DE112008002503B4 - Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit - Google Patents

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Abstract

Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine (1) und einem ersten Elektromotor (2) und einem zweiten Elektromotor (3), die in der Lage sind, eine elektrische Leistung zu erzeugen, wobei das Steuerungssystem Folgendes aufweist:einen Leistungsverteilungsmechanismus (4) mit drei Drehelementen (Rm, Sm, Cm), die untereinander differenziell drehbar sind, einschließlich eines ersten Drehelements (Rm), mit dem eine Leistung der Brennkraftmaschine (1) übertragen wird, einem zweiten Drehelement (Sm), mit dem eine Leistung des ersten Elektromotors (2) übertragen wird, und einem dritten Drehelement (Cm), mit dem eine Leistung des zweiten Elektromotors (2) übertragen wird, wobei das erste Drehelement (Rm) des Leistungsverteilungsmechanismus (4) direkt mit der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist;einen Drehzahländerungsmechanismus (14), der in der Lage ist, einen ersten Drehzahländerungsmodus, bei dem die von dem zweiten Drehelement (Sm) übertragene Leistung zu einem Abgabebauteil (15) abgegeben wird, und einen zweiten Drehzahländerungsmodus festzulegen, bei dem die von dem dritten Drehelement (Cm) übertragene Leistung zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird; undeine erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung (31, S7, S8), die einen EV-Betriebsmodus durch vorübergehendes Unterbinden einer Übertragung der Leistung der Brennkraftmaschine (1) zu dem Abgabebauteil (15) festlegt, während die von einem beliebigen von den Elektromotoren (2, 3) abgegebene Leistung zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird, anstelle dass die Leistung der Brennkraftmaschine (1) übertragen wird, im Falle des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus (14) gemäß einer Bedingung, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine (1) zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird, ohne dass die Leistung der Brennkraftmaschine (1) in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren (2, 3) umgewandelt wird.

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem zum Steuern einer Hybridantriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und zumindest zwei Elektromotoren. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Steuerungssystem zum Ausführen einer Steuerung zum Schalten eines Antriebsmodus oder eines Drehzahländerungsmodus der Hybridantriebseinheit.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das Steuerungssystem dieser Art ist angepasst, um nicht nur die Brennkraftmaschine und den Elektromotor zum Abgeben von Leistung zu steuern, oder um den Elektromotor zum Abgeben der Leistung anstelle der Brennkraftmaschine zu verwenden, sondern auch um eine Drehzahl der Brennkraftmaschine mittels des Elektromotors zu steuern, um dadurch die Brennkraftmaschine mit einem optimalen Kraftstoffverbrauch anzutreiben. Zum Beispiel wird die Leistung, die von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, zu der Elektromotorseite und einer Abgabewellenseite durch einen Differenzialmechanismus verteilt, und wird ein Drehmoment der Abgabewellenseite durch eine Reaktion erhöht, die sich durch die Verwendung des Elektromotors als Generator ergibt. Die erzeugte elektrische Leistung wird zum Antreiben eines Fahrzeugs verwendet. Gemäß der derart strukturierten Hybridantriebseinheit muss die Leistung, die von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, in die elektrische Leistung umgewandelt werden. Wenn sich ein Ausmaß einer derartigen Leistungsumwandlung erhöht, erhöht sich dadurch ein Leistungsverlust, der sich aus der Leistungsumwandlung ergibt. Um einen derartigen Nachteil zu vermeiden, wird gemäß dem Stand der Technik ein Leistungsübertragungsmodus der Antriebseinheit, das heißt ein Antriebsmodus (oder Betriebsmodus) gemäß einer Antriebsbedingung geschaltet.
  • Zum Beispiel offenbart JP 2005 - 125 876 A eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung. Insbesondere weist gemäß der Lehre von JP 2005 - 125 876 A die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung ein Eingangselement, mit dem eine Brennkraftmaschine verbunden ist, ein Reaktionskraftelement, mit dem ein erster Motor/Generator verbunden ist, einen Leistungsverteilungsmechanismus zum Ausführen eines Differenzialvorgangs mit einem Ausgangselement, das mit einem zweiten Motor/Generator verbunden ist, und zwei Kupplungen zum wahlweisen Verbinden eines Ausgabebauteils mit dem Ausgangselement und dem Reaktionskraftelement auf. Daher wird gemäß der in JP 2005 - 125 876 A gelehrten Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung das Maschinendrehmoment zu dem Ausgabebauteil abgegeben, während es durch den Leistungsverteilungsmechanismus verstärkt wird, und wird der Antriebsmodus zwischen einem Antriebsmodus, bei dem ein Drehzahländerungsverhältnis kontinuierlich variiert wird, und einem Antriebsmodus geschaltet, bei dem ein Fahrzeug mittels einem beliebigen der Motoren/Generatoren als eine primäre Antriebsvorrichtung angetrieben wird.
  • Gemäß der Lehre von JP 2005 - 125 876 A wird der Antriebsmodus (oder Betriebsmodus) gemäß einem Eingriffsstatus der zwei Kupplungen verändert. Daher können die Drehzahlen und die Leistungsübertragungswirkungsgrade der Maschine und des Motors/Generators durch Eingreifen oder Lösen der Kupplungen in Übereinstimmung mit einer Antriebsbedingung des Fahrzeugs wie zum Beispiel einem Öffnungsgrad eines Beschleunigers oder einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs optimiert werden. Jedoch kann während einer Modusänderung das Fahrzeug durch die Leistung der Maschine angetrieben gehalten werden. Zusätzlich kann im Falle einer Anordnung eines Drehzahländerungsmechanismus für den Zweck des Variierens der Antriebsmodi das Fahrzeug auch durch die Leistung der Maschine während einer Modusänderung, die durch Ausführen einer Drehzahländerung des Drehzahländerungsmechanismus ausgeführt wird, angetrieben gehalten werden. In diesen Fällen wird eine Betriebsbedingung der Maschine, das heißt ein Betriebspunkt der Maschine, durch eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Antriebsbefehl, etc. reguliert. Dies bedeutet, dass die Betriebsbedingung der Maschine eine nicht akzeptable Bedingung sein kann. Zum Beispiel kann die Drehzahl der Maschine auf eine Drehzahl verringert werden, die geringer als eine vorbestimmte zulässige Drehzahl ist, andererseits kann die Betriebsbedingung der Maschine in einen Betriebsbereich geraten, in dem ein Geräusch oder eine Vibration ein zulässiges Niveau überschreitet. In derartigen Fällen muss der Betriebspunkt der Maschine zwangsweise verändert werden, wenn der Modus nicht verändert wird. Als Ergebnis kann sich der Kraftstoffverbrauch verschlechtern oder kann durch eine Beschleunigung und Verzögerung, die durch eine derartige Änderung des Betriebspunkts der Maschine verursacht wird, ein unkomfortables Befinden auftreten.
  • US 2006 / 0 189 428 A1 zeigt ein Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und einem ersten Elektromotor und einem zweiten Elektromotor, die in der Lage sind, eine elektrische Leistung zu erzeugen. Das Steuerungssystem weist Folgendes auf: einen Leistungsverteilungsmechanismus mit drei Drehelementen, die zueinander relativ drehbar sind, einschließlich eines ersten Drehelements, zu dem eine Leistung der Brennkraftmaschine übertragbar ist, einem zweiten Drehelement, zu dem eine Leistung des ersten Elektromotors übertragbar ist, und einem dritten Drehelement, zu dem eine Leistung des zweiten Elektromotors übertragbar ist; und einen Drehzahländerungsmechanismus, der in der Lage ist, einen ersten Drehzahländerungsmodus, bei dem die von dem zweiten Drehelement übertragene Leistung zu einem Abgabebauteil abgegeben wird, und einen zweiten Drehzahländerungsmodus festzulegen, bei dem die von dem dritten Drehelement übertragene Leistung zu dem Abgabebauteil abgegeben wird.
  • Ein weiteres Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und einem ersten Elektromotor und einem zweiten Elektromotor gemäß dem Stand der Technik ist in US 5 730 676 A gezeigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Drehzahländerungsbedingung oder einen Drehzahländerungsmodus eines Drehzahländerungsmechanismus selbst in einem Fall zu schalten, in dem eine Betriebsbedingung einer Brennkraftmaschine über einen zulässigen Bereich hinaus geht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
  • Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit des Weiteren Folgendes auf: eine zweite Drehzahländerungssteuerungseinrichtung, die die Brennkraftmaschine im Falle des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß der Bedingung angetrieben hält, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird; und eine Auswahleinrichtung, die eine von der ersten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung und der zweiten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung, um den Drehzahländerungsmodus zu schalten, auf der Grundlage des Antriebszustands der Hybridantriebseinheit auswählt.
  • Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit des Weiteren eine Erfassungseinrichtung auf, die eine Tatsache erfasst, dass eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine über einen vorbestimmten zulässigen Vibrationsgeräuschbereich hinausgeht, oder eine Tatsache erfasst, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine niedriger als eine vorbestimmte zulässige niedrigste Drehzahl ist, in einem Fall des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß einer Bedingung, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird. Die vorstehende Auswahleinrichtung kann eine Einrichtung aufweisen, die die erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung, um den Drehzahländerungsmodus zu schalten, in dem Fall auswählt, dass die Erfassungseinrichtung die Tatsache erfasst, dass die Antriebsbedingung der Brennkraftmaschine über den vorbestimmten zulässigen Vibrationsgeräuschbereich hinausgeht, oder die Tatsache erfasst, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedriger als die vorbestimmte zulässige niedrigste Drehzahl wird, wenn der Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß der Bedingung geschaltet wird, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird.
  • Bevorzugt ist der Leistungsverteilungsmechanismus ein Planetengetriebemechanismus der Doppelritzelbauart und weist Folgendes auf: ein erstes Sonnenrad als ein externes Rad (Zahnrad), mit dem die Leistung des ersten Elektromotors übertragen wird; ein erstes Hohlrad als ein internes Rad (Zahnrad), das konzentrisch zu dem ersten Sonnenrad angeordnet ist und mit dem die Leistung der Brennkraftmaschine übertragen wird; und einen ersten Träger, der ein Ritzelrad hält, das mit dem ersten Sonnenrad und einem weiteren Ritzelrad, das mit dem Ritzelrad und dem ersten Hohlrad in Eingriff ist, in Eingriff ist und mit dem die Leistung des zweiten Elektromotors übertragen wird. Der vorstehend erwähnte Drehzahländerungsmechanismus kann Folgendes aufweisen: einen Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart mit einem zweiten Sonnenrad als ein externes Rad (Zahnrad), einem zweiten Hohlrad (Zahnrad), das fixiert und konzentrisch zu dem zweiten Sonnenrad angeordnet ist, und einem zweiten Träger, der ein Ritzelrad hält, das mit dem zweiten Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad in Eingriff ist; eine erste Kupplung, die das zweite Sonnenrad wahlweise mit dem ersten Träger verbindet; eine zweite Kupplung, die das zweite Sonnenrad wahlweise mit dem ersten Elektromotor verbindet; eine dritte Kupplung, die den zweiten Träger wahlweise mit dem Abgabebauteil verbindet; eine vierte Kupplung, die den zweiten Träger wahlweise mit dem Abgabebauteil verbindet; eine fünfte Kupplung, die den ersten Elektromotor wahlweise mit dem ersten Sonnenrad verbindet; und eine Bremse, die den ersten Elektromotor wahlweise anhält.
  • Bevorzugt wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Übertragung der Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil durch Stoppen einer Verbrennung von Kraftstoff oder durch Trennen einer Übertragung des Drehmoments zwischen der Brennkraftmaschine und dem Abgabebauteil unterbunden.
  • Zusätzlich kann die erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung eine Einrichtung aufweisen, die den ersten Elektromotor von dem ersten Sonnenrad durch Lösen der fünften Kupplung abkoppelt.
  • Das Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit kann des Weiteren Folgendes aufweisen: eine Kupplung, die eines von dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement wahlweise mit dem Drehzahländerungsmechanismus verbindet; und eine weitere Kupplung, die das verbleibende zweite oder dritte Drehelement wahlweise mit dem Drehzahländerungsmechanismus oder dem Abgabebauteil verbindet.
