und Mindestdrehzahlen Nemax*, Nemin* des Verbrennungsmotors 22 durch den in 7 dargestellten Zulässige-Höchst-und-Mindestdrehzahl-Einstellprozess beschrieben.
Bei dem Zulässige-Höchst-und-Mindestdrehzahl-Einstellprozess nach 7 berechnet die HV-ECU 70 zunächst die Höchst- und Mindestdrehzahlen Nemaxp(mg1), Neminp(mg1) des Verbrennungsmotors 22, die auf der Leistungsfähigkeit des ersten Elektromotors MG1 basieren, wie durch die nachstehenden Ausdrücke (5), (6) angegeben, unter Verwendung der Höchst- und Mindestdrehzahlen Nm1max, Nm1min gemäß der Leistungsfähigkeit des ersten Elektromotors MG1, der Drehzahl Nr des Hohlrades 30r des Planetengetriebes 30 (= die Drehzahl Nm2 des zweiten Elektromotors MG2 = die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60), und des Gangverhältnisses ρ des Planetengetriebes 30 (Schritt S200). Die Höchst- und Mindestdrehzahlen Nm1max, Nm1min gemäß der Leistungsfähigkeit des ersten Elektromotors MG1 sind eine Nenn-Höchstdrehzahl auf der positiven Rotationsseite und eine Nenn-Mindestdrehzahl auf der negativen Rotationsseite des ersten Elektromotors MG1. Die Ausdrücke (5), (6) lassen sich leicht mit Hilfe des kollinearen Diagramms aus 4 ermitteln. $Nemax (mg 1) = ρ \times Nm1max/ (1 + ρ) + Nm 2 / (1 + ρ)$
$Neminp (mg 1) = ρ \times Nm1min/ (1 + ρ) + Nm 2 / (1 + ρ)$
Die HV-ECU 70 berechnet dann die Höchst- und Mindestdrehzahlen Nemaxp(pin), Neminp(pin) des Verbrennungsmotors 22, die auf der Leistungsfähigkeit des Ritzelrades 30p des Planetengetriebes 30 basieren, wie durch die nachstehenden Ausdrücke (7), (8) gegeben, wobei die Höchst- und Mindestdrehzahlen Npinmax, Npinmin gemäß der Leistungsfähigkeit des Ritzelrades 30p des Planetengetriebes 30, die Drehzahl Nr des Hohlrades 30r des Planetengetriebes 30 (= die Drehzahl Nm2 des zweiten Elektromotors MG2 = die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60), und ein Gangverhältnis y des Ritzelrades 30p im Planetengetriebe 30 (= die Anzahl an Zähnen des Ritzelrades 30p/Anzahl an Zähnen des Hohlrades 30r) verwendet werden (Schritt S210). Die maximalen und Mindestdrehzahlen Npinmax, Npinmin gemäß der Leistungsfähigkeit des Ritzelrades 30p sind eine Nenn-Höchstdrehzahl auf der positiven Rotationsseite und eine Nenn-Mindestdrehzahl auf der negativen Rotationsseite des Ritzelrades 30p des Planetengetriebes 30. $Nemax (pin) = Nm 2 + γ+ Npinmax$
$Nemin (pin) = Nm 2 + γ+ Npinmin$
Danach stellt die HV-ECU 70 die maximalen und Mindestdrehzahlen Nemaxp, Neminp des Verbrennungsmotors 22 für den Teileschutz ein, wie durch die nachstehenden Ausdrücke (9), (10) (Schritt S220) angegeben. Wie aus dem Ausdruck (9) hervorgeht, ergibt sich die Höchstdrehzahl Nemaxp des Verbrennungsmotors 22 als kleinster Wert aus einer Höchstdrehzahl Nemaxp(eg) gemäß der Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors 22, aus der Höchstdrehzahl Nemaxp(mg1) des Verbrennungsmotors 22 und aus der Höchstdrehzahl Nemaxp(pin) des Verbrennungsmotors 22. Die Höchstdrehzahl Nemaxp(eg) gemäß der Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors 22 ist eine Nenn-Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors 22. Wie aus dem Ausdruck (10) hervorgeht, ergibt sich die Mindestdrehzahl Neminp des Verbrennungsmotors 22 als der Maximalwert aus einem Wert von 0, der eine Mindestdrehzahl des Verbrennungsmotors 22 gemäß der Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors 22 ist, aus der Mindestdrehzahl Neminp(mg1) des Verbrennungsmotors 22 und aus der Mindestdrehzahl Neminp(pin) des Verbrennungsmotors 22. $Nemaxp = (Nemax (eg), Nemax (mg 1), Nemax (pin))$
