DE112010002939T5 - Steuerung für Fahrzeugantriebseinheit - Google Patents

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Abstract

Während der Antrieb durchgeführt wird, indem die Leistung eines Verbrennungsmotors 6 über ein Zahnrad einer zweiten Zahnradgruppe übertragen wird, wird das Vorschalten auf ein Zahnrad einer ersten Zahnradgruppe durchgeführt, wobei das Zahnrad auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe ist, so dass die Drehzahl eines Elektromotors 7 eine vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Hybridfahrzeug-Antriebseinheit.
  • Hintergrundtechnik
  • Auf der Basis eines Automatikgetriebes (auf das hier nachstehend als ein AMT Bezug genommen wird), in dem der Übertragungsbetrieb eines manuellen Getriebes mit hohem Übertragungswirkungsgrad automatisiert ist, und zum Zwecke der Vermeidung von Stößen aufgrund der Drehmomentunterbrechung während des Schaltens wurde herkömmlicherweise eine Hybridfahrzeug-Antriebseinheit (AMT-HEV) vorgeschlagen, die mit einem Doppelkupplungsgetriebe ausgestattet ist, dessen zwei Eingangswellen Zahnradgruppen haben und die jeweils über Kupplungen mit einem Verbrennungsmotor verbunden werden können und von denen eine Eingangswelle von einem Motorgenerator angetrieben werden kann (siehe Patentdokument 1).
  • In der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Fahrzeugantriebseinheit 100 sind, wie in 28 gezeigt, zwei Eingangswellen 101 und 102 jeweils über Kupplungen C1 und C2 mit einem Verbrennungsmotor Eng verbunden, und ein Motorgenerator MG ist mit der Eingangswelle 102 verbunden. Außerdem ist die Eingangswelle 102 durch Eingreifen einer Klauenkupplung 105 über einen Getriebezug 106 eines kleinen Gangs mit einer Gegenwelle 107 verbunden, und die Eingangswelle 101 ist durch Eingreifen einer Klauenkupplung 108 über einen Getriebezug 109 eines hohen Gangs mit der Gegenwelle 107 verbunden.
  • Außerdem wird offenbart, dass, wenn das Hochschalten abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit während des Fahrens mit niedriger Geschwindigkeit durchgeführt wird, nachdem die Klauenkupplung 105 in Eingriff ist und die Kupplung C2 in Eingriff ist, das Eingreifen der Klauenkupplung 108 begonnen wird, die Kupplung C2 gelöst wird und die Kupplung C1 in Eingriff gebracht wird. Folglich wird das Hochschalten von der kleinen Gangseite auf die hohe Gangseite durchgeführt.
  • Dokument der verwandten Technik Patentdokument
    • Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2005-147312
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Problem, das von der Erfindung gelöst werden soll
  • Da jedoch die Klauenkupplung 105 nach dem Hochschalten in der Fahrzeugantriebseinheit 100 in Eingriff bleibt, dreht die Leistung der Gegenwelle 107 den Motorgenerator MG damit über den Getriebezug 106 eines kleinen Gangs. Da zu dieser Zeit die Drehzahl der Eingangswelle 102 auf der kleinen Gangseite höher als die Drehzahl der Eingangswelle 101 auf der hohen Gangseite ist, wird der Motorgenerator MG mit hoher Geschwindigkeit gedreht; folglich ist die Last auf dem Motorgenerator hoch, und es kann ein Fehler verursacht werden.
  • In Anbetracht der vorstehend erwähnten Gegebenheiten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung für eine Fahrzeugantriebseinheit bereitzustellen, die fähig ist, das Drehe eines Elektromotors mit einer Überdrehzahl aufgrund eines Gangwechsels zu verhindern und die Last auf dem Elektromotor zu verringern.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, stellt ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 1 bereit:
    eine Steuerung für eine Fahrzeugantriebseinheit (zum Beispiel Fahrzeugantriebseinheiten 1, 1A und 1B gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die ausgestattet ist mit einem Verbrennungsmotor (zum Beispiel einem Verbrennungsmotor 6 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform); einem Elektromotor (zum Beispiel einem Elektromotor 7 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform); einer ersten Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern (zum Beispiel einem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, einem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang und einem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die über eine erste Eingreif-/Ausrückeinrichtung (zum Beispiel eine erste Kupplung 41 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind und unter Verwendung einer ersten Synchronisierungsvorrichtung (zum Beispiel einem ersten Getriebeschaltstück 51 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) auswählbar sind; und einer zweiten Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern (zum Beispiel einem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang, einem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang und einem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang gemäß der später beschriebenen Ausführugsform), die über eine zweite Eingreif-/Ausrückeinrichtung (zum Beispiel einer zweiten Kupplung 42 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind und unter Verwendung einer zweiten Synchronisierungsvorrichtung (mm Beispiel eines zweiten Getriebeschaltstücks 52 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) auswählbar sind, wobei die Leistung des Verbrennungsmotors und/oder des Elektromotors in die erste Zahnradgruppe eingespeist wird, die Leistung des Verbrennungsmotors in die zweite Zahnradgruppe eingespeist wird, wobei es nach dem Eingreifen der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und während des Antriebs über ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe, das von der ersten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, möglich ist, unter Verwendung eines Zahnrads der zweiten Zahnradgruppe, das von der zweiten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, den Antrieb durchzuführen, indem die Eingreifzustände der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und der zweiten Eingreif-/Ausrückvorrichtung geändert werden und der Elektromotor sich über die Zahnradgruppe dreht, wobei während der Antrieb durchgeführt wird, indem die Leistung des Verbrennungsmotors über das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe übertragen wird, ein Vorschalten auf ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe durchgeführt wird, wobei das Zahnrad auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe ist, so dass die Drehzahl des Elektromotors eine vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt.
  • Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, stellt ein erfinderischer Aspekt des Anspruchs 2 bereit:
    eine Steuerung für eine Fahrzeugantriebseinheit (zum Beispiel Fahrzeugantriebseinheiten 1, 1A und 1B gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die mit ausgestattet ist mit: einem Verbrennungsmotor (zum Beispiel einem Verbrennungsmotor 6 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform); einem Elektromotor (zum Beispiel einem Elektromotor 7 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform); einem Differentialuntersetzungsgetriebe (zum Beispiel ein Differentialuntersetzungsgetriebe 30 und einem Planetengetriebemechanismus 3 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), das aufgebaut ist, um fähig zu sein, erste bis dritte Drehelemente (zum Beispiel ein Sonnenrad 32, einen Zahnkranz 35 und einen Träger 36 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) differentiell zu drehen; einer ersten Eingangs-/Ausgangswelle (zum Beispiel einer ersten Hauptwelle 11 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die mit dem ersten Drehelement des Differentialuntersetzungsgetriebes verbunden ist und über eine erste Eingreif-/Ausrückvorrichtung (zum Beispiel eine erste Kupplung 41 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) selektiv mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; einer zweiten Eingangs-/Ausgangswelle (zum Beispiel einer zweiten Zwischenwelle 16 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die über eine zweite Eingreif-/Ausrückvorrichtung (zum Beispiel eine zweite Kupplung 42 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) selektiv mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; einer Ausgangs-/Eingangswelle (zum Beispiel einer Gegenwelle 14 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die derart angeordnet ist, dass Leistung auf die erste Eingangs-/Ausgangswelle und die zweite Eingangs-/Ausgangswelle übertragen werden kann, wobei der Elektromotor mit dem ersten Drehelement oder dem dritten Drehelement verbunden ist, wobei eine erste Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern (zum Beispiel einem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, einem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang und einem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die unter Verwendung einer ersten Synchronisierungsvorrichtung (zum Beispiel eine ersten Getriebeschaltstücks 51 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) auswählbar sind, auf der ersten Eingangs-/Ausgangswelle bereitgestellt ist, wobei eine zweite Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern (zum Beispiel einem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang, einem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang und einem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die unter Verwendung einer zweiten Synchronisierungsvorrichtung (zum Beispiel eines zweiten Getriebeschaltstücks 52 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) auswählbar sind, auf der zweiten Eingangs-/Ausgangswelle bereitgestellt ist, und nach dem Eingreifen der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und während des Antreibens eines Zahnrads der ersten Zahnradgruppe, das von der ersten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, das Antreiben unter Verwendung eines Zahnrads der zweiten Zahnradgruppe, das von der zweiten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, durchgeführt werden kann, indem die Eingreifzustände der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und der zweiten Eingreif-/Ausrückvorrichtung geändert werden, wobei