  • Somit kann bei der Hybridantriebseinheit der Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß der Bedingung geschaltet werden, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird. Jedoch kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß der Bedingung geschaltet werden, die durch die erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung erreicht wird, bei der die Übertragung der Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil unterbunden wird, und bei der die Leistung des Elektromotors zu dem Abgabebauteil anstelle der Leistung der Brennkraftmaschine übertragen wird. Das heißt, der Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus beeinflusst nicht eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine. In anderen Worten wird das Schalten des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus nicht durch die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine beschränkt. Daher wird das Schalten des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus erlaubt. Aus diesem Grund ändert sich die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine nicht über den vorbestimmten zulässigen Bereich hinaus, so dass lautere Geräusche und höhere Vibrationen sowie Verschlechterungen bezüglich eines unkomfortablen Befindens und des Kraftstoffverbrauchs verhindert oder beschränkt werden können.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Ablaufschaubild, das ein Beispiel einer durch das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung auszuführenden Steuerung erläutert.
    • 2 ist ein Diagramm, das einen Betriebspunkt der Maschine und einen Geräusch- und Vibrationsbereich schematisch zeigt.
    • 3 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Änderung des Verhaltens des Leistungsverteilungsmechanismus während eines Schaltbetriebs von dem „2. CVT“ Modus zu dem „1. CVT“ Modus schematisch zeigt.
    • 4 ist ein skelettartiges Diagramm, das ein Beispiel der Hybridantriebseinheit schematisch zeigt, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird.
    • 5 ist eine Tabelle, die Eingriffszustände der Kupplungen und der Bremse während jedes Modus zeigt.
    • 6 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Betriebsbedingung während des 1. CVT Modus anzeigt.
    • 7 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Betriebsbedingung während des 1. + 2. fixierten Modus anzeigt.
    • 8 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Betriebsbedingung während des 2. CVT Modus anzeigt.
    • 9 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Betriebsbedingung während des 2. + 3. fixierten Modus anzeigt.
    • 10 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Betriebsbedingung während des 3. CVT Modus anzeigt.
    • 11 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Betriebsbedingung während des 3. MG1 gesperrten Modus anzeigt.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Nachstehend ist die Erfindung in Bezug auf ihre spezifischen Beispiele beschrieben. Die Hybridantriebseinheit, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird, weist eine Brennkraftmaschine und zumindest zwei Elektromotoren als primäre Antriebsvorrichtungen auf. Insbesondere ist die Brennkraftmaschine eine thermische Maschine, die angepasst ist, um eine thermische Leistung, die durch Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, in der Form von mechanischer Leistung abzugeben, wie zum Beispiel eine Ottomaschine, eine Dieselmaschine, eine Gasmaschine, die Gas als Kraftstoff verwendet. Der Elektromotor ist angepasst, nicht nur eine mechanische Leistung in einem Fall abzugeben, wenn er durch Zuführen von elektrischer Leistung angetrieben wird, sondern auch eine elektromotorische Kraft in einem Fall zu erzeugen, wenn er durch eine äußere Kraft zwangsweise angetrieben wird. Zum Beispiel kann ein Synchronmotor der Permanentmagnetbauart verwendet werden.
  • Diese Brennkraftmaschine und diese Elektromotoren sind mit einem Leistungsverteilungsmechanismus verbunden. Insbesondere ist der Leistungsverteilungsmechanismus angepasst, um die von der Brennkraftmaschine abgegebene Leistung zu einem von den Elektromotoren und zu einer Abgabeseite zu verteilen. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Differenzialmechanismus zumindest drei Drehelemente auf, die sich untereinander differenziell drehen können, zum Beispiel kann ein Planetengetriebemechanismus der Doppelritzelbauart, ein Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart, oder ein Planetenrollkörpermechanismus als der Leistungsverteilungsmechanismus verwendet werden. Die Brennkraftmaschine ist mit einem ersten Drehelement des Leistungsverteilungsmechanismus derart verbunden, um deren Leistung zu übertragen. Die Brennkraftmaschine ist mit dem ersten Drehelement direkt verbunden. Die vorstehenden Elektromotoren sind individuell mit einem zweiten Drehelement und einem dritten Drehelement verbunden. Die Elektromotoren können mit dem zweiten Drehelement oder dem dritten Drehelement nicht nur direkt sondern auch indirekt über einen Übertragungsmechanismus wie zum Beispiel eine Kupplung oder dergleichen verbunden sein. Zusätzlich kann ein Drehzahlreduktionsmechanismus zwischen einem der Elektromotoren und dem zweiten Drehelement oder dem dritten Drehelement angeordnet sein. In diesem Fall kann ein kleinerer Elektromotor verwendet werden, das heißt dessen Abgabedrehmoment kleiner ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Hybridantriebseinheit des Weiteren einen Drehzahländerungsmechanismus auf. Der Drehzahländerungsmechanismus ist zwischen dem Leistungsverteilungsmechanismus und dem Abgabebauteil angeordnet und ist angepasst, um die zu ihm eingehende Leistung zu dem Abgabebauteil abzugeben, während eine Drehzahländerung ausgeführt wird oder während keine Drehzahländerung ausgeführt wird. Zusätzlich ist der Drehzahländerungsmechanismus in der Lage, zumindest zwei Drehzahländerungsmodi festzulegen. Insbesondere ist der Drehzahländerungsmodus angepasst, um einen Drehzahländerungsmodus, bei dem eine Leistung, die zu dem Drehzahländerungsmechanismus von einem von dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement eingegeben wird, zu dem Abgabebauteil ausgegeben wird, während eine Drehzahländerung ausgeführt wird oder während keine Drehzahländerung ausgeführt wird, und einen Drehzahländerungsmodus festzulegen, bei dem eine Leistung, die zu dem Drehzahländerungsmodus von dem anderen Drehelement eingegeben wird, zu dem Abgabebauteil abgegeben wird, während eine Drehzahländerung ausgeführt wird oder während keine Drehzahländerung ausgeführt wird.
  • Um den Drehzahländerungsmodus des Getriebes zu schalten, das heißt, um einen Drehzahländerungsbetrieb zu steuern, ist das Steuerungssystem mit einer ersten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung vorgesehen. Die erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung ist angepasst, um einen EV Betriebsmodus in einem Fall des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß einer Bedingung festzulegen, bei der die von einer Brennkraftmaschine abgegebene Leistung zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird. Während des EV Betriebsmodus wird die Übertragung der Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil unterbunden und wird die Leistung von zumindest einem von den Elektromotoren zu dem Abgabebauteil anstelle der Leistung der Brennkraftmaschine übertragen, die zu dem Abgabebauteil übertragen wurde. Das heißt, in dem Fall, in dem die Hybridantriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeug montiert ist, wird das Fahrzeug während des EV Betriebsmodus durch die Leistung des Elektromotors angetrieben.
  • Somit wird in dem Fall des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß der Bedingung, bei der die von einer Brennkraftmaschine abgegebene Leistung zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird, die Übertragung der Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil zeitweise unterbunden, selbst wenn die Brennkraftmaschine mit dem Abgabebauteil direkt über eine mechanische Einrichtung wie zum Beispiel dem Drehzahländerungsmechanismus verbunden ist. Das heißt, da die Brennkraftmaschine das Drehmoment nicht abgibt, kann beschränkt oder verhindert werden, dass ein unkomfortables Befinden auftritt, das sich aus Verschlechterungen der Vibrationen und der Geräusche ergibt, selbst wenn eine Drehzahl der Brennkraftmaschine im Verhältnis zu einer Drehzahl des Abgabebauteils oder ein Drehzahländerungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus geringer ist. Insbesondere kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einer geeigneten Drehzahl zum Beispiel auf einer Leerlaufdrehzahl unabhängig von der Drehzahl des Abgabebauteils und des Drehzahländerungsverhältnisses des Drehzahländerungsmechanismus durch Abkoppeln der Brennkraftmaschine von der Abgabewelle gehalten werden. Daher kann der Drehzahländerungsmodus geschaltet werden, ohne dass er durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine eingeschränkt ist.
  • Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Steuerungssystem der Hybridantriebseinheit des Weiteren Folgendes auf: eine zweite Drehzahländerungssteuerungseinrichtung, die ein Schalten des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß der Bedingung ausführt, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird; und eine Auswahleinrichtung, die eine von der ersten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung und der zweiten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung, um den Drehzahländerungsmodus zu schalten, in Übereinstimmung mit einer Antriebsbedingung der Hybridantriebseinheit auswählt. Daher kann im Falle eines Abfalls der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder dergleichen, da das Auftreten eines unkomfortablen Befindens nicht erwartet wird, der Drehzahländerungsmodus durch die zweite Drehzahländerungssteuerungseinrichtung geschaltet werden. Somit kann zusätzlich zu dem vorstehend erläuterten Vorteil eine Steuerbarkeit der Hybridantriebseinheit durch Verringern einer Häufigkeit der temporären Inaktivierung der Brennkraftmaschine aufgrund des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus verbessert werden.
  • Insbesondere wird gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus durch die erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung in dem Fall geschaltet, in dem die Erfassungseinrichtung die Tatsache erfasst, dass die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine über dem vorbestimmten zulässigen Vibrationsgeräuschbereich hinaus geht, oder die Tatsache erfasst, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedriger als die vorbestimmte zulässige niedrigste Drehzahl wird, wenn der Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus gemäß der Bedingung geschaltet wird, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird. Daher verschlechtern sich gemäß der vorliegenden Erfindung das Geräusch und die Vibrationen nicht und tritt ein übermäßiger Abfall der Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht auf.
  • Wie vorstehend erläutert, ist gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Leistungsverteilungsmechanismus ein Planetengetriebemechanismus der Doppelritzelbauart. Andererseits besteht der Drehzahländerungsmechanismus hauptsächlich aus einem Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart und der ersten bis vierten Kupplung, und des Weiteren weist der Drehzahländerungsmechanismus die fünfte Kupplung zum wahlweise Verbinden des ersten Elektromotors mit dem ersten Sonnenrad des Leistungsverteilungsmechanismus und eine Bremse zum wahlweise Anhalten des ersten Elektromotors auf. Insbesondere kann ein Reibeingriffsmechanismus und ein Eingriffsmechanismus der Ineinandergreifbauart als diese Kupplungen und diese Bremse verwendet werden. Im Falle der Verwendung des Eingriffsmechanismus der Ineinandergreifbauart als die Kupplungen und die Bremse ist keine spezifische Leistung erforderlich, um die Kupplungen und die Bremse im Eingriff zu halten oder um diese gelöst zu halten. Daher kann ein Leistungsverlust der Hybridantriebseinheit außerordentlich reduziert werden. Zusätzlich kann durch Lösen der fünften Kupplung eine Leistungsübertragung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Abgabebauteil unterbrochen werden, in anderen Worten kann die Übertragung der Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil unterbunden werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, weist die Hybridantriebseinheit des Weiteren Folgendes auf: die Kupplung zum wahlweise Verbinden von einem von dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement mit dem Drehzahländerungsmechanismus; und eine weitere Kupplung zum wahlweise Verbinden des verbleibenden zweiten oder dritten Drehelements mit dem Drehzahländerungsmechanismus oder dem Abgabebauteil. Daher ist in dem Fall des Schaltens des Drehzahländerungsmodus zwischen dem Drehzahländerungsmodus, bei dem die Leistung zu dem Abgabebauteil durch den Drehzahländerungsmechanismus abgegeben wird, und dem Drehzahländerungsmodus, bei dem die Leistung zu dem Abgabebauteil abgegeben wirdrohne dass die Leistung durch den Drehzahländerungsmechanismus übertragen wird, ein derartiger Schaltvorgang nicht durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine eingeschränkt.
  • Nachstehend ist ein Beispiel der vorstehend erläuterten Erfindung einschließlich bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert. 4 ist ein skelettartiges Schaubild, das schematisch ein Beispiel der Hybridantriebseinheit zeigt, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird. Wie in 4 gezeigt ist, weist die Hybridantriebseinheit eine Brennkraftmaschine (nachstehend als Maschine bezeichnet) 1 und zwei Motorgeneratoren (abgekürzt als MG1 und MG2) 2 und 3 auf, die zu dem Elektromotor der vorliegenden Erfindung korrespondieren. Diese Maschine 1 und die Motorgeneratoren 2 und 3 dienen als die primären Antriebsvorrichtungen der Hybridantriebseinheit. Insbesondere ist die Maschine 2 mit einem Leistungsverteilungsmechanismus 4 verbunden. Andererseits sind die Motorgeneratoren 2 und 3 individuell angepasst, um ein Drehmoment zwischen dem Leistungsverteilungsmechanismus 4 und jedem Motorgenerator 2 und 3 zu übertragen, wodurch eine Reaktionskraft gegenüber dem Leistungsverteilungsmechanismus 4 hervorgerufen wird oder das abzugebende Drehmoment unterstützt wird. Zusätzlich kann ein Dämpfer (nicht gezeigt) oder ein Drehmomentwandler (nicht gezeigt) zwischen der Maschine und dem Leistungsverteilungsmechanismus angeordnet sein.