$Neminp = max (0, Neminp (mg 1), Neminp (pin))$
8 ist eine Grafik, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Gangstufe Gs des Getriebes 60, der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V (die Drehzahl Nout der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60) und der Höchstdrehzahl Nemaxp des Verbrennungsmotors 22 darstellt. Wie aus der Abbildung ersichtlich, ist die Höchstdrehzahl Nemaxp des Verbrennungsmotors 22 für jede Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V unterschiedlich, je nach Gangstufe Gs (Gangverhältnis Gr) des Getriebes 60. Dies ist darauf zurückzuführen, dass für jede Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 (die Drehzahl Nm2 des zweiten Elektromotors MG2) je nach der Gangstufe Gs des Getriebes 60 unterschiedlich ist und die maximalen und Mindestdrehzahlen Nemaxp(mg1), Neminp(mg1) und die maximalen und Mindestdrehzahlen Nemaxp(pin), Neminp(pin) des Verbrennungsmotors 22 je nach der Gangstufe Gs des Getriebes 60 unterschiedlich sind. Ebenso ist die Mindestdrehzahl Neminp des Verbrennungsmotors 22 für jede Fahrzeugkörpergeschwindigkeit V je nach der Gangstufe G des Getriebes 60 unterschiedlich.
Anschließend stellt die HV-ECU 70 eine Spanne α ein, indem sie das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr und ein Spannen-Einstellkennfeld verwendet (Schritt S230). Das Spannen-Einstellkennfeld wird im Voraus als Verhältnis zwischen dem Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr und die Spanne α bestimmt und im ROM (nicht abgebildet) gespeichert. 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Spannen-Einstellkennfeld zeigt. Wie in der Abbildung dargestellt, ist die Spanne α so eingestellt, dass die Spanne α mit abnehmendem Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr abnimmt (wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr von 1,0 auf 0,5 abnimmt). Der Grund dafür wird später beschrieben.
Sobald die HV-ECU 70 somit die Spanne α einstellt, prüft die HV-ECU 70 den Wert der Schlupf-Detektions-Flag fs (Schritt S240). Wenn der Wert der Schlupf-Detektions-Flags fs 0 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass keines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund von Leerlauf rutscht. In diesem Fall berechnet die HV-ECU 70 die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22, indem sie die Spanne α von der Höchstdrehzahl Nemaxp des Verbrennungsmotors 22 subtrahiert (Schritt S250). Die HV-ECU 70 berechnet auch die zulässige Mindestdrehzahl Nemin* des Verbrennungsmotors 22, indem sie zu der Mindestdrehzahl Neminp des Verbrennungsmotors 22 eine Spanne β addiert (Schritt S270). Die HV-ECU 70 beendet dann den Ablauf. Die Spanne β wird, falls erforderlich, bestimmt.
Sobald die HV-ECU 70 somit die zulässigen Höchst- und Mindestdrehzahlen Nemax*, Nemin* des Verbrennungsmotors 22 erzielt hat, stellt die HV-ECU 70 die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 ein, indem sie die temporäre Solldrehzahl Netmp des Verbrennungsmotors 22 durch die zulässigen maximalen und Mindestdrehzahlen Nemax*, Nemin* begrenzt (überwacht), und berechnet das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22, indem sie die Soll-Verbrennungsmotorleistung Pe* durch die Solldrehzahl Ne*des Verbrennungsmotors 22 dividiert/teilt.