    während der Antrieb durchgerührt wird, indem die Leistung des Verbrennungsmotors über das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe auf die Eingangs-/Ausgangswelle übertragen wird, ein Vorschalten auf ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe durchgeführt wird, wobei das Zahnrad auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe ist, so dass die Drehzahl des Elektromotors eine vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 3 stellt die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach Anspruch 2 bereit, wobei die Fahrzeugantriebseinheit neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet ist, dass der Elektromotor mit dem ersten Drehelement verbunden ist und dass ein Sperrmechanismus (zum Beispiel ein Synchrongetriebemechanismus 61 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) auf dem dritten Drehelement bereitgestellt ist.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 4 stellt die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, wobei die Fahrzeugantriebseinheit neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet ist, dass der Elektromotor mit dem dritten Drehelement verbunden ist, und dass die kombinierte Leistung des Verbrennungsmotors und des Elektromotors an das zweite Drehelement ausgegeben wird.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 5 stellt die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, wobei neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4 eine dritte Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern (zum Beispiel einem ersten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 23b, einem zweiten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 24b und einem dritten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 96b gemäß der später beschriebenen Ausführungsform), die gemeinsam mit den Zahnrädern der ersten Zahnradgruppe und den Zahnrädern der zweiten Zahnradgruppe eingreifen, auf der Eingangs-/Ausgangswelle bereitgestellt ist.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 6 stellt neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, wobei er ferner aufweist:
    eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (zum Beispiel eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 58 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, und
    eine synchrone Positionserfassungseinrichtung (zum Beispiel eine synchrone Positions-Erfassungseinrichtung 57 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) zum Erfassen der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung, wobei die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert wird, dass der Elektromotor abhängig von der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung in einem vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich rotiert.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 7 stellt neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5 die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, wobei er ferner aufweist:
    eine Erfassungseinrichtung (zum Beispiel eine Wellendrehzahl-Erfassungseinrichtung 59 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) zum Erfassen der Drehzahl der ersten Eingangs-/Ausgangswelle, wobei
    die erste Synchronisierungsvorrichtung gesteuert derart wird, dass die erste Synchronisierungsvorrichtung in einem vorgegebenen Drehzahlbereich gedreht wird.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 8 stellt neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5 die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, wobei er ferner aufweist:
    eine Erfassungseinrichtung (zum Beispiel eine Wellendrehzahl-Erfassungseinheit 59 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) zum Erfassen der Drehzahl der Ausgangs-/Eingangswelle, und
    eine synchrone Positionserfassungseinrichtung (zum Beispiel eine synchrone Positions-Erfassungseinrichtung 57 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) zum Erfassen der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung, wobei die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert wird, dass der Elektromotor abhängig von der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung in einem vorgegebenen Drehzahlbereich der Ausgangs-/Eingangswelle rotiert.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 9 stellt neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, wobei er ferner aufweist:
    eine Erfassungseinrichtung (zum Beispiel eine Elektromotordrehzahl-Erfassungseinrichtung 8 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) zum Erfassen der Drehzahl des Elektromotors, wobei
    die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert wird, dass der Elektromotor in dem vorgegebenen Drehzahlbereich rotiert.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 10 stellt neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, der ferner aufweist:
    eine Elektromotortemperatur-Erfassungseinrichtung (zum Beispiel die Elektromotortemperatur-Erfassungseinrichtung 9 gemäß der später beschriebenen Ausführungsform) zum Erfassen der Temperatur des Elektromotors oder Erfassen des Werts seines Stroms und Schätzen der Temperatur des Elektromotors aus dem Stromwert, wobei
    der Zeitablauf des Vorschalten abhängig von der Temperatur des Elektromotors korrigiert wird.
  • Ein erfinderischer Aspekt gemäß Anspruch 11 stellt neben dem Aufbau des erfinderischen Aspekts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 die Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit bereit, wobei
    die erste Synchronisierungsvorrichtung in dem Fall, dass die Drehzahl des Elektromotors die vorgegebene Drehzahl übersteigt oder die Temperatur des Elektromotors die vorgegebene Temperatur übersteigt, auf ihren neutralen Zustand eingestellt wird,
    während der Antrieb unter Verwendung der Leistung des Verbrennungsmotors über ein Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe durchgeführt wird, obwohl die erste Synchronisierungsvorrichtung das Zahnrad für den maximalen Gang aus der ersten Zahnradgruppe ausgewählt hat.
  • Vorteile der Erfindung
  • Während mit der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 1 der Antrieb durch Übertragen der Leistung von dem Verbrennungsmotor über das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe durchgeführt wird, wird das Vorschalten auf ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe durchgeführt, wobei das Zahnrad auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe ist, so dass die Drehzahl des Elektromotors die vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt; folglich kann verhindert werden, dass der Elektromotor, der über den ersten Getriebeabschnitt rotiert, zur Zeit des Gangwechsels mit einer übermäßig hohen Drehzahl rotiert, wodurch das Anwenden einer übermäßigen Last auf den Elektromotor unterdrückt werden kann.
  • Während mit der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 2 der Antrieb durchgeführt wird, indem die Leistung des Verbrennungsmotors über das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe auf die Ausgangs-/Eingangswelle übertragen wird, wird das Vorschalten auf ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe durchgeführt, wobei das Zahnrad auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad der zweiten Ganggruppe ist, so dass die Drehzahl des Elektromotors die vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt; folglich kann verhindert werden, dass der Elektromotor zur Zeit des Gangwechsels mit einer übermäßig hohen Drehzahl rotiert, wodurch das Anwenden einer übermäßigen Last auf den Elektromotor unterdrückt werden kann.
  • Mit der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit gemäß den Ansprüchen 3 und 4 ist der Elektromotor mit dem ersten Drehelement oder dem dritten Drehelement des Differentialuntersetzungsgetriebes verbunden, wodurch die Gesamtleistung der Leistung des Verbrennungsmotors und der Leistung des Elektromotors für das Fahren eines Fahrzeugs verwendet werden können.
  • Mit der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 5 ist die dritte Zahnradgruppe, deren mehrere Zahnräder gemeinsam in Eingriff mit den Zahnrädern der ersten Zahnradgruppe und den Zahnrädern der zweiten Zahnradgruppe sind, auf der Ausgangs-/Eingangswelle bereitgestellt, wodurch die Anzahl der Zahnräder im Vergleich zu einem Fall, in dem Zahnräder, die mit den jeweiligen Zahnrädern der ersten Zahnradgruppe und der zweiten Zahnradgruppe in Eingriff sind, bereitgestellt sind, halbiert werden kann, und die Antriebseinheit kann kompakt gemacht werden.
  • Mit der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 6 wird die erste Synchronisationsvorrichtung derart gesteuert, dass der Elektromotor abhängig von der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung in dem vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich rotiert, wobei das Drehen des Elektromotors mit einer Überdrehzahl verhindert werden kann.
  • Mit der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 7 wird die erste Synchronisationsvorrichtung derart gesteuert, dass die erste Eingangs-/Ausgangswelle in dem vorgegebenen Drehzahlbereich rotiert, wodurch das Drehen des Elektromotors mit einer Überdrehzahl verhindert werden kann.
  • Mit der Steuerung der Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 8 wird die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert, dass der Elektromotor abhängig von der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung in dem vorgegebenen Drehzahlbereich der Ausgangs-/Eingangswelle rotiert, wodurch das Drehen des Elektromotors mit einer Überdrehzahl verhindert werden kann.