  • In dem in 4 gezeigten Beispiel wird ein Planetengetriebemechanismus der Doppelritzelbauart als der Leistungsverteilungsmechanismus 4 verwendet. Insbesondere weist der Leistungsverteilungsmechanismus 4 Folgendes auf: ein Sonnenrad Sm als ein externes Rad (Zahnrad); ein Hohlrad Rm als ein internes Rad (Zahnrad), das konzentrisch zu dem Sonnenrad Sm angeordnet ist; und einen Träger Cm, der ein Ritzelrad hält, das mit dem Sonnenrad Sm drehbar und in umlaufender Weise im Eingriff ist, und der ein weiteres Ritzelrad hält, das mit dem Ritzelrad und dem Hohlrad Rm in einer drehbaren und umlaufenden Weise im Eingriff ist. Das heißt, der Leistungsverteilungsmechanismus 4 ist ein Differenzialgetriebemechanismus, der angepasst ist, um einen Differenzialvorgang durch differenzielles Drehen der vorstehend erläuternden drei Drehelemente untereinander auszuführen. Gemäß dem in 4 gezeigten Beispiel wird die Leistung der Maschine 1 zu dem Hohlrad Rm übertragen. Demgemäß korrespondiert das Hohlrad Rm zu dem ersten Drehelement der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Sonnenrad Sm mit einem der Motorgeneratoren (nachstehend als erster Motorgenerator bezeichnet) 2 verbunden. Demgemäß korrespondiert das Sonnenrad Sm zu dem zweiten Drehelement der vorliegenden Erfindung. Wie ferner in 4 gezeigt ist, ist der Träger Cm angepasst, um das Drehmoment zwischen dem Träger Cm und dem anderen Motorgenerator (nachstehend als zweiter Motorgenerator bezeichnet) 3 zu übertragen. Demgemäß korrespondiert der Träger Cm zu dem dritten Drehelement der vorliegenden Erfindung.
  • Die Motorgeneratoren 2 und 3 und der Leistungsverteilungsmechanismus 4 sind koaxial zu einer Eingabewelle 5 zum Eingeben der Leistung der Maschine 1 zu dem Hohlrad Rm angeordnet und der zweite Motorgenerator (MG 2) 3 ist näher an der Maschine 1 angeordnet als der Leistungsverteilungsmechanismus 4. Zwischen dem zweiten Motorgenerator 3 und dem Leistungsverteilungsmechanismus 4 ist ein Drehzahlreduktionsmechanismus 6 angeordnet. Der Drehzahlreduktionsmechanismus 6 ist angepasst, um das von dem zweiten Motorgenerator 3 abgegebene Drehmoment zu dem Leistungsverteilungsmechanismus 4 zu übertragen, während das Drehmoment verstärkt wird. Insbesondere ist der Drehzahlreduktionsmechanismus 6 ein Getriebemechanismus oder ein Rollkörpermechanismus oder dergleichen, dessen Drehzahländerungsverhältnis oder Drehzahlreduktionsverhältnis größer als „1“ ist. Insbesondere wird in dem in 4 gezeigten Beispiel ein Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart als der Drehzahlreduktionsmechanismus 6 verwendet und ist der Drehzahlreduktionsmechanismus 6 um die Eingabewelle 5 herum und koaxial zu der Eingabewelle 5 angeordnet. Der Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart weist Folgendes auf: ein Sonnenrad Sf als ein externes Rad (Zahnrad); ein Hohlrad Rf als ein internes Rad (Zahnrad), das konzentrisch zu dem Sonnenrad Sf angeordnet ist; und einen Träger Cf, der ein Ritzelrad hält, das mit dem Sonnenrad Sf und dem Hohlrad Rf in einer drehbaren und umlaufenden Weise in Eingriff ist. Das heißt, der Drehzahlreduktionsmechanismus 6 ist ein Getriebemechanismus, bei dem dessen drei Drehelemente differenziell untereinander gedreht werden können. Nachstehend ist ein Mechanismus, bei dem Rollenkörper anstelle von diesen Rädern (Zahnrädern) verwendet werden, ein Planetenrollenkörpermechanismus.
  • Ein Stator 3S des zweiten Motorgenerators 3 ist mit einem Fixierungsbauteil 7 wie zum Beispiel einem Gehäuse (nicht gezeigt) fixiert und ein Rotor 3R, der an einer Innenumfangsseite des Stators 3S angeordnet ist, ist mit einem Sonnenrad Sf verbunden. Zusätzlich weist der zweite Motorgenerator 3 des Weiteren einen Sensor (nicht gezeigt) als einen Drehmelder auf, der angepasst ist, um eine Phase des Rotors 3R zu erfassen und um ein Signal davon abzugeben. Demgemäß dient das Sonnenrad Sf als ein Eingabeelement. Der Träger Cf ist mit dem Fixierungsbauteil 7 verbunden und daran fixiert, demgemäß dient der Träger Cf als Fixierungselement. Das Hohlrad Rf ist mit dem Träger Cm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 verbunden und dient als ein Ausgabeelement. Daher wird, vorausgesetzt, dass ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Zähnezahl des Sonnenrads Sf und der Zähnezahl des Hohlrads Rf „φ“ (<1) ist, eine Drehzahl des Hohlrads Rf in Übereinstimmung mit dem Übersetzungsverhältnis reduziert und wird ein zu dem Sonnenrad Sf eingegebenes Drehmoment in Übereinstimmung mit dem Übersetzungsverhältnis „φ“ verstärkt und zu dem Hohlrad Rf eingegeben.
  • Eine Zwischenwelle 8 ist angeordnet, um die Mitte des Leistungsverteilungsmechanismus 4 zu durchdringen und koaxial zu der Eingabewelle 5 angeordnet zu sein. Insbesondere ist die Zwischenwelle 8 als eine Erweiterung der Eingabewelle 5 angeordnet und ist mit dem Träger Cm verbunden, um die Leistung von dem Leistungsverteilungsmechanismus 4 abzugeben. Der erste Motorgenerator (MG1) 2 ist um die Zwischenwelle 8 herum und koaxial zu dieser angeordnet. Ein Stator 2S des ersten Motorgenerators 2 ist mit dem Fixierungsbauteil 7 fixiert und eine Kupplung (nachstehend provisorisch als fünfte Kupplung bezeichnet) C5 ist vorgesehen, um den Rotor 2R, der an einer Innenumfangsseite des ersten Motorgenerators 2 angeordnet ist, wahlweise mit dem Sonnenrad Sm zu verbinden, das als ein erstes Element des Leistungsverteilungsmechanismus 4 wirkt. Zum Beispiel kann ein geeigneter Kupplungsmechanismus wie zum Beispiel eine Reibkupplung, eine formschlüssige Kupplung und so weiter als die fünfte Kupplung C5 verwendet werden und wird in dem in 4 gezeigten Beispiel eine Klauenkupplung als die fünfte Kupplung C5 verwendet.
  • Eine Ausgestaltung der fünften Kupplung C5 ist nachstehend ausführlich erläutert. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Sonnenrad Sm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 an die fünfte Kupplung C5 angefügt. Insbesondere ist eine Sonnenradwelle 9, an der das Sonnerad Sm ausgebildet ist, an einer Außenumfangsseite der Zwischenwelle 8 derart angeordnet, um relativ zu dieser zu drehen, und ist eine Rotorwelle 10, die mit dem Rotor 2R des ersten Motorgenerators 2 integriert ist, koaxial zu der Sonnenradwelle 9 angeordnet. Eine Nabe 11 ist einstückig mit der Sonnenradwelle 9 an einem Endabschnitt der Sonnenradwelle 9 ausgebildet, der gegenüberliegend zu einem Endabschnitt der Rotorwelle 10 angeordnet ist, und eine Nabe 12 ist einstückig mit der Rotorwelle 10 an dem Endabschnitt der Rotorwelle 10 ausgebildet, der gegenüberliegend zu dem Endabschnitt der Sonnenradwelle 9 angeordnet ist. Das heißt, die Nabe 11 und die Nabe 12 sind benachbart zueinander angeordnet, und diese Naben 11 und 12 sind individuell mit einer Keilverzahnung an ihren Außenumfangsflächen vorgesehen. Zusätzlich ist eine Hülse 13 vorgesehen, die angepasst ist, um mit diesen Naben 11 und 12 keilverzahnt angeordnet zu werden, wenn sie durch ein nicht gezeigtes Stellglied in ihre axiale Richtung bewegt wird.
  • Somit ist die fünfte Kupplung C5 angepasst, um das Sonnenrad Sm mit dem Rotor 2R des ersten Motorgenerators 2 zum Übertragen des Drehmoments zwischen ihnen zu verbinden, indem die Hülse 13 in der axialen Richtung zu einer Position bewegt wird, um mit beiden Naben 11 und 12 keilverzahnt angeordnet zu sein, und um das Sonnenrad Sm von dem Rotor 2R des ersten Motorgenerators 2 zu lösen, indem die Hülse 13 in der axialen Richtung zu einer Position bewegt wird, um nur mit einer von den Naben 11 und 12 keilverzahnt angeordnet zu sein. In dem Fall, dass die fünfte Kupplung C5 nicht in Eingriff ist, um das Sonnenrad Sm von dem Rotor 2R des ersten Motorgenerators 2 abzukoppeln, befindet sich das Sonnenrad Sm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 in einem freien Zustand, in dem das Sonnenrad Sm nicht mit irgendwelchen Bauteilen verbunden ist. In diesem Fall dreht sich das Sonnenrad Sm im Leerlauf, selbst wenn das Drehmoment der Maschine 1 zu dem Hohlrad Rm eingegeben wird, und daher tritt das Drehmoment der Maschine 1 nicht an dem Träger Cm auf.
  • Ein Drehzahländerungsmechanismus 14 ist an der Zwischenwelle 8 an einer gegenüberliegenden Seite des Leistungsverteilungsmechanismus 4 gegenüber dem ersten Motorgenerator 2 angeordnet. Der Drehzahländerungsmechanismus 14 ist angepasst, um die Leistung zu einer Abgabewelle 5 abzugeben, die als eine Erstreckung der Zwischenwelle 8 angeordnet ist, während eine Drehzahländerung ausgeführt wird. Insbesondere ist der Drehzahländerungsmechanismus 14 angepasst, um ein Verhältnis zwischen einer Eingabedrehzahl und einer Abgabedrehzahl aus einer Vielzahl von Verhältnissen zu ändern. Zum Beispiel kann als ein Mechanismus, der angepasst ist, um einen Differenzialvorgang auszuführen, zum Beispiel ein Planetengetriebemechanismus, ein Planetenrollenkörpermechanismus oder dergleichen als der Drehzahländerungsmechanismus 14 verwendet werden. In dem in 4 gezeigten Beispiel wird ein Planetengetriebemechanismus einer einfachen Ritzelbauart als der Drehzahländerungsmechanismus 14 verwendet.
  • Somit wird ein bekannter Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart als der Drehzahländerungsmechanismus 14 verwendet. Das heißt, wie der vorstehende Drehzahlreduktionsmechanismus 6 weist der Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart ein Sonnenrad Sr, ein Hohlrad Rr und einen Träger Cr auf, wobei dessen Drehelemente angepasst sind, um sich untereinander differenziell zu drehen. Insbesondere ist das Hohlrad Rr mit dem Fixierungsbauteil 7 fixiert, um als ein Fixierungsbauteil zu dienen, ist der Träger Cr angepasst, um wahlweise mit dem Abgabebauteil 15 verbunden zu werden, um als ein Abgabebauteil zu dienen, und dient der Träger Cr als ein Eingabebauteil.