Der Grund dafür, warum die Spanne α so eingestellt wird, dass die Spanne α mit abnehmendem Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr abnimmt (wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr von 1,0 auf 0,5 abnimmt), wird beschrieben. Durch eine derartige Einstellung der Spanne αs stellt die HV-ECU 70 die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 so ein, dass die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* zunimmt, wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr abnimmt. Wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr relativ niedrig ist (z.B. 0,5 oder 0,6), ist der Unterschied in der Antriebskraft zwischen den Vorderrädern 39fa, 39fb und den Hinterrädern 39ra, 39rb typischerweise kleiner und die Vorderräder 39fa, 39fb und die Hinterräder 39ra, 39rb schlupfen aufgrund von Leerlauf im Vergleich dazu weniger leicht durch, als wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr relativ hoch ist (z.B. 0,9 oder 1,0). Wenn eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund des Leerlaufs rutscht, nimmt die Raddrehzahl des schlupfenden Rades rasch/schnell zu. Infolgedessen steigen die Drehzahl Nout der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60, die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 und die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 entsprechend schnell an. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 kann daher höher werden als die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* Dementsprechend wird die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 auf einen relativ niedrigen Wert eingestellt, wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr relativ hoch ist. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist somit für den Teileschutz ausreichend darin beschränkt, höher als die Höchstdrehzahl Nemaxp zu werden (der Verbrennungsmotor 22, der erste Elektromotor MG1 und das Ritzelrad 30p des Planetengetriebes 30 sind hinreichend darin beschränkt, sich bei hohen Drehzahlen zu drehen). Die Teile sind somit besser geschützt. Wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr relativ niedrig ist, wird der zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 auf einen relativ hohen Wert eingestellt. Dadurch werden die Teile geschützt und die Verschlechterung der Fahrbarkeit wird ebenfalls verringert. Daraus lässt sich ableiten, dass sowohl ein Schutz der Teile als auch eine Reduzierung der Verschlechterung der Fahrbarkeit erzielt werden.
Wenn der Wert der Schlupf-Detektions-Flag fs im Schritt S240 „1“ ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund des Leerlaufs rutscht. Die HV-ECU 70 stellt die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 ein, indem sie die Spanne α von der Höchstdrehzahl Nemaxp des Verbrennungsmotors 22 subtrahiert und den daraus resultierenden Wert durch die vorhergehende zulässige Höchstdrehzahl Nemax* (vorherige Nemax*) des Verbrennungsmotors 22 überwacht, wie durch den nachstehenden Ausdruck (11) angegeben (Schritt S260). Die HV-ECU 70 berechnet auch die zulässige Mindestdrehzahl Nemin* des Verbrennungsmotors 22 gemäß dem oben beschriebenen Schritt S270. Die HV-ECU 70 beendet dann den Ablauf. $Nemax * = min (Nemaxp - α, vorherige Nemax *)$
Durch die Durchführung von Schritt S260 wird die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 daran gehindert, von ihrem aktuellen Wert aus anzusteigen, während eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund von Leerlauf rutscht. Damit wird verhindert, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 höher wird als die Höchstdrehzahl Nemaxp für den Teileschutz, d.h. der Verbrennungsmotor 22, der erste Elektromotor MG1, und die Ritzelräder 30p des Planetengetriebes 30 werden daran gehindert, mit hohen Drehzahlen zu drehen, wenn eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb aufgrund des Leerlaufs rutscht.
Im Hybridfahrzeug 20 der oben beschriebenen Ausführung steuern die HV-ECU 70, die Verbrennungsmotor-ECU 24 und die E-Motor-ECU 40 den Verbrennungsmotor 22 und den ersten und den zweiten Elektromotor MG1, MG2 so, dass das Hybridfahrzeug 20 so fährt, dass sich der Verbrennungsmotor 22 innerhalb des Bereichs der zulässigen Höchstdrehzahl Nemax* oder weniger dreht. In diesem Fall stellt die HV-ECU 70 die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 so ein, dass die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* höher ist, wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr niedrig ist, als wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr hoch ist. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 wird somit im Hinblick auf den Teileschutz ausreichend daran gehindert, höher als die Höchstdrehzahl Nemaxp zu werden, d.h. der Verbrennungsmotor 22, der erste Elektromotor MG1, und die Ritzelräder 30p des Planetengetriebes 30 werden ausreichend daran gehindert, bei hohen Drehzahlen zu drehen, wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr relativ hoch ist. Die Teile sind somit ausreichend geschützt. Wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr relativ niedrig ist, werden die Teile geschützt und die Verschlechterung der Fahrbarkeit wird ebenfalls reduziert. Auf dieser Grundlage kann man sagen, dass sowohl ein Schutz der Teile als auch eine Reduzierung der Verschlechterung der Fahrbarkeit erreicht werden.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform stellt die HV-ECU 70 die Spanne α mit Hilfe des Hinterrad-Antriebskraftverhältnisses Rr ein. Die HV-ECU 70 kann die Spanne α jedoch durch Verwendung von dem Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr und der Außenlufttemperatur To einstellen oder durch Verwendung von dem Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr und einer Niedrig-µ-Straße-Flag F einstellen. Die Niedrig-µ-Straße-Flag F ist eine Flag, die auf den Wert „1" eingestellt ist, wenn das Hybridfahrzeug 20 auf einer Niedrig-µ-Straße fährt, deren Oberfläche einen Reibungskoeffizienten gleich wie oder niedriger als ein Schwellenwert (z.B. 0,3, 0,35, 0,4) hat, und die auf den Wert 0 eingestellt ist, wenn das Hybridfahrzeug 20 nicht auf einer Niedrig-µ-Straße fährt. Beispiele für die „Niedrig-p-Straße“ sind eine nasse Straßenoberfläche, eine schneebedeckte Straße und eine vereiste Straße. Die HV-ECU 70 bestimmt, ob das Hybridfahrzeug 20 auf einer Niedrig-µ-Straße fährt, indem sie z.B. eine Variation (Differenz zwischen Höchst- und Mindestwerten) zwischen den Raddrehzahlen Vfa, Vfb, Vra, Vrb der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb von den Raddrehzahlsensoren 97fa, 97fb, 97ra, 97rb mit einem Schwellenwert vergleicht.
10 ist eine Grafik, die ein Beispiel für ein Spannen-Einstellkennfeld zeigt, das zur Einstellung der Spanne α mit Hilfe des Hinterrad-Antriebskraftverhältnisses Rr und der Außenlufttemperatur To verwendet wird. Im Beispiel aus 10 wird die Spanne α so eingestellt, dass die Spanne α abnimmt, wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr abnimmt (wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr von 1,0 in Richtung 0,5 abnimmt), und so eingestellt, dass die Spanne α zunimmt, wenn die Außenlufttemperatur To abnimmt. Die Beziehung zwischen dem Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr und der Spanne α ist oben beschrieben. Die Beziehung zwischen der Außenlufttemperatur To und der Spanne α beruht auf der Tatsache, dass, je niedriger die Außenlufttemperatur To ist, desto kälter die Straßenoberfläche ist und desto wahrscheinlicher ist es, dass die Vorderräder 39fa, 39fb und die Hinterräder 39ra, 39rb im Leerlauf schlupfen.
11 ist eine Grafik, die ein Beispiel für ein Spannen-Einstellkennfeld darstellt, das zur Einstellung des Randes unter Verwendung von dem Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr und der Niedrig-µ-Straße-Flag F verwendet wird. Im Beispiel nach 11 wird die Spanne α so eingestellt, dass die Spanne α abnimmt, wenn Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr abnimmt (wenn das Hinterrad-Antriebskraftverhältnis Rr von 1,0 in Richtung 0,5 abnimmt) und so eingestellt, dass die Spanne α größer ist, wenn der Wert der Niedrig-µ-Straße-Flag F 1 ist, als dann, wenn der Wert der Niedrig-µ-Straße-Flag F „0“ ist. Die Beziehung zwischen der Niedrig-µ-Straße-Flag F und der Spanne α basiert auf der Tatsache, dass die Vorderräder 39fa, 39fb und die Hinterräder 39ra, 39rb im Leerlauf mit größerer Wahrscheinlichkeit schlupfen, wenn das Hybridfahrzeug 20 auf einer Niedrig-µ-Straße fährt, als wenn das Hybridfahrzeug 20 auf einer anderen Straße als der Niedrig-µ-Straße fährt.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verhindert die HV-ECU 70, dass die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 von ihrem aktuellen Wert aus ansteigt, während ein Schlupf eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb detektiert wird. Die HV-ECU 70 kann jedoch verhindern, dass die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 von ihrem aktuellen Wert aus ansteigt, während die Traktionskontrolle (TRC), die das Schlupfen der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb reduziert, in Betrieb ist, anstelle von oder zusätzlich dazu, dass ein Schlupf eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb detektiert wird. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 wird somit im Hinblick auf den Teileschutz daran gehindert, höher als die Höchstdrehzahl Nemaxp zu werden (der Verbrennungsmotor 22, der erste Elektromotor MG1, und die Ritzelräder 30p des Planetengetriebes 30 werden daran gehindert, sich mit hohen Drehzahlen zu drehen), während die Traktionskontrolle in Betrieb ist.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verhindert die HV-ECU 70, dass die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 von ihrem aktuellen Wert aus ansteigt, während ein Schlupf eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb detektiert wird. Es kann allerdings sein, dass die HV-ECU 70 nicht verhindert, dass die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 von ihrem aktuellen Wert aus ansteigt (es kann sein, dass sie zulässt, dass die zulässige Höchstdrehzahl Nemax* des Verbrennungsmotors 22 von ihrem aktuellen Wert aus ansteigt), selbst während ein Schlupf eines der Vorderräder 39fa, 39fb und der Hinterräder 39ra, 39rb detektiert wird.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist der zweite Elektromotor MG2 direkt mit der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 verbunden. Der zweite Elektromotor MG2 kann jedoch über ein Untersetzungsgetriebe mit der Eingangswelle 61 des Getriebes 60 verbunden sein. Der zweite Elektromotor MG2 kann direkt mit der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 verbunden sein. Der zweite Elektromotor MG2 kann über ein Untersetzungsgetriebe mit der Ausgangswelle 62 des Getriebes 60 verbunden sein.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform weist die Antriebseinheit 140 des Verteilergetriebes 120 den dritten Elektromotor 141 und den Gewindetrieb 142 auf, der die Drehbewegung des dritten Elektromotors 141 in eine lineare Bewegung umwandelt, um den Kolben 134 der dritten Kupplung 130 anzutreiben (um den Kolben 134 in die Axialrichtung des Kolbens 134 zu bewegen). Die Antriebseinheit 140 kann jedoch anstelle des Gewindetrieb 142 einen Nockenmechanismus aufweisen, der die Drehbewegung des dritten Elektromotors 141 in eine lineare Bewegung umwandelt. Die Antriebseinheit 140 kann anstelle des dritten Elektromotors 141 und des Gewindetrieb 142 eine hydraulische Steuervorrichtung aufweisen, die den Kolben 134 hydraulisch antreibt.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist das Verteilergetriebe 120 in der Lage, die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung kontinuierlich zwischen z.B. 0 : 100 und 50 : 50 zu verändern. Das Verteilergetriebe 120 kann jedoch in der Lage sein, die Vorne-Hinten-Antriebskraftaufteilung zwischen zwei Stufen, nämlich zwischen z.B. 0 : 100 und 50 : 50, umzuschalten.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform wird als Getriebe 60 ein Vierganggetriebe verwendet. Als Getriebe 60 kann jedoch ein Drei-Gang-Getriebe, ein Fünf-Gang-Getriebe, ein Sechs-Gang-Getriebe, usw. verwendet werden.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform weist das Getriebe 60 auf. Das heißt, dass das Hohlrad 30r des Planetengetriebes 30 und der zweite Elektromotor MG2 über das Getriebe 60 mit der hinterradseitigen Getriebewelle 121 des Verteilergetriebes 120 gekoppelt sind. Wie jedoch ein Hybridfahrzeug 20B einer Modifikation, die in 12 gezeigt ist, muss das Hybridfahrzeug das Getriebe 60 nicht aufweisen. Im Hybridfahrzeug 20B aus 12 sind das Planetengetriebe 30 und der zweite Elektromotor MG2 direkt mit dem Verteilergetriebe 120 gekoppelt.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform wird die Batterie 50 als Energiespeichervorrichtung verwendet. Als Energiespeichervorrichtung kann jedoch ein Kondensator verwendet werden.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform weist die Verbrennungsmotor-ECU 24, die E-Motor-ECU 40, die Batterie-ECU 52, die Brems-ECU 96 und die HV-ECU 70 auf. Mindestens zwei dieser ECUs können jedoch als eine einzige elektronische Steuereinheit konfiguriert sein.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist als Teilzeit-Allradantrieb-(4WD)-Fahrzeug konfiguriert. Das Hybridfahrzeug 20 kann jedoch als Vollzeit -Allradantrieb-(4WD)-Fahrzeug konfiguriert sein.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist als Fahrzeug mit Hinterrad-Allradantrieb konfiguriert, wobei die Hinterräder 39ra, 39rb Hauptantriebsräder und die Vorderräder 39fa, 39fb Nebenantriebsräder sind. Das Hybridfahrzeug 20 kann jedoch als Vorderrad-Allradantrieb-Fahrzeug konfiguriert sein, bei dem die Vorderräder 39fa, 39fb Hauptantriebsräder und die Hinterräder 39ra, 39rb Nebenantriebsräder sind.