  • Mit der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 9 wird die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert, dass der Elektromotor in dem vorgegebenen Drehzahlbereich rotiert, wodurch das Drehen des Elektromotors mit einer Überdrehzahl verhindert werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Fahrzeugantriebseinheit zeigt, auf die eine Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;
  • 2 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau des Steuersystems der in 1 gezeigten Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 3 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn ein Fahrzeug angehalten ist; 3(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 3(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 4 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn ein Verbrennungsmotor gestartet ist; 4(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 4(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in einer Leistungsausgangsvorrichtung zeigt;
  • 5 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn in einer ersten Betriebsart Unterstützung bereitgestellt wird; 5(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 5(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 6(a) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit in der ersten Betriebsart zeigt, und 6(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit in einer zweiten Post-1-Betriebsart zeigt;
  • 7 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn in der zweiten Post-1-Betriebsart Unterstützung bereitgestellt wird; 7(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 7(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 8 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn in einer zweiten Betriebsart Unterstützung bereitgestellt wird (beide Kupplungen sind in Eingriff); 8(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm; und 8(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 9 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn Unterstützung in einer zweiten Prä-3-Betriebsart bereitgestellt wird; 9(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 9(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 10(a) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit in der zweiten Betriebsart zeigt, und 10(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit in einer dritten Post-2-Betriebsart zeigt;
  • 11 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn in der dritten Betriebsart Unterstützung bereitgestellt wird; 11(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 11(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 12(a) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit in der dritten Betriebsart zeigt, und 12(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in einer vierten Post-3-Betriebsart zeigt;
  • 13 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn in der vierten Post-3-Betriebsart Unterstützung bereitgestellt wird; 13(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 13(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 14 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn in einer vierten Betriebsart Unterstützung bereitgestellt wird (beide Kupplungen sind in Eingriff); 14(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm; und 14(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 15 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn Unterstützung in einer vierten Betriebsart Prä-5-Betriebsart bereitgestellt wird; 15(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 15(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 16(a) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit in der vierten Betriebsart zeigt, und 16(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit in einer fünften Post-4-Betriebsart zeigt;
  • 17 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn in einer fünften Betriebsart Unterstützung bereitgestellt wird; 17(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm; und 17(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 18 ist eine Ansicht, die einen Zustand in einer ersten EV-Betriebsart zeigt; 18(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm; und 18(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 19 ist eine Ansicht, die einen Zustand in einer dritten EV-Betriebsart zeigt; 19(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm; und 19(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 20 ist eine Ansicht, die einen Zustand in einer fünften EV-Betriebsart zeigt; 20(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm; und 20(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 21 ist ein Flussdiagramm, das einen Fall zeigt, in dem der Verbrennungsmotor während des EV-Fahrens gestartet wird;
  • 22 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, wenn das Aufladen während des Leerlaufs durchgeführt wird; 22(a) ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, und 22(b) ist eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung in der Fahrzeugantriebseinheit zeigt;
  • 23 ist eine erläuternde Ansicht, die das Schalten zwischen jeweiligen Betriebsarten in der 1 gezeigten Fahrzeugantriebseinheit erklärt;
  • 24 ist eine Ansicht, die den Fahrzeugzustand und die Zustände der Kupplung, des Getriebeschaltstücks, der Bremse, des Elektromotors und des Verbrennungsmotors der in 1 gezeigten Fahrzeugantriebseinheit zusammenfasst;
  • 25 ist ein Diagramm, das die Änderungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Drehmoment des Verbrennungsmotors, der Drehzahl des Elektromotors und dem Drehmoment des Elektromotors in der Vorschaltteuerung zeigt;
  • 26 ist eine schematische Ansicht, die eine erste modifizierte Ausführungsform der Fahrzeugantriebseinheit zeigt, auf welche die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;
  • 27 ist eine schematische Ansicht, die eine zweite modifizierte Ausführungsform der Fahrzeugantriebseinheit zeigt, auf welche die Steuerung der vorliegenden Erfindung anwendbar ist; und
  • 28 ist eine schematische Ansicht, die den in dem Patentdokument 1 beschriebenen Fahrzeugantrieb zeigt.
  • Art, die Erfindung auszuführen
  • Eine Ausführungsform einer Steuerung für eine Fahrzeugantriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau des Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs zeigt.
  • Wie in 1 gezeigt, treibt eine Fahrzeugantriebseinheit 1 Antriebsräder DW und DW (angetriebene Abschnitte) über die Antriebswellen 9 und 9 eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs an und ist mit einem Verbrennungsmotor (auf den hier nachstehend als „Verbrennungsmotor” Bezug genommen wird) 6, der als eine Antriebsquelle dient, einen Elektromotor (auf den hier nachstehend als „Elektromotor” Bezug genommen wird) 7, einem Getriebe 20 zum Übertragen von Leistung auf die Antriebsräder DW und DW, und einem Differentialuntersetzungsgetriebe 30, das einen Teil des Getriebes 20 bildet, ausgestattet.
  • Der Verbrennungsmotor 6 ist zum Beispiel ein Benzinmotor und die erste Kupplung 41 (erste Eingreif-/Ausrückeinrichtung) und die zweite Kupplung (Eingreif-/Ausrückeinrichtung) des Getriebes 20 sind mit der Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 verbunden.
  • Der Elektromotor 7 ist ein bürstenloser Dreiphasengleichstrommotor und hat einen Stator 71, der 3n Anker 71a und einen Rotor 72 enthält, der derart angeordnet ist, dass er entgegengesetzt zu diesem Stator 71 ist. Die Anker 71a, von denen jeder einen Eisenkern 71b und eine um diesen Eisenkern 71b gewickelte Spule 71c enthält, sind an einem (nicht gezeigten) Gehäuse befestigt und in fast gleich großen Intervallen in der Umfangsrichtung um eine Drehwelle angeordnet. Die 3n Spulen 71c bilden n Sätze von Dreiphasenspulen mit U-, V- und W-Phasen.
  • Der Rotor 72 hat n Permanentmagnete 72a, die in fast gleich großen Intervallen um die Drehwelle herum angeordnet sind, und die Polaritäten von zwei benachbarten Permanentmagneten 72a unterscheiden sich voneinander. Ein Befestigungsabschnitt 72b zum Befestigen der jeweiligen Permanentmagnete 72a hat eine hohle zylindrische Form, die aus einem weichmagnetischen Material (zum Beispiel Eisen) gefertigt ist, die auf der Außenumfangsseite des Zahnkranzes 35 eines Planetengetriebemechanismus 31 angeordnet ist, der das später beschriebene Differentialuntersetzungsgetriebe 30 bildet, und mit dem Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 31 verbunden ist. Folglich ist der Rotor 72 derart aufgebaut, dass er sich integral mit dem Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 31 dreht, welches das Differentialuntersetzungsgetriebe 31 bildet.
  • Das Differentialuntersetzungsgetriebe 30 ist aus dem Planetengetriebemechanismus 30 vom Ein-Ritzel-Typ ausgebildet und hat das Sonnenrad 32; den Zahnkranz 35, der koaxial mit dem Sonnenrad 32 angeordnet ist, um den Umfang des Sonnenrads 32 zu umgeben; Planetenräder 34, die mit dem Sonnenrad 32 und dem Zahnkranz 35 in Eingriff sind; und einen Träger 36 zum Halten der Planetenräder 34, so dass die Planetenräder 34 sich auf ihren Achsen drehen können und um das Sonnenrad umlaufen können. Folglich sind das Sonnenrad 32, der Zahnkranz 35 und der Träger 36 derart aufgebaut, dass sie differentiell zueinander drehbar sind.
  • Ein Synchrongetriebemechanismus 61 (Sperrmechanismus), der aufgebaut ist, um fähig zu sein, die Drehung des Zahnkranzes 35 zu stoppen (sperren), ist mit dem Zahnkranz 35 verbunden.
  • Das Getriebe 20 ist das sogenannte Doppelkupplungsgetriebe, das mit der vorstehend erwähnten ersten Kupplung 41 und zweiten Kupplung 42, dem Planetengetriebemechanismus 31, der das Differentialuntersetzungsgetriebe 30 bildet, und mehreren Gangwechsel-Zahnradgruppen, die später beschrieben werden, ausgestattet ist.
  • Insbesondere ist das Getriebe 20 ausgestattet mit: einer ersten Hauptwelle 11 (erste Eingangs-/Ausgangswelle), die koaxial mit der Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 (koaxial mit einer Drehachsenlinie A1) angeordnet ist; einer zweiten Hauptachse 12; einer Verbindungswelle 13; einer Gegenwelle 14 (Ausgangs-/Eingangswelle), die um eine Drehachsenlinie B1 drehbar ist, die parallel zu der Drehachsenlinie A1 angeordnet ist; einer ersten Zwischenwelle 15, die um eine Drehachsenlinie C1 drehbar ist, die parallel zu der Drehachsenlinie A1 angeordnet ist; einer zweiten Zwischenwelle 16 (zweite Eingangs-/Ausgangswelle), die drehbar um eine Drehachsenlinie D1 ist, die parallel zu der Drehachsenlinie A1 angeordnet ist; und einer Umkehrwelle 17, die um eine Drehachsenlinie E1 drehbar ist, die parallel zu der Drehachsenlinie A1 angeordnet ist.