  • Um eine Vielzahl von Drehzahländerungsmodi des Drehzahländerungsmechanismus 14 festzulegen oder um eine Vielzahl von Eingabe- und Ausgabebedingungen des Drehzahländerungsmechanismus 14 festzulegen, ist eine Vielzahl von Kupplungen vorgesehen. Insbesondere sind eine erste Kupplung C1 und eine zweite Kupplung C2 angeordnet, um eine Eingabebedingung zu schalten, und sind eine dritte Kupplung C3 und eine vierte Kupplung C4 angeordnet, um eine Ausgabebedingung zu dem Ausgabebauteil 15 zu schalten. Die erste Kupplung C1 ist angepasst, um das Sonnenrad Sr wahlweise mit der Zwischenwelle 8 zu verbinden, und die zweite Kupplung C2 ist angepasst, um das Sonnenrad Sr wahlweise mit der Rotorwelle 10 des ersten Motorgenerators 2 zu verbinden. Die Kupplungen C1 bis C4 sind angepasst, um das Drehmoment wahlweise zu übertragen und zu unterbrechen, und eine Reibkupplung, eine formschlüssige Kupplung oder dergleichen können als die Kupplungen C1 bis C4 verwendet werden. In dem in 4 gezeigten Beispiel werden Klauenkupplungen als die Kupplungen C1 bis C4 verwendet.
  • Das Sonnenrad Sr des Drehzahländerungsmechanismus 14 ist mit einem zylindrischen Abschnitt 16 integriert, der eine Keilverzahnung an dessen Innenumfangsfläche aufweist, und eine Nabe 17, die mit der Zwischenwelle 18 integriert ist, und eine Nabe 18, die mit dem Rotor 10 des ersten Motorgenerators 2 integriert ist, sind axial nebeneinander an einer Innenumfangsseite des zylindrischen Abschnitts 16 angeordnet. Die Nabe 17 und die Nabe 18 sind individuell mit einer Keilverzahnung an deren Außenumfangsflächen vorgesehen. Zwischen einer Außenumfangsfläche der Nabe 17, die mit der Zwischenwelle 8 integriert ist, und an einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 16 ist einen Hülse 19 angeordnet, um mit der Nabe 17 und dem zylindrischen Abschnitt 16 keilverzahnt angeordnet zu werden, wenn sie in die axiale Richtung bewegt wird. Insbesondere ist die Hülse 19 angepasst, um die Zwischenwelle 8 mit dem Sonnenrad Sr derart zu verbinden, um das Drehmoment zwischen ihnen zu übertragen, wenn sie durch ein nicht gezeigtes Stellglied axial bewegt wird, um sowohl mit der Nabe 17 als auch mit dem zylindrischen Abschnitt 16 keilverzahnt angeordnet zu sein. Im Falle, dass die Hülse 19 nur mit einer von der Nabe 17 und dem zylindrischen Abschnitt 16 keilverzahnt angeordnet ist, ist die Zwischenwelle 8 von dem Sonnenrad Sr abgekoppelt.
  • Andererseits ist zwischen einer Außenumfangsfläche der Nabe 18, die mit der Rotorwelle 10 integriert ist, und der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 16 eine Hülse 20 angeordnet, um mit der Nabe 18 und dem zylindrischen Abschnitt 16 keilverzahnt angeordnet zu werden, wenn sie in die axiale Richtung bewegt wird. Insbesondere ist die Hülse 20 angepasst, um die Rotorwelle 10 mit dem Sonnenrad Sr derart zu verbinden, um zwischen ihnen das Drehmoment zu übertragen, wenn sie durch ein nicht gezeigtes Stellglied axial bewegt wird, um sowohl mit der Nabe 18 als auch mit dem zylindrischen Abschnitt 16 keilverzahnt verbunden zu werden. In dem Fall, dass die Hülse 20 nur mit einer von der Nabe 18 und dem zylindrischen Abschnitt 16 keilverzahnt verbunden ist, ist die Rotorwelle 10 von dem Sonnenrad Sr abgekoppelt.
  • Die Abgabewelle 15 weist einen zylindrischen Abschnitt 21 auf, der sich zu dem Planetengetriebemechanismus erstreckt, der als der Drehzahländerungsmechanismus 14 dient. Eine Nabe 22, die an einem vorderen Ende der Zwischenwelle 8 angeordnet ist, und eine Nabe 23, die mit dem Träger Cr des Planetengetriebemechanismus integriert ist, der als der Drehzahländerungsmechanismus 14 dient, sind axial nebeneinander an einer Innenumfangsseite des zylindrischen Abschnitts 21 angeordnet. Die Nabe 22 und die Nabe 23 sind individuell mit einer Keilverzahnung an deren Außenumfangsflächen vorgesehen. Zwischen einer Außenumfangsfläche der Nabe 22, die mit der Zwischenwelle 8 integriert ist, und einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 ist eine Hülse 24 angeordnet, um mit der Nabe 22 und dem zylindrischen Abschnitt 21 keilverzahnt angeordnet zu werden, wenn sie in die axiale Richtung bewegt wird. Insbesondere ist die Hülse 24 angepasst, um die Zwischenwelle 8 mit dem Abgabebauteil 15 derart zu verbinden, um zwischen ihnen das Drehmoment zu übertragen, wenn sie durch ein nicht gezeigtes Stellglied axial bewegt wird, um sowohl mit der Nabe 22 als auch mit dem zylindrischen Abschnitt 21 keilverzahnt verbunden zu sein. Im Falle, dass die Hülse 24 nur mit einer von der Nabe 22 und dem zylindrischen Abschnitt 21 keilverzahnt verbunden ist, ist die Zwischenwelle 8 von der Abgabewelle 15 abgekoppelt.
  • Andererseits ist zwischen einer Außenumfangsfläche der Nabe 23, die mit dem Träger Cr integriert ist, und der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 21 eine Hülse 25 angeordnet, um mit der Nabe 23 und dem zylindrischen Abschnitt 21 keilverzahnt angeordnet zu werden, wenn sie in die axiale Richtung bewegt wird. Insbesondere ist die Hülse 25 angepasst, um den Träger Cr mit dem Abgabebauteil 15 derart zu verbinden, um das Drehmoment zwischen ihnen zu übertragen, wenn sie durch ein nicht gezeigtes Stellglied axial bewegt wird, um sowohl mit der Nabe 23 als auch mit dem zylindrischen Abschnitt 21 keilverzahnt verbunden zu sein. In dem Fall, dass die Hülse 25 nur mit einer von der Nabe 23 und dem zylindrischen Abschnitt 21 keilverzahnt verbunden ist, ist der Träger Cr von dem Abgabebauteil abgekoppelt.
  • Zusätzlich ist, um den Leistungsverteilungsmechanismus 4 als einen Drehzahlerhöhungsmechanismus zu verwenden, eine Bremse B1 zum wahlweisen Anhalten des Sonnenrads Sm vorgesehen. Insbesondere ist die Bremse B1 ein Eingriffsmechanismus, der angepasst ist, um eine Drehung der Rotorwelle 10 in einem Fall anzuhalten, in dem sie in Eingriff ist, und um die Rotorwelle 10 in einem Fall freizugeben, in dem sie gelöst ist. Zum Beispiel kann ein geeigneter Bremsmechanismus wie zum Beispiel einer Reibungsbauart, einer Ineinandergreifbauart und so weiter als die Bremse B1 verwendet werden. In dem in 4 gezeigten Beispiel ist eine Bremse der Ineinandergreifbauart als die Bremse B1 verwendet und sind eine Nabe 23, die mit der Rotorwelle 10 integriert ist, und eine Nabe 27, die mit dem Fixierungsbauteil 7 wie zum Beispiel einem Gehäuse fixiert ist, axial und eng nebeneinander angeordnet. Die Nabe 26 und die Nabe 27 sind individuell mit einer Keilverzahnung an deren Außenumfangsflächen vorgesehen und eine Hülse 28 ist angeordnet, um mit den Naben 26 und 27 keilverzahnt verbunden zu werden, wenn sie durch ein nicht gezeigtes Stellglied hin- und herbewegt wird. Das heißt, die Bremse B1 ist angepasst, um die Rotorwelle 10 durch Eingreifen der Hülse 28 mit den Naben 26 und 27 anzuhalten. In diesem Fall ist die vorstehend erwähnte fünfte Kupplung C5 im Eingriff, um das Sonnenrad Sm im Wesentlichen zu halten. Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, in dem die Hülse 28 nur mit einer der Naben 26 und 27 keilverzahnt verbunden ist, die Rotorwelle 10 nicht angehalten, so dass das Sonnenrad Sm, das mit der Rotorwelle 10 durch die fünfte Kupplung C5 zu verbinden ist, nicht gesperrt ist.
  • Die vorstehend erwähnten Motorgeneratoren 2 und 3 sind mit einer elektrischen Speichervorrichtung 30 wie zum Beispiel einer Batterie über ein Steuergerät 29 wie zum Beispiel einem Inverter verbunden. Das heißt, die Motorgeneratoren 2 und 3 werden durch das Steuergerät 29 gesteuert, um als ein Motor angetrieben zu werden oder um als ein Generator verwendet zu werden. Zusätzlich ist eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 31 vorgesehen, um Abgabedrehmomente und Erzeugungsbeträge (das heißt, Reaktionskräfte) der Motorgeneratoren 2 und 3 zu steuern, und um den Drehzahländerungsmodus oder Antriebsmodus zu steuern, der durch Betätigen der Kupplungen C1 bis C5 und der Bremse B1 erreicht wird. Die elektronische Steuerungseinheit 31 besteht hauptsächlich aus einem Mikrorechner und ist angepasst, um eine Berechnung mittels Eingabedaten wie zum Beispiel einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Antriebsbefehl, einem Speicherzustand (SOC) der elektrischen Speichervorrichtung 30, etc. und im Voraus gespeicherten Daten auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit 31 gibt das Berechnungsergebnis zu dem Steuerungsgerät 29 in der Form eines Befehlssignals aus, um dadurch die Motorgeneratoren 2 und 3 zu steuern oder um eine beliebige Anzahl der Kupplungen C1 bis C5 und der Bremse B1 zu aktivieren, um einen gewünschten Antriebsmodus oder eine gewünschte Gangstufe festzulegen.
  • In dem Fall, dass die Hybridantriebseinheit, wie vorstehend beschrieben ist, in einem Fahrzeug montiert ist, wird es ermöglicht, dass für das Fahrzeug verschiedene Arten von Antriebsmodi oder Gangstufen festlegt werden. 5 ist eine Tabelle, die Eingriffszustände der Kupplungen C1 bis C5 und der Bremse B1 gemäß jedem festzulegenden Antriebsmodus oder jeder festzulegenden Gangstufe zeigt. In 5 stellt „ENG Betrieb“ einen Antriebsmodus dar, bei dem ein Fahrzeug durch die von der Maschine 1 abgegebene Leistung angetrieben wird, und stellt „EV Betrieb“ einen Antriebsmodus dar, bei dem die Maschine 1 die Leistung nicht abgibt und das Fahrzeug durch die von den Motorgeneratoren 2 und 3 abgegebenen Leistungen angetrieben wird.
  • In dem Fall des ENG Betriebsmodus stellt „1. CVT“ einen Antriebsmodus dar, bei dem die Leistung zu dem Drehzahländerungsmechanismus 14 von dem Träger Cm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 korrespondierend zu dem dritten Drehelement der vorliegenden Erfindung eingegeben wird und bei dem die Drehzahl der Maschine 1 durch den ersten Motorgenerator 2 gesteuert wird. Daher wird ein gesamtes Drehzahländerungsverhältnis während des 1. CVT Modus kontinuierlich verändert. „2. CVT“ stellt einen Antriebsmodus dar, bei dem die Leistung zu dem Drehzahländerungsmechanismus 14 von dem Sonnenrad Sm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 korrespondierend zu dem zweiten Drehelement der vorliegenden Erfindung eingegeben wird und bei dem die Drehzahl der Maschine 1 durch den zweiten Motorgenerator 3 gesteuert wird. Daher wird das gesamte Drehzahländerungsverhältnis während des 2. CVT Modus kontinuierlich verändert. Des Weiteren stellt „3. CVT“ einen Antriebsmodus dar, bei dem die von dem Träger Cm abgegebene Leistung direkt zu dem Abgabebauteil 15 übertragen wird, während die Drehzahl der Maschine 1 durch den ersten Motorgenerator 2 gesteuert wird. Daher wird das gesamte Drehzahländerungsverhältnis während des 3. CVT Modus kontinuierlich verändert. „1. + 2. fixierter“ Modus ist ein gemeinsamer Antriebsmodus zwischen dem 1. CVT Modus und dem 2. CVT Modus, in anderen Worten ist der „1. + 2. fixierte“ Modus ein synchronisierter Zustand des 1. CVT Modus und des 2. CVT Modus. „2. + 3. fixierter“ Modus ist ein gemeinsamer Antriebsmodus zwischen dem 2. CVT Modus und dem 3. CVT Modus, in anderen Worten ist der „2. + 3. fixierte“ Modus ein synchronisierter Zustand des 2. CVT Modus und des 3. CVT Modus. Des Weiteren stellt „3. MG1 gesperrt“ einen Antriebsmodus dar, bei dem die von dem Träger Cm abgegebene Leistung direkt zu dem Abgabebauteil 15 übertragen wird, während der erste Motorgenerator 2 und das damit verbundene Sonnenrad Sm durch die Bremse B1 angehalten wird.