Der Zusammenhang zwischen den Hauptelementen der Ausführungsform und den in der „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Hauptelementen der Erfindung wird beschrieben. In der Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 22 ein Beispiel für den „Verbrennungsmotor“. Der erste Elektromotor MG1 ist ein Beispiel für den „ersten Elektromotor“. Das Planetengetriebe 30 ist ein Beispiel für die „Differentialeinheit“. Der zweite Elektromotor MG2 ist ein Beispiel für den „zweiten Elektromotor“. Das Verteilergetriebe 120 ist ein Beispiel für die „Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung“. Die HV-ECU 70, die Verbrennungsmotor-ECU 24 und die E-Motor-ECU 40 sind ein Beispiel für die „Steuervorrichtung“. Das Getriebe 60 ist ein Beispiel für das „Getriebe“.
Der Zusammenhang zwischen den Hauptelementen der Ausführungsform und den in der „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Hauptelementen der Erfindung ist lediglich beispielhaft dargestellt, um konkret die Art und Weise zu beschreiben, in der die Ausführungsform die in der „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebene Erfindung ausführt. Daher ist der Zusammenhang nicht dazu bestimmt, die in der „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebenen Elemente der Erfindung zu begrenzen. Das heißt, dass die in der „Zusammenfassung der Erfindung“ beschriebene Erfindung auf der Grundlage der Beschreibung in der „Zusammenfassung der Erfindung“ ausgelegt werden sollte, und die Ausführungsform ist lediglich ein konkretes Beispiel für die in der „Zusammenfassung der Erfindung" beschriebene Erfindung.
Obwohl der Modus zur Ausführung der Erfindung oben auf der Grundlage der Ausführungsform beschrieben ist, ist die Erfindung in keiner Weise auf die Ausführungsform beschränkt und kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden, ohne vom Grundgedanken und Kern der Erfindung abzuweichen.
Die Erfindung ist auf die Herstellung von Hybridfahrzeugen, etc. anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008247205 A [0002, 0004]
JP 2011218871 A [0003, 0004]

Claims

Hybridfahrzeug (20) mit: einem Verbrennungsmotor (22); einem ersten Elektromotor (MG1); einer Differentialeinheit (30) mit drei Rotationselementen, die mit einer Antriebswelle (62), dem Verbrennungsmotor (22) und dem ersten Elektromotor (MG1) verbunden sind; einem zweiten Elektromotor (MG2), der so konfiguriert ist, dass er eine Antriebskraft an die Antriebswelle (62) abgibt; einer Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung (120), die so konfiguriert ist, dass sie die Antriebskraft von der Antriebswelle (62) auf ein Hauptantriebsrad und ein Nebenantriebsrad überträgt und dass sie ein Hauptanteilsverhältnis anpasst, wobei das Hauptanteilsverhältnis ein Verhältnis der Antriebskraft, die auf das Hauptantriebsrad übertragen wird, zu einer Gesamt-Antriebskraft ist, die von der Antriebswelle (62) über die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung (120) auf das Hauptantriebsrad und das Nebenantriebsrad übertragen wird; und einer Steuervorrichtung (24, 40, 70), die so konfiguriert ist, dass sie den Verbrennungsmotor (22), den ersten Elektromotor (MG1) und den zweiten Elektromotor (MG2) so steuert, dass das Hybridfahrzeug (20) so fährt, dass sich der Verbrennungsmotor (22) innerhalb eines Bereichs einer zur Steuerung zulässigen Höchstdrehzahl (Nemax*) oder weniger dreht, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) so einzustellen, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) höher ist, wenn das Hauptanteilsverhältnis niedriger ist, als dann, wenn das Hauptanteilsverhältnis höher ist.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) so einzustellen, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) zunimmt, wenn das Hauptanteilsverhältnis abnimmt.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) so einzustellen, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) abnimmt, wenn die Außenlufttemperatur abnimmt.