  • Die erste Kupplung 41 ist mit der ersten Hauptwelle 11 auf der Seite des Verbrennungsmotors 6 verbunden, und das Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 31 und der Rotor 72 des Elektromotors 7 sind auf der ersten Hauptwelle 11 auf der entgegengesetzten Seite des Verbrennungsmotors 6 montiert. Folglich ist die erste Hauptwelle 11 derart aufgebaut, dass sie über die erste Kupplung 41 selektiv mit der Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 und direkt mit dem Elektromotor 7 verbunden ist, wodurch die Leistung des Verbrennungsmotors 6 und/oder des Elektromotors 7 auf das Sonnenrad 32 übertragen wird.
  • Die zweite Hauptwelle 12 ist derart aufgebaut, dass sie kürzer als die erste Hauptwelle 11 und hohl ist und ist derart angeordnet, dass sie den Umfang der ersten Hauptwelle 11 auf der Seite des Verbrennungsmotors 6 umschließt und relativ damit drehbar ist. Außerdem ist die zweite Kupplung 42 mit der zweiten Hauptwelle 12 auf der Seite des Verbrennungsmotors 6 verbunden, und ein Leerlaufantriebszahnrad 27a ist integral auf der zweiten Hauptwelle 12 auf der entgegengesetzten Seite des Verbrennungsmotors 6 montiert. Folglich ist die zweite Hauptwelle 12 derart aufgebaut, dass sie über die zweite Kupplung 42 wahlweise mit der Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 verbunden ist, wodurch die Leistung des Verbrennungsmotors 6 auf das Leerlaufantriebszahnrad 27a übertragen wird.
  • Die Verbindungswelle 13 ist derart aufgebaut, dass sie kürzer als die erste Hauptwelle 11 und hohl ist und ist derart angeordnet, dass sie den Umfang der ersten Hauptwelle 11 auf der entgegengesetzten Seite des Verbrennungsmotors 6 umschließt und relativ damit drehbar ist. Außerdem ist das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang integral auf die Verbindungswelle 13 auf der Seite des Verbrennungsmotors 6 montiert, und der Träger 36 des Planetengetriebemechanismus 31 ist integral auf die Verbindungswelle 13 auf der entgegengesetzten Seite des Verbrennungsmotors 6 montiert. Mit diesem Aufbau werden der Träger 36 und das Zahnrad 23a für den dritten Gang, die auf die Verbindungswelle 13 montiert sind, durch die Umdrehung der Planetenzahnräder 34 um das Sonnenrad herum integral gedreht.
  • Überdies ist ein Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang auf der ersten Hauptwelle 11 zwischen dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, das auf der Verbindungswelle 13 montiert ist, und dem Leerlaufzahnrad 27a, das auf der zweiten Hauptelle 12 montiert ist, bereitgestellt, so dass es relativ zu der ersten Hauptwelle 11 drehbar ist, und ein rückwärts angetriebenes Zahnrad 28a, das sich integral mit der ersten Hauptwelle 11 dreht, ist auf der ersten Hauptwelle 11 montiert. Außerdem ist ein erstes Getriebeschaltstück 51 bereitgestellt, um die erste Hauptwelle 11 mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang oder dem Antriebszahnrad 25 für den fünften Gang zwischen dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25 für den fünften Gang zu verbinden oder von diesem zu lösen. Wenn außerdem das erste Getriebeschaltstück 51 in seiner Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt ist, ist die erste Hauptwelle 11 mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang verbunden, so dass sie sich integral drehen; wenn das erste Getriebeschaltstück 51 in seiner Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt ist, drehen sich die erste Hauptwelle 11 und das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang integral; wenn das erste Getriebeschaltstück 51 in seiner neutralen Position ist, dreht sich die erste Hauptwelle 11 relativ mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang. Wenn die erste Hauptwelle 11 und das Antriebszahnrad 23a sich integral drehen, drehen sich das auf der ersten Hauptwelle 11 montierte Sonnenrad 32 und der Träger 36, der über die Verbindungswelle 13 mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang verbunden ist, integral, und der Zahnkranz 35 dreht sich ebenfalls integral, wodurch die Komponenten des Planetengetriebemechanismus 31 integriert werden.
  • Ein erstes angetriebenes Leerlaufzahnrad 27b, das mit dem Leerlaufantriebszahnrad 27a, das auf die zweite Hauptwelle 12 montiert ist, in Eingriff ist, ist integral auf der ersten Zwischenwelle 15 montiert.
  • Ein zweites angetriebenes Leerlaufzahnrad 27c, das mit dem ersten angetriebenen Leerlaufzahnrad 27b in Eingriff ist, das auf der ersten Zwischenwelle 15 montiert ist, ist integral auf der zweiten Zwischenwelle 16 montiert. Das zweite angetriebene Leerlaufzahnrad 27c und das vorstehend erwähnte Leerlaufantriebszahnrad 27a und das erste angetriebene Leerlaufzahnrad 27b bilden einen ersten Leerlaufgetriebezug 27A. Außerdem sind ein Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und ein Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang, die mit der zweiten Zwischenwelle 16 relativ drehbar sind, auf der zweiten Zwischenwelle 16 an Positionen bereitgestellt, die jeweils dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang, die um die erste Hauptwelle 11 herum bereitgestellt sind, entsprechen. Überdies ist auf der zweiten Zwischenwelle 16 ein zweites Getriebeschaltstück 52 bereitgestellt, um die zweite Zwischenwelle mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang oder dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang zwischen dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang oder dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang zu verbinden oder von diesem zu lösen. Wenn außerdem das zweite Getriebeschaltstück 52 in seiner Verbindungsposition für den zweiten Gang eingelegt ist, drehen sich die zweite Zwischenwelle 16 und das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang integral; wenn das zweite Getriebeschaltstück 52 in seiner Verbindungsposition für den vierten Gang eingelegt ist, drehen sich die zweite Zwischenwelle 16 und das Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang integral; wenn das zweite Getriebeschaltstück 52 in seiner neutralen Position ist, dreht sich die zweite Zwischenwelle 16 relativ mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang.
  • Ein erstes gemeinsames angetriebenes Zahnrad 23b, ein zweites gemeinsames angetriebenes Zahnrad 24b, ein Parkzahnrad 21 und ein Abschlusszahnrad 26a sind in dieser Reihenfolge von der entgegengesetzten Seite des Verbrennungsmotors 6 auf der Gegenwelle 14 montiert, um integral drehbar zu sein.
  • Das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b ist mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang in Eingriff, das auf die Verbindungswelle 13 montiert ist, und das Zahnrad 23b und das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang bilden ein Zahnradpaar 23 für den dritten Gang; und das Zahnrad 23b ist mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang in Eingriff, das auf der zweiten Zwischenwelle 16 bereitgestellt ist, und das Zahnrad 23b und das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang bilden ein Zahnradpaar 22 für den zweiten Gang.
  • Das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b ist mit dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang in Eingriff, das auf der ersten Hauptwelle 11 montiert ist, und das Zahnrad 24b und das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang bilden ein Zahnradpaar 25 für den fünften Gang; und das Zahnrad 24b ist mit dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang in Eingriff, das auf der zweiten Zwischenwelle 16 bereitgestellt ist, und das Zahnrad 24b und das Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang bilden ein Zahnradpaar 24 für den vierten Gang.
  • Das Abschlusszahnrad 26a ist mit einem Differentialgetriebemechanismus 8 in Eingriff, und der Differentialgetriebemechanismus 8 wird über die Antriebswellen 9 und 9 mit den Antriebsrädern DW und DW verbunden. Folglich wird die auf die Gegenwelle 14 übertragene Leistung von dem Abschlusszahnrad 26a über den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9 und 9 auf die Antriebsräder DW und DW übertragen.