  • Andererseits ist in dem Fall des EV Betriebsmodus Folgendes gezeigt: „1.“ stellt einen Antriebsmodus dar, bei dem der zweite Motorgenerator 3 mit dem Drehzahländerungsmechanismus 14 verbunden ist und das Fahrzeug durch den zweiten Motorgenerator 3 angetrieben wird; „2.“ stellt einen Antriebsmodus dar, bei dem der erste Motorgenerator 2 mit dem Drehzahländerungsmechanismus 14 verbunden ist und das Fahrzeug durch den ersten Motorgenerator 2 angetrieben wird; und „3.“ stellt einen Antriebsmodus dar, bei dem der zweite Motorgenerator 3 direkt mit dem Abgabebauteil 15 verbunden ist und das Fahrzeug durch den zweiten Motorgenerator 3 angetrieben wird. In 5 stellt „O“ einen Zustand dar, bei dem die Kupplung C1, C2, C3, C4, C5 oder die Bremse B1 in Eingriff ist, um das Drehmoment zu übertragen, und stellt „X“ einen Zustand dar, bei dem die Kupplung C1, C2, C3, C4, C5 oder die Bremse B1 nicht in Eingriff ist, um die Übertragung des Drehmoments zu unterbrechen.
  • Die in 5 aufgelisteten Antriebsmodi sind nachstehend ausführlich erläutert. Wie in 5 gezeigt ist, sind die erste Kupplung C1, die vierte Kupplung C4 und die fünfte Kupplung C5 während des 1. CVT Modus in Eingriff, bei dem die Maschine 1 die Leistung abgibt. In diesem Fall wird der erste Motorgenerator 2 gesteuert, um als Generator zu dienen und eine elektromotorische Kraft des ersten Motorgenerators 2 wird zu dem zweiten Motorgenerator 3 zugeführt, um den zweiten Motorgenerator 3 als einen Motor anzutreiben. Dieser Fall ist in 6 gezeigt. Wie in 6 gezeigt ist, wirkt das Drehmoment der Maschine 1 auf das Hohlrad Rm in eine positive Richtung. Im Gegensatz dazu wirkt ein Reaktionsdrehmoment des ersten Motorgenerators 2 in eine negative Richtung auf das Sonnenrad Sm, das damit durch die fünfte Kupplung C5 verbunden ist. Als Ergebnis tritt ein zusammengesetztes Drehmoment eines Drehmoments der vorstehend beschriebenen Drehmomente und eines Drehmoments, das durch Antreiben des zweiten Motorgenerators 3 als Motor erzeugt wird, an dem Träger Cm auf. Insbesondere wird die Leistung, die von der Maschine 1 abgegeben wird, zu der Seite des ersten Motorgenerators 2 durch das Sonnenrad Sm und zu der Seite der Zwischenwelle 8 durch den Träger Cm verteilt. Die zu der Seite des ersten Motorgenerators 2 verteilte Leistung wird in eine elektrische Leistung umgewandelt und dann wieder durch den zweiten Motorgenerator 3 in eine mechanische Leistung umgewandelt, um mit der zu der Zwischenwelle 8 verteilten Leistung zusammengesetzt zu werden. Die von dem Träger Cm zu dem Sonnenrad Sr des Drehzahländerungsmechanismus 14 durch die Zwischenwelle 8 übertragene Leistung wird in Übereinstimmung mit einem Drehzahländerungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus 14 verändert und von dem Träger Cr zu dem Abgabebauteil 15 abgegeben. Wie in 6 gezeigt ist, da der Drehzahländerungsmechanismus 14 als ein Drehzahlreduktionsmechanismus wirkt, tritt das in Übereinstimmung mit dem Drehzahländerungsverhältnis verstärkte Drehmoment an dem Abgabebauteil 15 auf.
  • 6 zeigt einen Zustand, in dem das Fahrzeug durch die von der Maschine 1 abgegebene Leistung beschleunigt wird, das heißt ein sogenannter „Leistungsabgabezustand“. Insbesondere werden, wie in 6 gezeigt ist, die Drehzahlen des Trägers Cm oder des zweiten Motorgenerators 3, der damit verbunden ist, allmählich in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Im Gegensatz dazu werden die Drehzahlen des Sonnenrads Sm und des ersten Motorgenerators 2, der damit verbunden ist, allmählich verringert. Während des Prozesses werden die Drehzahlen dieser drei Drehelemente des Leistungsverteilungsmechanismus 4 wie das Sonnenrad Sm, der Träger Cm und das Hohlrad Rm synchronisiert. Ein derartig synchronisierter Zustand ist in 7 gezeigt. Wie in 7 gezeigt ist, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 4 einstückig gedreht, daher sind die Drehzahlen der ersten Kupplung C1, die mit dem Träger Cm verbunden ist, und die Drehzahl der zweiten Kupplung C2, die mit dem Sonnenrad Sm durch die fünfte Kupplung C5 verbunden ist, gleichgeschaltet, das heißt synchronisiert. Aus diesem Grund wird die Drehzahl nicht verändert, selbst wenn die zweite Kupplung C2, die gelöst ist, in Eingriff gebracht wird. Der Antriebsmodus, der durch das Eingreifen der zweiten Kupplung C2 zusätzlich zu dem Eingreifen der ersten Kupplung C1, der vierten Kupplung C4 und der fünften Kupplung C5 erreicht wird, ist der „1. + 2. fixierte“ Modus während des Maschinenbetriebsmodus.
  • Insbesondere sind, da die fünfte Kupplung C5 in Eingriff gebracht wird, die zwei Drehelemente des Leistungsverteilungsmechanismus 4 verbunden, das heißt der Träger Cm ist mit dem Sonnenrad Sm verbunden, wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 in Eingriff sind. Als Ergebnis wird der Leistungsverteilungsmechanismus 4 einstückig gedreht. In diesem Fall wird die von der Maschine 1 abgegebene Leistung zu dem Drehzahländerungsmechanismus 14 übertragen, so wie sie ist. Daher werden die elektrischen Steuerungen des ersten Motorgenerators 2 und des zweiten Motorgenerators 3 unterbrochen und diese Motorgeneratoren 2 und 3 drehen sich im Leerlauf. Das bedeutet, dass die von der Maschine 1 abgegebene Leistung zu dem Drehzahländerungsmechanismus 14 abgegeben wird, ohne dass sie in die elektrische Leistung umgewandelt wird. Die Leistung der Maschine 1, die zu dem Sonnenrad Sr eingegeben wird, wird durch den Drehzahländerungsmechanismus 14 in Übereinstimmung mit dem Drehzahländerungsverhältnis (das heißt, dem Übersetzungsverhältnis) geändert und zu dem Abgabebauteil 15 abgegeben. Somit wird die von der Maschine 1 abgegebene Leistung zu dem Abgabebauteil 15 durch eine mechanische Einrichtung oder einen Mechanismus übertragen, ohne dass sie in elektrische Leistung umgewandelt wird. Dieser Fall korrespondiert zu der Bedingung, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird.
  • Der Antriebsmodus kann von dem „1. + 2. fixierten“ Modus zu dem „2. CVT“ Modus durch Lösen der ersten Kupplung C1 geschaltet werden, während der zweite Motorgenerator 3 als Generator verwendet wird und der erste Motorgenerator 2 als Motor angetrieben wird. Dieser Fall ist in 8 gezeigt. Gemäß dem „2. CVT“ Modus wird bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 4 die von der Maschine 1 abgegebene Leistung zu dem Hohlrad Rm eingegeben, wirkt das Reaktionsdrehmoment des zweiten Motorgenerators 3 auf den Träger Cm, und wird das Drehmoment von dem Sonnenrad Sm abgegeben und wird das Drehmoment des ersten Motorgenerators 2 zu dem Sonnenrad Sm hinzugefügt. Das von dem Sonnenrad Sm abgegebene Drehmoment wird zu dem Sonnenrad Sr des Drehzahländerungsmechanismus 14 durch die fünfte Kupplung C5 und die zweite Kupplung C2 übertragen. Wie in dem Fall des „1. CVT“ Modus verstärkt der Drehzahländerungsmechanismus 14 das zu dem Sonnenrad Sr eingegebene Drehmoment in Übereinstimmung mit dem Drehzahländerungsverhältnis und gibt das verstärkte Drehmoment zu dem Abgabebauteil 15 von dem Träger Cr ab. Daher kann die Drehzahl der Maschine 1 durch Verändern der Drehzahl des zweiten Motorgenerators 3 geändert werden. Als Ergebnis kann das gesamte Drehzahländerungsverhältnis der Hybridantriebseinheit kontinuierlich (oder stufenlos) verändert werden.
  • In dem Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit während des „2. CVT“ Modus erhöht wird, wie in 8 gezeigt ist, werden die Drehzahlen des Sonnenrads Sm und des ersten Motorgenerators 2, der damit verbunden ist, allmählich erhöht. Im Gegensatz dazu werden die Drehzahlen des Trägers Cm und des zweiten Motorgenerators 3, der damit verbunden ist, allmählich verringert. Während des Prozesses sind die Drehzahlen des Trägers Cm und des Leistungsverteilungsmechanismus 4 und des Abgabebauteils 15 synchronisiert. Ein derart synchronisierter Zustand ist in 9 gezeigt. In diesem Fall werden die Zwischenwelle 8 und das Abgabebauteil 15, das durch die dritte Kupplung C3 verbunden ist, synchron gedreht. Daher wird die Drehzahl nicht verändert, selbst wenn die dritte Kupplung C3, die gelöst ist, in Eingriff gebracht wird. Der Antriebsmodus, der durch dieses Eingreifen der dritten Kupplung C3 zusätzlich zu dem Eingreifen der zweiten Kupplung C2, der vierten Kupplung C4 und der fünften Kupplung C5 erreicht wird, ist der „2. + 3. fixierte“ Modus während des Maschinenantriebsmodus.
  • Während des „2. + 3. fixierten“ Modus ist der Träger Cm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 im Wesentlichen mit dem Träger Cr des Drehzahländerungsmechanismus 14 verbunden und ist das Sonnenrad Sm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 im Wesentlichen mit dem Sonnenrad Sr des Drehzahländerungsmechanismus 14 verbunden. Das Ergebnis ist ein komplexer Planetengetriebemechanismus oder ein Drehzahländerungsmechanismus durch den Planentengetriebemechanismus der Doppelritzelbauart, der als der Leistungsverteilungsmechanismus 4 wirkt, und den Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart ausgebildet, der als der Drehzahländerungsmechanismus 14 wirkt, und ist die Maschine 1 mit dem Abgabebauteil 15 durch den komplexen Planetengetriebemechanismus verbunden. Daher wird die Drehzahl der Maschine 1 durch eine Drehzahl beschränkt, die durch die Drehzahl des Abgabebauteils 15 und durch das Drehzahländerungsverhältnis des komplexen Planetengetriebemechanismus bestimmt ist. In anderen Worten ist die Maschine 1 mechanisch mit dem Abgabebauteil 15 durch den mechanisch komplexen Planetengetriebemechanismus verbunden. Dieser Fall korrespondiert zu der Bedingung, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zu dem Abgabebauteil übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren umgewandelt wird. Daher werden die elektrischen Steuerungen des ersten Motorgenerators 2 und des zweiten Motorgenerators 3 unterbrochen und laufen diese Motorgeneratoren 2 und 3 im Leerlauf. Das bedeutet, dass die von der Maschine 1 abgegebene Leistung zu dem Abgabebauteil 15 übertragen wird, ohne dass sie in die elektrische Leistung umgewandelt wird.