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) so einzustellen, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) niedriger ist, wenn das Hybridfahrzeug (20) auf einer Niedrig-µ-Straße fährt, als dann, wenn das Hybridfahrzeug (20) auf einer anderen Straße als der Niedrig-µ-Straße fährt, wobei die Niedrig-µ-Straße eine Straße ist, die eine Oberfläche mit einem Reibungskoeffizienten gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Wert hat.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, zu verhindern, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) von einem aktuellen Wert der zulässigen Höchstdrehzahl (Nemax*) aus ansteigt, wenn entweder eine erste Bedingung oder eine zweite Bedingung erfüllt ist, wobei die erste Bedingung eine Bedingung ist, dass ein Schlupf von entweder dem Hauptantriebsrad oder dem Nebenantriebsrad detektiert wird, und die zweite Bedingung eine Bedingung ist, dass eine Schlupf-Verringerungsfunktion zur Verringerung des Schlupfs des Hauptantriebsrads und des Nebenantriebsrads in Betrieb ist.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) einzustellen, indem sie eine Spanne von einer Höchstdrehzahl für einen Teileschutz subtrahiert, wobei die Höchstdrehzahl für den Teileschutz eine Höchstdrehzahl ist, die als eine aus einer ersten Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors (22), die auf der Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors (22) basiert, aus einer zweiten Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors (22), die auf der Leistungsfähigkeit des ersten Elektromotors (MG1) basiert, und aus einer dritten Höchstdrehzahl des Verbrennungsmotors (22), die auf der Leistungsfähigkeit der Differentialeinheit (30) basiert, erhalten wird; und die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) zu erhöhen, indem die Spanne verringert, wenn das Hauptanteilsverhältnis niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn das Hauptanteilsverhältnis hoch ist.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Getriebe (60), das Leistung zwischen einer mit der Differentialeinheit (30) verbundenen Eingangswelle (61) und der Antriebswelle (62) mit einer Änderung einer Gangstufe überträgt, wobei der zweite Elektromotor (MG2) mit der Eingangswelle (61) oder der Antriebswelle (62) verbunden ist, und wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) konfiguriert ist, um die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) basierend auf dem Hauptanteilsverhältnis und einer Drehzahl der Eingangswelle (61) des Getriebes (60) einzustellen.
Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs (20), wobei das Hybridfahrzeug aufweist: einen Verbrennungsmotor (22), einen ersten Elektromotor (MG1), eine Differentialeinheit (30) mit drei Rotationselementen, die mit einer Antriebswelle (62), dem Verbrennungsmotor (22) und dem ersten Elektromotor (MG1) verbunden sind, einen zweiten Elektromotor (MG2), der so konfiguriert ist, dass er eine Antriebskraft an die Antriebswelle (62) abgibt, und eine Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung (120), die so konfiguriert ist, dass sie die Antriebskraft von der Antriebswelle (62) auf ein Hauptantriebsrad und ein Nebenantriebsrad überträgt und dass sie ein Hauptanteilsverhältnis anpasst, wobei das Hauptanteilsverhältnis ein Verhältnis der Antriebskraft, die auf das Hauptantriebsrad übertragen wird, zu einer Gesamt-Antriebskraft ist, die über die Antriebskraft-Aufteilungsvorrichtung (120) von der Antriebswelle (62) auf das Hauptantriebsrad und das Nebenantriebsrad übertragen wird, wobei das Verfahren aufweist: Steuern des Verbrennungsmotors (22), des ersten Elektromotors (MG1) und des zweiten Elektromotors (MG2) derart, dass das Hybridfahrzeug (20) so fährt, dass sich der Verbrennungsmotor (22) innerhalb eines Bereichs einer zur Steuerung zulässigen Höchstdrehzahl (Nemax*) oder weniger dreht; und Einstellen der zulässigen Höchstdrehzahl (Nemax*) derart, dass die zulässige Höchstdrehzahl (Nemax*) höher ist, wenn das Hauptanteilsverhältnis niedriger ist, als dann, wenn das Hauptanteilsverhältnis höher ist.