  • Ein drittes angetriebenes Leerlaufzahnrad 27d, das mit dem ersten angetriebenen Leerlaufzahnrad 27b in Eingriff ist, das auf der ersten Zwischenwelle 15 montiert ist, ist integral auf der Umkehrwelle 17 montiert. Das dritte angetriebene Leerlaufzahnrad 27d und das vorstehend erwähnte Leerlaufantriebszahnrad 27a und das erste angetriebene Leerlaufzahnrad bilden einen zweiten Leerlaufgetriebezug 27B. Außerdem ist ein Umkehrantriebszahnrad 28a, das mit dem umgekehrt angetriebenen Zahnrad 28b in Eingriff ist, das auf der ersten Hauptwelle 11 montiert ist, auf der Umkehrwelle 17 bereitgestellt, um mit der Umkehrwelle 17 relativ drehbar zu sein. Das Umkehrantriebzahnrad 28a und das umgekehrt angetriebene Zahnrad 28b bilden einen Umkehrgetriebezug 28. Überdies ist ein Umkehrschaltstück 53 bereitgestellt, um die Umkehrwelle 17 mit dem Umkehrantriebszahnrad 28a auf der Seite des Umkehrantriebszahnrads 28a auf der entgegengesetzten Seite des Verbrennungsmotors 6 zu verbinden oder von ihm zu lösen. Wenn außerdem das Umkehrschaltstück 53 in seiner Umkehrverbindungsposition eingelegt ist, drehen sich die Umkehrwelle 17 und das Umkehrantriebszahnrad 28a integral; wenn das Umkehrschaltstück 53 in seiner neutralen Position ist, dreht sich die Umkehrwelle 17 relativ mit dem Umkehrantriebszahnrad 28a.
  • Mit dem vorstehend erwähnten Aufbau hat die Fahrzeugantriebseinheit gemäß der Ausführungsform nachstehend beschriebene erste bis fünfte Übertragungswege.
    • (1) Ein erster Übertragungsweg ist ein Übertragungsweg, in dem die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die erste Hauptwelle 11, den Planetengetriebemechanismus 31, die Verbindungswelle 13, das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b), die Gegenwelle 14, das Abschlusszahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9 und 9 mit den Antriebsrädern DW und DW verbunden ist. Das Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebemechanismus 31, der als ein Differentialuntersetzungsgetriebe dient, ist derart festgelegt, dass das Verbrennungsmotordrehmoment, das über den ersten Übertragungsweg übertragen werden soll, äquivalent zu dem für das Fahren im ersten Gang ist. Mit anderen Worten ist das Untersetzungsverhältnis, das durch Multiplizieren des Untersetzungsverhältnisses des Planetengetriebemechanismus 31 mit dem Untersetzungsverhältnis des Zahnradpaars 23 für den dritten Gang erhalten wird, äquivalent zu dem für das Fahren im ersten Gang.
    • (2) Ein zweiter Übertragungsweg ist ein Übertragungsweg, in dem die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die zweite Hauptwelle 12, den ersten Leerlaufgetriebezug 27A (das Leerlaufantriebszahnrad 27a, das erste angetriebene Leerlaufzahnrad 27b und das zweite angetriebene Leerlaufzahnrad 27c), die zweite Zwischenwelle 16, das Zahnradpaar 22 für den zweiten Gang (das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b) oder das Zahnradpaar 24 für den vierten Gang (das Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang und das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b), die Gegenwelle 14, das Abschlusszahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9 und 9 mit den Antriebsrädern DW und DW verbunden ist.
    • (3) Ein dritter Übertragungsweg ist ein Übertragungsweg, in dem die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die erste Hauptwelle 11, das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b) oder das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang (das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang und das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b), die Gegenwelle 14, das Abschlusszahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9 und 9 mit den Antriebsrädern DW und DW verbunden ist.
    • (4) Ein vierter Übertragungsweg ist ein Übertragungsweg, in dem der Elektromotor 7 über den Planetengetriebemechanismus 31 oder das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b) oder das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang (das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang und das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b), die Gegenwelle 14, das Abschlusszahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9 und 9 mit den Antriebsrädern DW und DW verbunden ist.
    • (5) Ein fünfter Übertragungsweg ist ein Übertragungsweg, in dem die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die zweite Hauptwelle 12, den zweiten Leerlaufgetriebezug 27B (das Leerlaufantriebszahnrad 27a, das erste angetriebene Leerlaufzahnrad 27b und das dritte angetriebene Leerlaufzahnrad 27d), die Umkehrwelle 17, den Umkehrgetriebezug 28 (das erste Umkehrantriebszahnrad 28a und das umgekehrt angetriebene Zahnrad 28b), den Planetengetriebemechanismus 31, die Verbindungswelle 13, das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b), die Gegenwelle 14, das Abschlusszahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9 und 9 mit den Antriebsrädern DW und DW verbunden ist.
  • Außerdem ist in der Fahrzeugantriebseinheit 1 gemäß der Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, der Elektromotor 7 mit einer Leistungssteuereinheit (auf die hier nachstehend als PDU Bezug genommen wird) 2 zur Steuerung seines Betriebs, einer Elektromotordrehzahl-Erfassungseinrichtung 8 zum Erfassen der Drehzahl des Elektromotors 7 und einer Elektromotortemperatur-Erfassungseinrichtung 9 zum Erfassen der Temperatur des Elektromotors 7 verbunden. Die PDU 2 ist mit einer Batterie 3 verbunden, die elektrische Leistung an den Elektromotor 7 zuführt oder durch elektrische Leistung von dem Elektromotor 7 aufgeladen wird. Mit der Batterie 3 ist eine SOC-Erfassungseinrichtung 4 zum Erfassen der Restkapazität (auf die hier nachstehend als ein Ladezustand oder SOC Bezug genommen wird) der Batterie verbunden. Der Elektromotor 7 wird von der elektrischen Leistung angetrieben, die von der Batterie 3 über die PDU 2 zugeführt wird. Außerdem kann der Elektromotor 7 die Batterie laden (Energierückgewinnung), indem er die regenerative Leistungserzeugung durch die Drehung der Antriebsräder DW und DW während des verlangsamenden Fahrens oder die Leistung des Verbrennungsmotors 6 verwendet. Überdies ist die PDU 2 mit einer elektrischen Steuereinheit (auf die hier nachstehend als ESG Bezug genommen wird) 5 verbunden. Das ESG 5 ist eine Steuerung zum Steuern des gesamten Fahrzeugs auf verschiedene Arten und ist mit der synchronen Positionserfassungseinrichtung 57 zum Erfassen der Verbindungsposition des ersten Getriebeschaltstücks 51, der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 58 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Wellendrehzahl-Erfassungseinrichtung 59 zum Erfassen der Drehzahl der ersten Hauptwelle 11 und/oder der Gegenwelle 14 verbunden. Die Elektromotordrehzahl-Erfassungseinrichtung 8, die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 58 und die Wellendrehzahl-Erfassungseinrichtung 59 müssen alle nicht notwendigerweise bereitgestellt sein, es sollte lediglich wenigstens eine von ihnen bereitgestellt sein.
  • Eine Beschleunigungsanforderung, eine Bremsanforderung, die Drehzahl des Verbrennungsmotors, die Drehzahl des Elektromotors, die Temperatur des Elektromotors, die Drehzahlen der ersten und zweiten Hauptwellen 11 und 12, die Drehzahlen der Gegenwelle 14, etc., die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Schaltpositionen, SOC, etc., werden in das ESG 5 eingegeben; andererseits werden Signale zur Steuerung des Verbrennungsmotors 6, Signale zur Steuerung des Elektromotors 7, Signale, welche den Leistungserzeugungszustand, den Ladezustand, den Entladungszustand, etc. der Batterie 3 angeben, Signale zum Steuern des ersten und zweiten Getriebeschaltstücks 51 und 52 und des Rückwärtsschaltstücks 53, Signale zum Steuern des Sperrens des Synchrongetriebemechanismus 61, etc. von dem ESG 5 ausgegeben.
  • In der Fahrzeugantriebseinheit 1, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, bilden das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang eine Zahnradgruppe für eine ungeradzahlige Stufe (erste Zahnradgruppe); und das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und das Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang bilden eine Zahnradgruppe für eine geradzahlige Stufe (zweite Zahnradgruppe); und das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b und das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b bilden eine Ausgangszahnradgruppe (dritte Zahnradgruppe).
  • Als nächstes wird die Betriebssteuerung der Fahrzeugantriebseinheit 1 beschrieben. In den folgenden Beschreibungen wird angenommen, dass die ersten und zweiten Kupplungen 41 und 42 ausgerückt sind, dass die ersten und zweiten und Umkehrschaltstücke 51 bis 53 in ihren neutralen Positionen sind, und dass der Synchrongetriebemechanismus 61 ins einem in seinem ungesperrten Zustand (SYN-Sperrrung AUS) ist, in dem es dem Zahnkranz 35 erlaubt ist, sich zu drehen, es sei denn, es ist in der folgenden Beschreibung anders angegeben. Auf diesen Zustand wird hier nachstehend als Anfangszustand Bezug genommen.