  • Der Antriebsmodus kann von dem „2. + 3. fixierten“ Modus zu dem „3. CVT“ Modus durch Lösen der vierten Kupplung C4 oder durch Lösen der zweiten Kupplung C2 zusätzlich zu der Kupplung C4 geschaltet werden, während der erste Motorgenerator 2 als Generator verwendet wird und der zweite Motorgenerator 3 als Motor angetrieben wird. Dieser Fall ist in 10,.gezeigt. Gemäß dem „3. CVT“ Modus wird bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 4 die von der Maschine 1 abgegebene Leistung zu dem Hohlrad Rm eingegeben, wirkt das Reaktionsdrehmoment des ersten Motorgenerators 2 auf das Sonnenrad Sm und wird das Drehmoment von dem Träger Cm abgegeben und wird das Drehmoment des zweiten Motorgenerators 3 zu dem Träger Cm hinzugefügt. Das von dem Träger Cm abgegebene Drehmoment wird zu dem Abgabebauteil 15 durch die dritte Kupplung C3 übertragen. Daher kann die Drehzahl der Maschine 1 durch Verändern der Drehzahl des ersten Motorgenerators 2 geändert werden. Als Ergebnis kann das gesamte Drehzahländerungsverhältnis der Hybridantriebseinheit kontinuierlich (oder stufenlos) variiert werden.
  • In dem Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit während des „3. CVT“ Modus erhöht wird, wie in 10 gezeigt ist, werden die Drehzahlen des Trägers Cm und des zweiten Motorgenerators 3, der damit verbunden ist, allmählich erhöht. Im Gegensatz dazu werden die Drehzahlen des Sonnenrads Sm und des ersten Motorgenerators 2, der damit verbunden ist, allmählich verringert. Die Drehungen des Sonnenrads Sm und des ersten Motorgenerators 2, der damit verbunden ist, werden gestoppt. In anderen Worten werden die Drehzahlen des Sonnenrads Sm und des ersten Motorgenerators 2 null. Dieser Fall ist in 11 angezeigt. In diesem Fall werden, da die fünfte Kupplung C5 in Eingriff ist, die Drehungen des Sonnenrads Sm und der Rotorwelle 10 angehalten. Als Ergebnis stoppt die Drehung der Bremse B1, das heißt sie wird mit der Rotorwelle 10 synchronisiert. Daher wird die Drehzahl nicht verändert, selbst wenn die Bremse 1, die gelöst ist, in Eingriff gebracht wird. Der Antriebsmodus, der durch dieses Eingreifen der Bremse B1 zusätzlich zu dem Eingreifen der dritten Kupplung C3 und der fünften Kupplung C5 erreicht wird, ist der „3. MG1 gesperrt“ Modus während des Maschinenbetriebsmodus.
  • Gemäß dem „3. MG1 gesperrten“ Modus wird das Sonnenrad Sm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 gehalten und wird die Leistung der Maschine 1 zu dem Hohlrad Rm eingegeben. Daher wirkt der Leistungsverteilungsmechanismus 4 als ein Drehzahlerhöhungsmechanismus, der eine Drehzahl erhöht, die von der Maschine 1 eingegebenen Leistung abgeleitet wird, und gibt die Leistung von dem Träger Cm ab. Die von dem Träger Cm abgegebene Leistung wird zu dem Abgabebauteil 15 durch die dritte Kupplung C3 übertragen. Somit ist die Maschine 1 mit dem Abgabebauteil 15 durch den Leistungsverteilungsmechanismus 4 und die dritte Kupplung C3 mechanisch verbunden. Das heißt, der „3. MG1 gesperrt“ Modus ist eine Overdrive-Stufe, bei der das gesamte Drehzahländerungsverhältnis kleiner als „1“ ist, und die Leistung der Maschine wird zu dem Abgabebauteil 15 übertragen, ohne dass sie in eine elektrische Leistung umgewandelt wird.
  • Somit werden die Motorgeneratoren 2 und 3 abwechselnd zwischen einem Generator, um als eine Reaktionseinrichtung zu dienen, und einem Motor geschaltet, um als eine Drehmomentunterstützungseinrichtung zu dienen, wobei jedes Mal der Antriebsmodus gemäß der Bedingung geschaltet wird, bei der das Fahrzeug durch die von der Maschine 1 abgegebene Leistung angetrieben wird. Daher kann verhindert werden, dass die Drehzahlen der Motorgeneratoren 2 und 3 übermäßig ansteigen, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird.
  • Nachstehend werden die Antriebsmodi gemäß dem „EV Betriebsmodus“ ausführlich erläutert. Wie in 5 gezeigt ist, wird der „1.“ Modus durch Eingreifen der ersten Kupplung C1 und der vierten Kupplung C4 festgelegt. Insbesondere ist während des „1.“ Modus die Zwischenwelle 8, die mit dem Träger Cm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 integriert ist, mit dem Sonnenrad Sr des Drehzahländerungsmechanismus 14 verbunden und ist der Träger Cr des Drehzahländerungsmechanismus 14 mit dem Abgabebauteil 15 verbunden. Folglich ist der zweite Motorgenerator 3 mechanisch mit dem Abgabebauteil 15 durch den Drehzahlreduktionsmechanismus 6 und den Drehzahländerungsmechanismus 14 mechanisch verbunden. In diesem Fall wird das Abgabebauteil 15 gedreht, um das Fahrzeug durch Antreiben des zweiten Motorgenerators 3 als Motor durch die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung 30 anzutreiben. In diesem Fall ist ein zusammengesetztes Drehzahländerungsverhältnis des Drehzahländerungsverhältnisses des Drehzahlreduktionsmechanismus 6 und des Drehzahländerungsverhältnisses des Drehzahländerungsmechanismus 14 das Drehzahländerungsverhältnis zwischen dem zweiten Motorgenerator 3 und dem Abgabebauteil 15.
  • Der „2.“ Modus während des „EV Betriebsmodus“ wird durch Eingreifen der zweiten Kupplung C2 und der vierten Kupplung C4 festgelegt. Das heißt, während des „2.“ Modus ist die Rotorwelle 10, die mit dem Rotor des ersten Motorgenerators 2 integriert ist, mit dem Sonnenrad Sr des Drehzahländerungsmechanismus 14 verbunden und ist der Träger Cr des Drehzahländerungsmechanismus 14 mit dem Abgabebauteil 15 verbunden. Folglich ist der erste Motorgenerator 2 mit dem Abgabebauteil 15 durch den Drehzahländerungsmechanismus 14 mechanisch verbunden. In diesem Fall wird die Abgabewelle 15 gedreht, um das Fahrzeug durch Antreiben des ersten Motorgenerators 2 als Motor durch die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung 30 anzutreiben. In diesem Fall ist das Drehzahländerungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus 14 das Drehzahländerungsverhältnis zwischen dem ersten Motorgenerator 2 und dem Abgabebauteil 15.
  • Der „3.“ Modus während des „EV Betriebsmodus“ wird nur durch Eingreifen der dritten Kupplung C3 oder durch Eingreifen der dritten Kupplung C3 und der zweiten Kupplung C2 festgelegt. Insbesondere ist die Zwischenwelle 8, die mit dem Träger Cm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 integriert ist, direkt mit dem Abgabebauteil 15 verbunden. Folglich ist der zweite Motorgenerator 3 mit dem Abgabebauteil 15 mechanisch durch den Drehzahlreduktionsmechanismus 6 verbunden. In diesem Fall wird das Abgabebauteil 15 gedreht, um das Fahrzeug durch Antreiben des zweiten Motorgenerators 3 als Motor durch die elektrische Leistung der elektrischen Speichervorrichtung 30 anzutreiben. In diesem Fall ist das Drehzahländerungsverhältnis des Drehzahlreduktionsmechanismus 6 das Drehzahländerungsverhältnis zwischen dem zweiten Motorgenerator 3 und dem Abgabebauteil 15.
  • In dem Fall des „EV Betriebsmodus“ ist somit die fünfte Kupplung C5 während allen Antriebsmodi nicht in Eingriff. Als Ergebnis dreht sich das Sonnenrad Sm des Leistungsverteilungsmechanismus 4 im Leerlauf. Daher wird das Drehmoment zwischen der Maschine 1 und der Zwischenwelle 8, der Rotorwelle 10 oder dem Abgabebauteil 15 nicht übertragen. Das heißt, es wird unterbunden, dass die Maschine 1 ihre Leistung zu dem Abgabebauteil 15 abgibt, in anderen Worten ist die Maschine 1 von dem Abgabebauteil 15 getrennt. Aus diesem Grund werden die Drehzahl des Abgabebauteils 15 und die Betriebsbedingung des Fahrzeugs nicht durch die Betriebsbedingungen der Maschine 1 beeinflusst, zum Beispiel werden die Drehzahl des Abgabebauteils 15 und die Betriebsbedingung des Fahrzeugs nicht verändert, selbst wenn die Maschine 1 gestoppt wird oder selbst wenn die Maschine 1 im Leerlauf läuft.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß der Hybridantriebseinheit, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird, der Antriebsmodus des Fahrzeugs somit geschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit durch den Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis wie zum Beispiel dem „1. + 2. fixiert“ und dem „2. + 3. fixiert“ Modus geändert wird. Wie auch beschrieben ist, ist während der Modi mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis die Maschine 1 mechanisch mit dem Abgabebauteil 15 verbunden. In anderen Worten wird die Leistung der Maschine 1 zu dem Abgabebauteil 15 übertragen, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch den ersten Motorgenerator 2 und den zweiten Motorgenerator 3 umgewandelt wird. Daher wird die Drehzahl der Maschine 1 durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und das gesamte Drehzahländerungsverhältnis reguliert. Aus diesem Grund kann die Drehzahl der Maschine 1 eine zulässige Drehzahl überschreiten (oder kann über einen zulässigen Bereich hinausgehen). Jedoch ist die Steuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung angepasst, um eine derartige Situation zu vermeiden.
  • 1 ist ein Ablaufschaubild, das ein Beispiel einer durch das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung auszuführenden Steuerung erläutert. Zunächst wird es beurteilt, ob angefordert ist, dass der Antriebsmodus zu einem Modus mit kontinuierlich variablem Drehzahländerungsverhältnis durch den Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis geschaltet werden soll (in Schritt S1). Der Modus mit kontinuierlich variablem Drehzahländerungsverhältnis ist ein Antriebsmodus, bei dem das Drehzahländerungsverhältnis zwischen der Maschine 1 und dem Abgabebauteil 15 kontinuierlich oder stufenlos variiert werden kann. Insbesondere korrespondiert der Modus mit kontinuierlich variablem Drehzahländerungsverhältnis zu dem vorstehenden „1. CVT“ Modus, „2. CVT“ Modus und „3. CVT“ Modus. Diese Antriebsmodi werden gemäß der Antriebsbedingung des Fahrzeugs wie zum Beispiel der Drehzahl der Maschine 1 und der Motorgeneratoren 2 und 3, der Fahrzeuggeschwindigkeit, oder eines Antriebskraftbefehls ausgewählt und festgelegt. Daher kann die Beurteilung in dem Schritt S1 durch die vorstehend erwähnte elektronische Steuerungseinheit 31 gemacht werden.
  • In dem Fall, dass es angefordert ist, dass der Antriebsmodus geschaltet werden soll, so dass die Antwort in dem Schritt S1 JA ist, wird es beurteilt, ob die Maschine 1 AN ist, das heißt es wird beurteilt, ob die Maschine 1 angetrieben wird (in Schritt S2). Eine derartige Beurteilung in dem Schritt S2 kann auf der Grundlage der Drehzahl der Maschine 1, eines Steuerungssignals zum Zuführen des Kraftstoffs, eines Zündsteuerungssignals usw. gemacht werden. In dem Fall, dass die Maschine angetrieben wird, so dass die Antwort in dem Schritt S2 JA ist, werden eine Antriebsbedingung des Fahrzeugs wie zum Beispiel eine Information über den Antriebskraftbefehl, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Zustand der Ladung (SOC) der elektrischen Speichervorrichtung 30 usw. erhalten oder eingelesen (in Schritt S3). Dann wird es beurteilt, ob das Fahrzeug durch einen beliebigen von den Motorgeneratoren 2 und 3 angetrieben werden kann, das heißt es wird beurteilt, ob der „EV Betrieb“ möglich ist (in Schritt S4). Die Beurteilung in dem Schritt S4 wird auf der Grundlage der erhaltenen Information gemacht. Zum Beispiel ist in einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit extrem hoch ist, in einem Fall, in dem der Ladungszustand der elektrischen Speichervorrichtung 30 niedriger als ein vorbestimmter Grenzwert ist, oder in einem Fall, in dem ein Fehler irgendeiner Art erfasst wird, die Antwort in dem Schritt S4 NEIN. Anderenfalls ist die Antwort in dem Schritt S4 JA.