  • Zuerst wird der Stoppzustand des Fahrzeugs in der Fahrzeugantriebseinheit 1, das heißt, der AUS-(Zündung_AUS)Zustand der Zündung beschrieben.
  • Da in dem AUS-Zustand der Zündung, wie in 3 gezeigt, der Verbrennungsmotor 6 und der Elektromotor 7 gestoppt sind, wird kein Drehmoment erzeugt. Zu dieser Zeit ist die Fahrzeugantriebseinheit 1 in dem Anfangszustand.
  • Wenn in diesem Zustand die Zündung EIN-geschaltet wird (Zündung_EIN), wenn der Elektromotor 7 angetrieben wird (ein Drehmoment wird in die Vorwärtsdrehrichtung angewendet) und wenn die erste Kupplung 41 in Eingriff ist, dreht sich das Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 31, der mit dem Rotor 72 verbunden ist, wie in 4 gezeigt, in die Vorwärtsdrehrichtung. Da der Synchrongetriebemechanismus 61 zu dieser Zeit nicht gesperrt ist, dreht sich der Zahnkranz 35 in die umgekehrte Drehrichtung. Folglich wird das Elektromotordrehmoment nicht auf den Träger 36 übertagen, und das Fahrzeug ist gestoppt. Dann wird das Elektromotordrehmoment von der ersten Hauptwelle 11, die sich integral mit dem Sonnenrad 32 dreht, auf die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 übertragen, wodurch die Kurbelwelle 6a angekurbelt wird und der Verbrennungsmotor 6 gestartet wird (ENG-Start während des Stopps).
  • Dann, nachdem der Verbrennungsmotor gestartet ist, wenn die erste Kupplung 41 in Eingriff ist und das Verbrennungsmotordrehmoment erhöht ist, während der Synchrongetriebemechanismus 61 gesperrt ist, wird das auf das Sonnenrad 32 übertragene Verbrennungsmotordrehmoment auf den Träger 36 übertragen, während es einer Drehzahlverringerung unterzogen wird, und wird dann über den ersten Übertragungsweg, der durch das vorstehend erwähnte Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, weiter auf die Antriebsräder DW und DW übertragen, um das Fahren im ersten Gang durchzuführen, wie in 6(a) gezeigt. Auf diesen in 6(a) gezeigten Zustand wird als erste Betriebsart Bezug genommen.
  • 5 zeigt einen Fall, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der ersten Betriebsart Unterstützung bereitstellt. In dem in 5(a) gezeigten Geschwindigkeitsdiagramm ist die Stoppposition des Elektromotors 7 durch 0 dargestellt, die Obenrichtung ist als die Vorwärtsdrehrichtung dargestellt, die Untenrichtung ist als die Umkehrdrehrichtung dargestellt, das Sonnenrad 32 ist durch „S” dargestellt, der Träger 36 ist durch „C” dargestellt, der Zahnkranz 35 ist durch „R” dargestellt. Dies ist ähnlich auf die Geschwindigkeitsdiagramme in 3 und 4 und später beschriebene Geschwindigkeitsdiagramme anwendbar. Außerdem ist 5(a) eine Ansicht, die den Zustand der Drehmomentübertragung zeigt, und jeder dicke schraffierte Pfeil gibt den Fluss eines Drehmoments an, und die Schraffur in dem Pfeil entspricht der Schraffur jedes Pfeils, der ein Drehmoment in dem Geschwindigkeitsdiagramm angibt. Außerdem ist die Vorwärtsdrehrichtung des Elektromotors 7 als die Richtung definiert, entlang der ein Vorwärtsdrehmoment über die Antriebswellen 9 und 9 auf die Antriebsräder DW und DW übertragen wird, und ihre Rückwärtsdrehrichtung ist als die Richtung definiert, entlang der ein Umkehrdrehmoment über die Antriebswellen 9 und 9 auf die Antriebsräder DW und DW übertragen wird.
  • Wenn der Elektromotor 7 angetrieben wird, um während des Fahrens in der ersten Betriebsart das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das Elektromotordrehmoment von dem Sonnenrad 32 auf den Träger 36 übertragen, während es der Geschwindigkeitsverringerung unterzogen wird und dann über den vierten (Übertragungsweg, der durch das vorstehend erwähnte Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, weiter auf die Antriebsräder DW und DW übertragen wird. Mit anderen Worten werden das Verbrennungsmotordrehmoment und das Elektromotordrehmoment auf das Sonnenrad 32 übertragen, und das kombinierte Drehmoment wird auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn andererseits der Elektromotor 7 nicht angetrieben wird und ein regeneratives Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann das Aufladen durch den Elektromotor 7 durchgeführt werden.
  • Als nächstes wird die Hochschaltsteuerung von dem Fahren im ersten Gang auf das Fahren im zweiten Gang beschrieben. Zuerst wird das zweite Getriebeschaltstück 52 aus dem in 6(a) gezeigten Zustand der ersten Betriebsart aus seiner neutralen Position in seine Verbindungsposition für den zweiten Gang eingelegt. Auf den Zustand, in dem das zweite Getriebeschaltstück 52 während des Fahrens im ersten Gang in die Verbindungsposition für den zweiten Gang vorgeschaltet wird, wird hier nachstehend als die erste Prä-2-Betriebsart Bezug genommen. Selbst in diesem Zustand kann die Unterstützung oder das Laden unter Verwendung des Elektromotors 7 durch Antreiben des Elektromotors 7 und durch Anwenden des Elektromotordrehmoments in der Vorwärtsdrehriehtung oder durch Anwenden des regenerativen Drehmoments in der Umkehrdrehrichtung durchgeführt werden. Wenn außerdem die Eingreifzustände der ersten und zweiten Kupplungen 41 und 42 geändert werden, das heißt, wenn die erste Kupplung 41 ausgerückt ist und die zweite Kupplung 42 in Eingriff ist, wird das Verbrennungsmotordrehmoment über den zweiten Übertragungsweg, der wie in 6(b) gezeigt, durch das Zahnradpaar 22 für den zweiten Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen, wodurch das Fahren im zweiten Gang durchgeführt wird. Auf den in 6(b) gezeigten Zustand, in dem der Synchrongetriebemechanismus 61 während des Fahrens im zweiten Gang gesperrt bleibt, wird hier nachstehend als zweite Post-1-Betriebsart Bezug genommen. Zu dieser Zeit wird durch den Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem ersten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 23b die Drehzahl des Elektromotors 7 von der Gegenwelle 14 aus gesehen über das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang und den Planetengetriebemechanismus 31 erhöht, und der Elektromotor 7 wird zusammen mit einer Drehzahl, die höher als die Drehzahl der Gegenwelle ist, gedreht.
  • 7 ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der zweiten Post-1-Betriebsart Unterstützung bereitstellt. Wenn der Elektromotor 7 aus diesem Zustand angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das Elektromotordrehmoment in das Sonnenrad 32 eingespeist, das Elektromotordrehmoment wird von dem Sonnenrad 32 auf den Träger 36 angewendet, während es einer Geschwindigkeitsverringerung unterzogen wird, und dann über den vierten Übertragungsweg, der durch das vorstehend erwähnte Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, weiter auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn der Elektromotor 7 andererseits nicht angetrieben wird und das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann von dem Elektromotor 7 das Aufladen durchgeführt werden.
  • Wenn dann, wie in 10(a) gezeigt, die Sperrung des Synchrongetriebemechanismus 61 aus der zweiten Post-1-Betriebsart gelöst wird, wird eine zweite Betriebsart erhalten. Da die erste Kupplung 41 in dieser zweiten Betriebsart ausgerückt ist und die Sperrung des Synchrongetriebemechanismus 61 gelöst ist, drehen sich das Sonnenrad 32 und der Zahnkranz 35 im Leerlauf, und der Elektromotor 7 ist gelöst.
  • Außerdem hat die zweite Betriebsart neben dem in 10(a) gezeigten Aufbau einen Aufbau, in dem die Sperrung des Synchrongetriebemechanismus 61 gelöst ist und die erste Kupplung 41 in Eingriff bleibt und die zweite Kupplung 42 in Eingriff ist, anstatt die Eingreifzustände der ersten und zweiten Kupplungen 41 und 42 von der ersten Prä-2-Betriebsart zu ändern.
  • 8 zeigt einen Fall, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der zweiten Betriebsart, in der sowohl die erste als auch zweite Kupplung 41 und 42 in Eingriff sind (beide Kupplungen sind eingekuppelt). Wenn der Elektromotor 7 aus diesem Zustand angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das kombinierte Drehmoment des Elektromotordrehmoments und des Verbrennungsmotordrehmoments über den zweiten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 22 für den zweiten Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn der Elektromotor 7 andererseits nicht angetrieben wird und das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann von dem Elektromotor 7 das Aufladen durchgeführt werden. In dem Fall, dass sowohl die erste als auch die zweite Kupplung 41 und 42 in Eingriff sind, wird das Sonnenrad 32 mit dem Untersetzungsverhältnis des zweiten Gangs gedreht, und der Träger 36 wird mit dem Untersetzungsverhältnis des dritten Gangs gedreht, wodurch eine konstante differentielle Drehung in dem Planetengetriebemechanismus 31, wie in 8a gezeigt, stattfindet.
  • Als nächstes wird die Hochschaltsteuerung von dem Fahren im zweiten Gang auf das Fahren im dritten Gang beschrieben. Zuerst wird das erste Getriebeschaltstück 51 aus der in 10(a) gezeigten zweiten Betriebsart von der neutralen Position in seine Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt. Auf den Zustand, in dem das erste Getriebeschaltstück 51 während des Fahrens im zweiten Gang in die Verbindungsposition für den dritten Gang vorgeschaltet ist, wird hier nachstehend als die zweite Prä-3-Betriebsart Bezug genommen.
  • 9 ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der zweiten Prä-3-Betriebsart Unterstützung bereitstellt. Wenn, wie vorstehend beschrieben, das erste Getriebeschaltstück 51 in der Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt ist, werden die Komponenten des Planetengetriebemechanismus 31 integral gedreht. Wenn der Elektromotor 7 folglich angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das Elektromotordrehmoment über den vierten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, ohne der Drehzahlverringerung unterzogen zu werden, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn andererseits der Elektromotor 7 nicht angetrieben wird, und das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann das Aufladen durch den Elektromotor 7 durchgeführt werden.
  • Wenn dann die Eingreifzustände der ersten und zweiten Kupplungen 41 und 42 geändert werden, das heißt, wenn die zweite Kupplung 42 ausgerückt ist und die erste Kupplung 41 in Eingriff ist, wird das Verbrennungsmotordrehmoment über den dritten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen, wodurch das Fahren im dritten Gang durchgeführt wird, wie in 10(b) gezeigt. Auf den in 10(b) gezeigten Zustand, in dem das zweite Getriebeschaltstück 52 während des Fahrens im dritten Gang in der zweiten Verbindungsposition eingelegt bleibt, wird hier nachstehend als die dritte Post-2-Betriebsart Bezug genommen. Selbst in diesem Zustand kann die Unterstützung oder das Laden unter Verwendung des Elektromotors 7 durch Antreiben des Elektromotors 7 und durch Anwenden des Elektromotordrehmoments in der Vorwärtsdrehrichtung oder durch Anwenden des regenerativen Drehmoments in der Umkehrdrehrichtung durchgeführt werden.
  • Wenn dann das zweite Getriebeschaltstück 52 aus der dritten Post-2-Betriebsart von der Verbindungsposition für den zweiten Gang in die neutrale Position eingelegt wird, wie in 12(a) gezeigt, wird eine dritte Betriebsart erhalten.
  • 11 ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der dritten Betriebsart Unterstützung bereitstellt. Wenn der Elektromotor 7 aus diesem Zustand angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das Elektromotordrehmoment über den vierten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, direkt, ohne einer Geschwindigkeitsverringerung unterzogen zu werden, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Mit anderen Worten werden das Verbrennungsmotordrehmoment und das Elektromotordrehmoment auf das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang übertragen, und das kombinierte Drehmoment wird auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn der Elektromotor 7 andererseits nicht angetrieben wird und das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann das Aufladen durch den Elektromotor 7 durchgeführt werden.
  • Als nächstes wird die Hochschaltsteuerung von dem Fahren im dritten Gang auf das Fahren im vierten Gang beschrieben. Zuerst wird das zweite Getriebeschaltstück 52 aus dem in 12(a) gezeigten Zustand der dritten Betriebsart von der neutralen Position in seine Verbindungsposition für den vierten Gang eingelegt. Auf den Zustand, in dem das zweite Getriebeschaltstück 52 während des Fahrens im dritten Gang auf die Verbindungsposition für den vierten Gang vorgeschaltet wird, wird hier nachstehend als die dritte Prä-4-Betriebsart Bezug genommen. Selbst in diesem Zustand kann die Unterstützung oder das Aufladen unter Verwendung des Elektromotors 7 durch Antreiben des Elektromotors 7 und durch Anwenden des Elektromotordrehmoments in der Vorwärtsdrehrichtung oder durch Anwenden des regenerativen Drehmoments in der Umkehrdrehrichtung durchgeführt werden. Wenn außerdem die Eingreifzustände der ersten und zweiten Kupplungen 41 und 42 geändert werden, das heißt, wenn die erste Kupplung 41 ausgerückt ist und die zweite Kupplung 42 in Eingriff ist, wird das Verbrennungsmotordrehmoment über den zweiten Übertragungsweg, der durch das vorstehend erwähnte Zahnradpaar 24 für den vierten Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen, wie in 12(b) gezeigt, wodurch das Fahren im vierten Gang durchgeführt wird. Auf den in 12(b) gezeigten Zustand, in dem das erste Getriebeschaltstück 51 während des Fahrens im vierten Gang in der Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt bleibt, wird hier nachstehend als vierte Post-3-Betriebsart Bezug genommen. Zu dieser Zeit wird die Drehzahl des Elektromotors 7 durch den Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem ersten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 23b von der Gegenwelle 14 aus gesehen über das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang und den Planetengetriebemechanismus 31 erhöht, und der Elektromotor 7 wird zusammen mit einer höheren Drehzahl als der Drehzahl der Gegenwelle 14 gedreht.
  • 13 ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der vierten Post-3-Betriebsart Unterstützung bereitstellt. Wenn der Elektromotor 7 aus diesem Zustand angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das Elektromotordrehmoment über den vierten Übertragungsweg, der durch das vorstehend erwähnte Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, direkt auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn der Elektromotor 7 andererseits nicht angetrieben wird und das regenerative Drehmoment in der umgekehrten Drehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann das Aufladen von dem Elektromotor 7 durchgeführt werden.
  • Wenn dann das erste Getriebeschaltstück 51 von der Verbindungsposition für den dritten Gang in die neutrale Position eingelegt wird, wird, wie in 16(a) gezeigt, aus der vierten Post-3-Betriebsart eine vierte Betriebsart erhalten. Da in dieser vierten Betriebsart die erste Kupplung 41 ausgerückt ist und die Sperrung des Synchrongetriebemechanismus 61 gelöst ist, drehen sich das Sonnenrad 32 und der Zahnkranz 35 im Leerlauf, und der Elektromotor 7 ist gelöst.
  • Neben dem in 16(a) gezeigten Aufbau hat die vierte Betriebsart außerdem einen Aufbau, in dem die erste Kupplung 41 in Eingriff bleibt und die zweite Kupplung 42 in Eingriff ist, anstatt dass die Eingreifzustände der ersten und zweiten Kupplungen 41 und 42 aus der dritten Prä-4-Betriebsart geändert werden.
  • 14 zeigt einen Fall, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der vierten Betriebsart, in der sowohl die erste als auch die zweite Kupplung 41 und 42 in Eingriff sind (beide Kupplungen sind eingekuppelt) eine Unterstützung bereitgestellt. Wenn der Elektromotor 7 aus diesem Zustand angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das kombinierte Drehmoment des Elektromotordrehmoments und des Verbrennungsmotordrehmoments über den zweiten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 24 für den vierten Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn andererseits der Elektromotor 7 nicht angetrieben wird und das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann das Aufladen durch den Elektromotor 7 durchgeführt werden. In dem Fall, dass sowohl die erste als auch die zweite Kupplung 41 und 42 in Eingriff sind, wird das Sonnenrad 32 mit dem Untersetzungsverhältnis des vierten Gangs gedreht, und der Träger 36 wird mit dem Untersetzungsverhältnis des dritten Gangs gedreht, wodurch, wie in 14(a) gezeigt, eine konstante differentielle Drehung in dem Planetengetriebemechanismus 31 stattfindet.