  • In dem Fall, dass der „EV Betrieb“ möglich ist, so dass die Antwort in dem Schritt S4 JA ist, wird ein Betriebspunkt der Maschine 1 für den Fall vorausgesagt (oder berechnet), bei dem ein Modus mit einem fixierten Übergangsdrehzahländerungsverhältnis während des Drehzahländerungsbetriebs gemäß der derzeitigen Antriebsbedingung festgelegt ist (in Schritt S5). Der festzulegende Modus mit fixiertem Übergangsdrehzahländerungsverhältnis kann einfach aus der Tatsache bestimmt werden, dass der auszuführende Drehzahländerungsbetrieb ein Hochschalten aus dem derzeitigen Antriebsmodus oder ein Runterschalten aus dem derzeitigen Antriebsmodus ist. Zum Beispiel ist in dem Fall, in dem der auszuführende Drehzahländerungsbetrieb ein Hochschalten von dem „1. CVT“ Modus ist, der festzulegende Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis der „1. + 2. fixiert“ Modus. Im Gegensatz dazu ist in dem Fall, in dem der auszuführende Drehzahländerungsbetrieb ein Runterschalten von dem „3. CVT“ Modus ist, der festzulegende Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis der „2. + 3. fixiert“ Modus. Wie vorstehend beschrieben ist, wird das Drehzahländerungsverhältnis gemäß dem somit bestimmten Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis durch das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebemechanismus, das als der Leistungsverteilungsmechanismus 4 dient (das heißt, ein Verhältnis zwischen der Zähnezahl des Sonnenrads und der Zähnezahl des Hohlrads) und durch das Drehzahländerungsverhältnis des Drehzahländerungsmechanismus 14 reguliert. Demgemäß kann die Drehzahl der Maschine 1 oder der Betriebspunkt der Maschine 1 auf der Grundlage des Drehzahländerungsverhältnisses und der Drehzahl des Abgabebauteils 15 oder der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden.
  • Dann wird es beurteilt, ob der somit vorausgesagte Betriebspunkt der Maschine 1 in einen „NV Bereich“ eintritt, oder ob die Drehzahl der Maschine 1 niedriger als die minimale Drehzahl wird (in Schritt S6). Insbesondere ist der „NV Bereich“ ein Bereich, in dem ein Geräusch und Vibrationen um eine Resonanz der Maschine 1 oder dergleichen verschlechtert sind, und ist der „NV Bereich“ in Übereinstimmung mit einer erforderlichen Qualität des Fahrzeugs usw. im Voraus bemessen.
  • Ein Beispiel des „NV Bereichs“ ist in 2 gezeigt. 2 ist ein Diagramm, das einen Betriebspunkt der Maschine 1 zeigt, und in 2 stellt eine senkrechte Achse ein Maschinendrehmoment dar, stellt eine waagrechte Achse eine Drehzahl der Maschine 1 dar, ist eine Linie L1 eine Linie mit gleicher Leistung und ist eine Linie L2 eine Maschinenbetriebslinie. Insbesondere ist die Maschinenbetriebslinie L2 eine Linie, die einen Betriebspunkt, bei dem die Drehzahl der Maschine 1 minimal ist, einen Betriebspunkt, bei dem die Drehzahl der Maschine 1 die niedrigste mögliche Drehzahl ist, um ein Geräusch und Vibrationen auf ein zulässiges Niveau zu halten, und einen Betriebspunkt verbindet, bei dem eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit ein Optimum wird. Der NV Bereich Anv ist an einer Seite mit niedriger Drehzahl oder einer Seite mit hohem Drehmoment der Maschinenbetriebslinie L2 angeordnet. Zusätzlich ist der NV Bereich Anv an einer Seite mit hoher Drehzahl der minimalen Drehzahl angeordnet. Daher wird die Maschine 1 auf der Maschinenbetriebslinie L2 oder in einem Betriebspunkt an der Seite mit hoher Drehzahl oder der Seite mit niedrigem Drehmoment der Maschinenbetriebslinie L2 angetrieben.
  • Die Beurteilung in dem Schritt S6 kann auf der Grundlage des vorstehend erläuterten Kennfelds gemacht werden, das in 2 gezeigt ist. Insbesondere wird in dem Schritt S6 beurteilt, ob der Betriebspunkt, der auf der Grundlage eines Maschinendrehmoments, das von einem Öffnungsgrad einer Drosselklappe oder eines Beschleunigers und auf der Grundlage der Drehzahl der Maschine 1 gemäß dem Modus mit vorausgesagtem fixierten Drehzahländerungsverhältnis bestimmt wird, an der Seite mit niedriger Drehzahl oder der Seite mit hohem Drehmoment der Maschinenbetriebslinie L2 angeordnet ist.
  • In dem Fall, in dem die Antwort in dem Schritt S6 JA ist, nämlich in dem Fall, in dem die Drehzahl der Maschine 1 über den zulässigen Drehzahlbereich gemäß dem Modus mit fixiertem Übergangsdrehzahländerungsverhältnis während des Drehzahländerungsbetriebs hinausgeht, wird der Betriebsmodus zu dem EV Betriebsmodus gemäß dem derzeitigen Antriebsmodus geschaltet (in Schritt S7). Insbesondere wird in dem Fall, in dem die Antwort in dem Schritt S6 JA gemäß dem „1. CVT“ Modus ist, der Antriebsmodus zu dem „1.“ Modus des EV Betriebsmodus geschaltet; in dem Fall, in dem die Antwort in dem Schritt S6 gemäß dem „2. CVT“ Modus JA ist, wird der Antriebsmodus zu dem „2.“ Modus des EV Betriebsmodus geschaltet; und in dem Fall, in dem die Antwort in dem Schritt S6 gemäß dem „3: CVT“ Modus JA ist, wird der Antriebsmodus zu dem „3.“ Modus des EV Betriebsmodus geschaltet. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Maschine 1 von dem Abgabebauteil 15 in jedem dieser Fälle abgekoppelt, um zu unterbinden, dass dessen Drehmoment zu dem Abgabebauteil 15 abgegeben wird.
  • In diesem Fall wird ein Drehzahländerungsbetrieb ausgeführt (in Schritt S8). Insbesondere wird ein Antriebsmodus als der Betriebsmodus der Hybridantriebseinheit geschaltet. Der Drehzahländerungsbetrieb in dem Schritt S8 wird durch vorübergehendes Festlegen des vorstehend erwähnten Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis und durch Schalten eines Eingriffszustands (Eingriffszuständen) der vorbestimmten Kupplung (Kupplungen) ausgeführt. In diesem Fall ist die Drehzahl der Zwischenwelle 8 oder Rotorwelle 10, die mit der Abgabewelle 15 verbunden ist, durch die Drehzahl beschränkt, die durch die Drehzahl der Abgabewelle 15 und des Drehzahländerungsverhältnisses bestimmt ist. Jedoch wird verhindert, dass, da die Maschine 1 mit diesen Elementen nicht verbunden ist, der Betriebspunkt der Maschine 1 in den NV Bereich Anv eintritt, oder es wird verhindert, dass die Drehzahl der Maschine 1 unterhalb einer Drehzahl absinkt, die niedriger als die minimale Drehzahl ist. In anderen Worten wird der Drehzahländerungsbetrieb nicht beschränkt, um diese unerwünschte Betriebsbedingung der Maschine 1 zu verhindern.
  • In dem Fall, in dem die Antwort in dem Schritt S1 NEIN ist, schreitet die Routine zu Schritt S9 voran, in dem eine normale Drehzahländerungssteuerung ausgeführt wird. In diesem Fall wird, da die Drehzahländerung nicht angefordert ist, der Drehzahländerungsbetrieb nicht ausgeführt, selbst wenn die Routine zu dem Schritt S9 voranschreitet. In dem Fall, in dem die Maschine 1 gestoppt wird, so dass die Antwort in dem Schritt S2 NEIN ist, schreitet die Routine auch zu dem Schritt S9 voran und wird die normale Drehzahländerungssteuerung ausgeführt, das heißt es wird ein Schaltbetrieb des Antriebsmodus ausgeführt. Dies fußt darauf, da der Betriebsmodus des Fahrzeugs der EV Betriebsmodus ist. In dem Fall, dass der EV Betriebsmodus nicht erreicht werden kann, so dass die Antwort in dem Schritt S4 NEIN ist, schreitet die Routine auch zu dem Schritt S9 voran und wird eine normale Drehzahländerungssteuerung ausgeführt, das heißt es wird ein Schaltbetrieb des Antriebsmodus ausgeführt. In diesem Fall wird, wenn die Drehzahländerung angefordert ist und die Situation es ermöglicht, die Drehzahländerung auszuführen, ein Drehzahländerungsbetrieb ausgeführt. In dem Fall, in dem die Antwort in dem Schritt S6 NEIN ist, nämlich in dem Fall, in dem es beurteilt wird, dass der Betriebspunkt der Maschine nicht in den NV Bereich Anv eintritt, und es beurteilt wird, dass die Drehzahl der Maschine 1 nicht auf eine Drehzahl abgesenkt wird, die niedriger als die minimale Drehzahl ist, schreitet die Routine auch zu dem Schritt S9 voran und wird eine normale Drehzahländerungssteuerung ausgeführt, das heißt es wird ein Schaltbetrieb des Antriebsmodus ausgeführt.
  • 3 ist ein nomographisches Diagramm, das eine Veränderung des Verhaltens des Leistungsverteilungsmechanismus 4 während eines Drehzahländerungsbetriebs von dem „2. CVT“ Modus zu dem „1. CVT“ Modus gemäß der Bedingung zeigt, bei der das Fahrzeug durch Antreiben der Maschine 1 angetrieben wird. Während des „2. Maschine AN Betrieb“ - Modus wird das Drehmoment von der Maschine 1 zu dem Hohlrad Rm eingegeben, wirkt das Reaktionsdrehmoment, dass es sich aus der Verwendung des zweiten Motorgenerators 3 als Generator ergibt, auf den Träger Cm, und wirkt das Drehmoment des ersten Motorgenerators 2, der als Motor durch die elektrische Leistung von dem zweiten Motorgenerator 3 angetrieben wird, auf das Sonnenrad Sm.
  • In diesem Fall wird, wenn eine Beurteilung zum Ausführen eines Herunterschaltens zum „1. CVT“ Modus und zum Beispiel wenn der Betriebspunkt der Maschine 1 beurteilt wird, dass er in den NV-Bereich Anv eintritt, der Betriebsmodus des Fahrzeugs zu dem „2. EV Betrieb“ - Modus geschaltet. Insbesondere ist die fünfte Kupplung C2, die in 4 gezeigt ist, nicht in Eingriff und ist die Maschine 1 nicht aktiviert zum Beispiel durch Unterbrechen einer Zufuhr des Kraftstoffs. Als Ergebnis wird, obwohl eine Last, die sich aus einer Erzeugung ergibt, auf den zweiten Motorgenerator 3 aufgebracht, eine Leistung zum Erzeugen der elektrischen Leistung nicht zu diesem eingegeben. Daher wird der zweite Motorgenerator 3 gestoppt und wird folglich die Drehung des Hohlrads Rm, das damit verbunden ist, gestoppt. Ferner werden die Drehungen des Hohlrads Rm und des Sonnenrads Sm gestoppt. In diesem Fall wird das Drehmoment des ersten Motorgenerators 2, der als Motor arbeitet, zu dem Sonnenrad Sr des Drehzahländerungsmechanismus 14 übertragen und wird das Drehmoment zu dem Abgabebauteil 15 durch den Drehzahländerungsmechanismus 14 abgegeben. Als Ergebnis wird das Fahrzeug durch die Leistung des ersten Motorgenerators 2 angetrieben. In dem nomographischen Diagramm, das den „2.EV Betrieb“ - Modus zeigt, ist die Drehzahl des ersten Motorgenerators 2 gezeigt.
  • Dann wird der „1. + 2. Betrieb mit fixierter Gangstufe“ - Modus gemäß dem EV Betriebsmodus festgelegt, bei dem die Maschine 1 nicht aktiviert ist. Insbesondere ist die erste Kupplung C1 zusätzlich zu der zweiten Kupplung C2 und der vierten Kupplung C4 in Eingriff. Um einen Stoß zu verhindern oder zu verringern, der sich aus dem Eingriff der ersten Kupplung C1 ergibt, ist es bevorzugt, die erste Kupplung C1 durch Steuern der Drehzahl des zweiten Motorgenerators zu synchronisieren, wenn die erste Kupplung C1 in Eingriff gebracht wird.
  • Somit sind gemäß dem „1. + 2. Betrieb mit fixierter Gangstufe‟ - Modus sowohl der erste als auch der zweite Motorgenerator 2 und 3 mit dem Sonnenrad Sr verbunden, das als ein Eingabeelement des Drehzahländerungsmechanismus 14 wirkt. Daher wird letztlich der Betriebsmodus des Fahrzeugs zu dem „1. EV Betrieb“ Modus geschaltet, bei dem das Fahrzeug durch die Leistung des zweiten Motorgenerators 3 anstelle der Leistung des ersten Motorgenerators 2 angetrieben wird, durch Verringern des Drehmoments, das von dem ersten Motorgenerator 2 eingegeben wird, und durch Erhöhen des Drehmoments von dem zweiten Motorgenerator 3, um dadurch das verringerte Drehmoment des ersten Motorgenerators 3 zu kompensieren.
  • Dann wird gemäß der Bedingung, bei der die Maschine 1 angetrieben wird, die Drehzahl der Maschine 1 durch den ersten Motorgenerator 2 durch Synchronisieren und in Eingriffbringen der fünften Kupplung C5 durch Steuern der Drehzahl des ersten Motorgenerators 2 gesteuert. Als Ergebnis wird der „1. CVT“ Modus (korrespondierend zu dem „1. Maschine AN Betrieb“ Modus) festgelegt.
  • Somit kann gemäß dem Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung die Maschine von dem Abgabebauteil 15 gemäß dem während des Schaltbetriebs festzulegenden Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis abgekoppelt werden. Daher kann in dem Fall des Schaltens von dem „2. CVT“ Modus zu dem „1. CVT“ Modus zum Beispiel der Betriebspunkt der Maschine 1 auf einen zweiten Betriebspunkt des 2. CVT Modus gehalten werden, der durch P1 in 2 dargestellt ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Drehzahländerung ausgeführt wird, während die Maschine 1 mit dem Abgabebauteil 15 verbunden wird, die Drehzahl der Maschine 1 in dem Fall verringert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist. Als Ergebnis tritt der Betriebspunkt der Maschine 1 in den NV Bereich Anv ein. Jedoch kann gemäß dem Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schalten des Antriebsmodus, das heißt ein Drehzahländerungsbetrieb ausgeführt werden, ohne dass er durch den Betriebspunkt der Maschine 1 eingeschränkt ist.
  • Zusätzlich wird in dem Fall, in dem die Drehzahl der Maschine 1 nicht über den zulässigen Drehzahlbereich hinausgeht, der normale Drehzahländerungsbetrieb ausgeführt, wie in Bezug auf 1 erläutert ist, und wird die Übertragung der Leistung der Maschine 1 zu dem Abgabebauteil 15 nicht unterbunden. Daher kann die Drehzahländerungssteuerung vereinfacht werden und kann ein Ansprechverhalten des Drehzahländerungsbetriebs verbessert sein.
  • Nachstehend ist eine Beziehung zwischen dem vorstehend erläuterten Beispiel und der vorliegenden Erfindung erläutert. Die funktionale Einrichtung zum Ausführen der Steuerung in den Schritten S7 und S8 korrespondiert zu der ersten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die funktionale Einrichtung zum Ausführen der Steuerung in dem Schritt S9 korrespondiert zu der zweiten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die funktionale Einrichtung zum Ausführen der Steuerung in dem Schritt S6 korrespondiert zu der Auswahleinrichtung der vorliegenden Erfindung, und die funktionale Einrichtung zum Ausführen der Steuerung in dem Schritt S5 korrespondiert zu der Erfassungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt, und das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung kann auf eine Hybridantriebseinheit angewandt werden, die von der in 4 gezeigten Hybridantriebseinheit verschieden ist. Zum Beispiel kann ein Drehzahländerungsmechanismus, der angepasst ist, um eine Vielzahl von Drehzahländerungsverhältnissen wahlweise festzulegen, ein komplexer Planetengetriebemechanismus, der durch Kombinieren einer Vielzahl von Planetengetriebemechanismen ausgebildet ist, als der Drehzahländerungsmechanismus verwendet werden. Ferner kann ein Planetengetriebemechanismus der Ravigneaux-Bauart oder ein Drehzahländerungsmechanismus, der angepasst ist, um eine Vielzahl von Gangstufenpaaren durch einen Kupplungsmechanismus auszuwählen, als der Drehzahländerungsmechanismus verwendet werden. Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Erfindung auch möglich, eine Startkupplung an der Abgabeseite der Brennkraftmaschine anzuordnen. In diesem Fall kann die Brennkraftmaschine auch von einem Abgabebauteil durch Lösen der Startkupplung abgekoppelt werden, wenn der Modus mit fixiertem Drehzahländerungsverhältnis als ein Übergangsmodus während des Drehzahländerungsbetriebs festgelegt ist.

Claims (7)

  1. Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine (1) und einem ersten Elektromotor (2) und einem zweiten Elektromotor (3), die in der Lage sind, eine elektrische Leistung zu erzeugen, wobei das Steuerungssystem Folgendes aufweist: einen Leistungsverteilungsmechanismus (4) mit drei Drehelementen (Rm, Sm, Cm), die untereinander differenziell drehbar sind, einschließlich eines ersten Drehelements (Rm), mit dem eine Leistung der Brennkraftmaschine (1) übertragen wird, einem zweiten Drehelement (Sm), mit dem eine Leistung des ersten Elektromotors (2) übertragen wird, und einem dritten Drehelement (Cm), mit dem eine Leistung des zweiten Elektromotors (2) übertragen wird, wobei das erste Drehelement (Rm) des Leistungsverteilungsmechanismus (4) direkt mit der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist; einen Drehzahländerungsmechanismus (14), der in der Lage ist, einen ersten Drehzahländerungsmodus, bei dem die von dem zweiten Drehelement (Sm) übertragene Leistung zu einem Abgabebauteil (15) abgegeben wird, und einen zweiten Drehzahländerungsmodus festzulegen, bei dem die von dem dritten Drehelement (Cm) übertragene Leistung zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird; und eine erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung (31, S7, S8), die einen EV-Betriebsmodus durch vorübergehendes Unterbinden einer Übertragung der Leistung der Brennkraftmaschine (1) zu dem Abgabebauteil (15) festlegt, während die von einem beliebigen von den Elektromotoren (2, 3) abgegebene Leistung zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird, anstelle dass die Leistung der Brennkraftmaschine (1) übertragen wird, im Falle des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus (14) gemäß einer Bedingung, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine (1) zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird, ohne dass die Leistung der Brennkraftmaschine (1) in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren (2, 3) umgewandelt wird.
  2. Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit nach Anspruch 1, das des Weiteren Folgendes aufweist: eine zweite Drehzahländerungssteuerungseinrichtung (31, S9), die den Antrieb der Brennkraftmaschine (1) im Fall des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus (14) gemäß der Bedingung aufrechterhält, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine (1) zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren (2, 3) umgewandelt wird; und eine Auswahleinrichtung (31, S6), die eine von der ersten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung (31, S7, S8) und der zweiten Drehzahländerungssteuerungseinrichtung (31, S9) zum Schalten des Drehzahländerungsmodus auf der Grundlage einer Antriebsbedingung der Hybridantriebseinheit auswählt.
  3. Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit nach Anspruch 2, das des Weiteren Folgendes aufweist: eine Erfassungseinrichtung (31, S5), die eine Tatsache erfasst, dass eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) über einen vorbestimmten zulässigen Vibrationsgeräuschbereich hinausgeht, oder eine Tatsache erfasst, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) niedriger als eine vorbestimmte zulässige niedrigste Drehzahl wird, in dem Fall des Schaltens des Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus (14) gemäß einer Bedingung, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine (1) zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren (2, 3) umgewandelt wird; und wobei die Auswahleinrichtung (31, S6) eine Einrichtung aufweist, die die erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung (31, S7, S8) zum Schalten des Drehzahländerungsmodus in dem Fall auswählt, in dem die Erfassungseinrichtung (31, S5) die Tatsache erfasst, dass die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) über den vorbestimmten zulässigen Vibrationsgeräuschbereich hinausgeht, oder die Tatsache erfasst, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) niedriger als die vorbestimmte zulässige niedrigste Drehzahl wird, wenn der Drehzahländerungsmodus des Drehzahländerungsmechanismus (14) gemäß der Bedingung geschaltet wird, bei der die Leistung der Brennkraftmaschine (1) zu dem Abgabebauteil (15) übertragen wird, ohne dass sie in eine elektrische Leistung durch die Elektromotoren (2, 3) umgewandelt wird.
  4. Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Leistungsverteilungsmechanismus (4) ein Planetengetriebemechanismus der Doppelritzelbauart ist und Folgendes aufweist: ein erstes Sonnenrad (Sm) als ein externes Rad, mit dem die Leistung des ersten Elektromotors (2) übertragen wird; ein erstes Hohlrad (Rm) als ein internes Rad, das konzentrisch zu dem ersten Sonnenrad (Sm) angeordnet ist und mit dem die Leistung der Brennkraftmaschine (1) übertragen wird; und einen ersten Träger (Cm), der ein Ritzelrad hält, das mit dem ersten Sonnenrad (Sm) und einem weiteren Ritzelrad, das mit dem Ritzelrad und dem ersten Hohlrad (Rm) in Eingriff ist, in Eingriff ist und mit dem die Leistung des zweiten Elektromotors (3) übertragen wird; der Drehzahländerungsmechanismus (14) Folgendes aufweist: einen Planetengetriebemechanismus der einfachen Ritzelbauart mit einem zweiten Sonnenrad (Sr) als ein externes Rad, einem zweiten Hohlrad (Rr), das fixiert und konzentrisch zu dem zweiten Sonnenrad (Sr) angeordnet ist, und einem zweiten Träger (Cr), der ein Ritzelrad hält, das mit dem zweiten Sonnenrad (Sr) und dem zweiten Hohlrad (Rr) in Eingriff ist; eine erste Kupplung (C1), die das zweite Sonnenrad (Sr) wahlweise mit dem ersten Träger (Cm) verbindet; eine zweite Kupplung (C2), die das zweite Sonnenrad (Sr) wahlweise mit dem ersten Elektromotor (2) verbindet; eine dritte Kupplung (C3), die den ersten Träger (Cm) wahlweise mit dem Abgabebauteil (15) verbindet; eine vierte Kupplung (C4), die den zweiten Träger (Cr) wahlweise mit dem Abgabebauteil (15) verbindet; und die Hybridantriebseinheit des Weiteren Folgendes aufweist: eine fünfte Kupplung (C5), die den ersten Elektromotor (2) wahlweise mit dem ersten Sonnenrad (Sm) verbindet; und eine Bremse (B1), die den ersten Elektromotor (2) wahlweise anhält.
  5. Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Brennkraftmaschine (1) die Übertragung deren Leistung zu dem Abgabebauteil (15) durch Stoppen einer Verbrennung von Kraftstoff oder durch Trennen einer Übertragung des Drehmoments zwischen der Brennkraftmaschine (1) und dem Abgabebauteil (15) unterbindet.
  6. Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit nach Anspruch 4, wobei: die erste Drehzahländerungssteuerungseinrichtung (31, S7, S8) eine Einrichtung aufweist, die den ersten Elektromotor (2) von dem ersten Sonnenrad (Sm) durch Lösen der fünften Kupplung (C5) trennt.
  7. Steuerungssystem für eine Hybridantriebseinheit nach Anspruch 1, das des Weiteren Folgendes aufweist: eine Kupplung (C1, C2), die eines von dem zweiten Drehelement (Sm) und dem dritten Drehelement (Cm) wahlweise mit dem Drehzahländerungsmechanismus (14) verbindet; und eine weitere Kupplung (C1, C2, C4), die das verbleibende zweite Drehelement (Sm) oder dritte Drehelement (Cm) wahlweise mit dem Drehzahländerungsmechanismus (14) oder dem Abgabebauteil (15) verbindet.
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