  • Als nächstes wird die Hochschaltsteuerung von dem Fahren im vierten Gang auf das Fahren im fünften Gang beschrieben. Zuerst wird das erste Getriebeschaltstück 51 aus der in 16(a) gezeigten vierten Betriebsart von der neutralen Position in seine Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt. Auf den Zustand, in dem das erste Getriebeschaltstück 51 während des Fahrens im vierten Gang in die Verbindungsposition für den fünften Gang vorgeschaltet wird, wird hier nachstehend als die vierte Prä-5-Betriebsart Bezug genommen.
  • 15 ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, in dem der Elektromotor 7 während des Fahrens in der vierten Prä-5-Betriebsart Unterstützung bereitstellt. Wenn der Elektromotor 7 aus diesem Zustand angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das Elektromotordrehmoment in das Sonnenrad 32 eingespeist, das Elektromotordrehmoment wird von dem Sonnenrad 32 auf den Träger 36 übertragen, während es einer Beschleunigung unterzogen wird, und das Elektromotordrehmoment wird über den vierten Übertragungsweg, der durch das vorstehend erwähnte Zahnradpaar 25 für den fünften Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn der Elektromotor 7 andererseits nicht angetrieben wird, und das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor 7 angewendet wird, kann das Aufladen durch den Elektromotor 7 durchgeführt werden. In diesem Zustand wird das Sonnenrad 32 mit dem Untersetzungsverhältnis des fünften Gangs gedreht, und der Träger 36 wird mit dem Untersetzungsverhältnis des dritten Gangs gedreht, wodurch in dem Planetengetriebemechanismus 31, wie in 15(a) gezeigt, eine konstante differentielle Drehung stattfindet.
  • Dann, wenn die Eingreifzustände der ersten und zweiten Kupplung 41 und 42 geändert ist, das heißt, wenn die zweite Kupplung 42 ausgerückt ist und die erste Kupplung 41 in Eingriff ist, wird das Verbrennungsmotordrehmoment über den dritten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen, wodurch, wie in 16(b) gezeigt, das Fahren im fünften Gang durchgeführt wird. Auf den in 16(b) gezeigten Zustand, in dem das zweite Getriebeschaltstück 52 während des Fahrens im fünften Gang in der Verbindungsposition für den vierten Gang eingelegt bleibt, wird hier nachstehend als fünfte Post-4-Betriebsart Bezug genommen. Selbst in diesem Zustand kann die Unterstützung oder das Aufladen unter Verwendung des Elektromotors 7 durchgeführt werden, indem der Elektromotor 7 angetrieben wird und indem das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung angewendet wird oder indem das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung angewendet wird.
  • Wenn das zweite Getriebeschaltstück 52 dann von der fünften Post-4-Betriebsart in die neutrale Position eingelegt wird, wird eine fünfte Betriebsart erhalten.
  • 17 ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, in dem der Elektromotor 7 die Unterstützung während des Fahrens in der fünften Betriebsart bereitstellt. Wenn der Elektromotor 7 aus diesem Zustand angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung anzuwenden, wird das Elektromotordrehmoment über den vierten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar für den fünften Gang geht, auf die Antriebräder DW und DW übertragen. Mit anderen Worten werden das Verbrennungsmotordrehmoment und das Elektromotordrehmoment auf das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang übertragen, und das kombinierte Drehmoment wird auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Wenn der Elektromotor 7 andererseits nicht angetrieben wird und das regenerative Drehmoment in der Umkehrdrehrichtung auf den Elektromotor angewendet wird, kann das Aufladen durch den Elektromotor 7 durchgeführt werden. In diesem Zustand wird das Sonnenrad 32 mit dem Untersetzungsverhältnis des fünften Gangs gedreht und der Träger 36 wird mit dem Untersetzungsverhältnis des dritten Gangs gedreht, wodurch in dem Planetengetriebemechanismus 31, wie in 17(a) gezeigt, eine konstante differentielle Drehung stattfindet.
  • Als nächstes wird das Rückwärtsfahren in der Fahrzeugantriebseinheit 1 beschrieben.
  • Für das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs sind ein Fall, in dem der Verbrennungsmotor 6 verwendet wird, und ein Fall, in dem das EV-Fahren durchgeführt wird, für das Rückwärtsfahren verfügbar; der Fall, in dem der Verbrennungsmotor 6 verwendet wird, wird hier beschrieben, und der Fall, in dem das EV-Fahren für das Rückwärtsfahren durchgeführt wird, wird später zusammen mit der Beschreibung des EV-Fahrens beschrieben.
  • Das Rückwärtsfahren in dem Fall, dass nur das Drehmoment des Verbrennungsmotors 6 verwendet wird, wird durch das Einlegen des Rückwärtsschaltstücks 63 von dem Anfangszustand in der Rückwärtsverbindungsposition, durch das Sperren des Synchrongetriebemechanismus 61 und durch Eingreifen der zweiten Kupplung 42 erreicht. Folglich wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors 6 über den vorstehend erwähnten Übertragungsweg für den fünften Gang auf die Antriebsräder DW und DW übertragen. Selbst in diesem Zustand kann unter Verwendung des Elektromotors 7 die Unterstützung oder das Aufladen durchgeführt werden, wenn der Elektromotor angetrieben wird, um das Elektromotordrehmoment in der Umkehrdrehrichtung anzuwenden, oder wenn das regenerative Drehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung angewendet wird.
  • Als nächstes wird das EV-Fahren beschrieben.
  • Die Fahrzeugantriebseinheit 1 hat drei EV-Fahrbetriebsarten.
  • Eine erste EV-Fahrbetriebsart ist eine erste EV-Betriebsart, die durchgeführt wird, indem der Synchrongetriebemechanismus 61 aus dem Anfangszustand gesperrt wird (OWC Sperrung EIN).
  • Wenn der Elektromotor 7 in diesem Zustand angetrieben wird (das Drehmoment wird in der Vorwärtsdrehrichtung angewendet), wird das Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 31, der mit dem Rotor 72 verbunden ist, wie in 18(a) gezeigt, in der Vorwärtsdrehrichtung gedreht. Da zu dieser Zeit, wie in 18(b) gezeigt, die ersten und zweiten Kupplungen 41 und 42 ausgerückt sind, wird die auf das Sonnenrad 32 übertragene Leistung nicht von den Hauptwellen 11 auf die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 übertragen. Da der Synchrongetriebemechanismus 61 außerdem gesperrt ist, wird das Elektromotordrehmoment von dem Sonnenrad 32 auf den Träger 36 übertragen, während es der Geschwindigkeitsverringerung unterzogen wird, und über den vierten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen.
  • Außerdem wird das Rückwärtsfahren in der ersten EV-Betriebsart durchgeführt, indem der Elektromotor 7 in der Umkehrdrehrichtung angetrieben wird und indem das Elektromotordrehmoment in der Umkehrrichtung angewendet wird.
  • Eine zweite EV-Fahrbetriebsart ist eine dritte EV-Betriebsart, die durchgeführt wird, indem das erste Getriebeschaltstück 51 von dem Anfangszustand aus der neutralen Position in die Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt wird. Wenn das erste Getriebeschaltstück 51, wie vorstehend beschrieben, in der Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt ist, sind die Komponenten des Planetengetriebemechanismus 31 integriert.
  • Wenn in diesem Zustand der Elektromotor 7 angetrieben wird (das Drehmoment wird in der Vorwärtsdrehrichtung angewendet), werden die Komponenten des Planetengetriebemechanismus 31, die mit dem Rotor 72 verbunden sind, wie in 19(a) gezeigt, integral in der Vorwärtsdrehrichtung gedreht. Da zu dieser Zeit die erste und die zweite Kupplung 41 und 42 ausgerückt sind, wird die auf das Sonnenrad 32 übertragene Leistung nicht von der ersten Hauptwelle 11 auf die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 übertragen. Außerdem wird das Elektromotordrehmoment über den vierten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen.
  • Außerdem wird das Rückwärtsfahren in der dritten EV-Betriebsart durch Antreiben des Elektromotors 7 in der Rückwärtsdrehrichtung und durch Anwenden des Elektromotordrehmoments in der Rückwärtsdrehrichtung durchgeführt.
  • Eine dritte EV-Fahrbetriebsart ist eine fünfte EV-Betriebsart, die durchgeführt wird, indem das erste Getriebeschaltstück 51 von dem Anfangszustand aus der neutralen Position in die Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt wird.
  • Wenn der Elektromotor 7 in diesem Zustand angetrieben wird (das Drehmoment wird in die Vorwärtsdrehrichtung angewendet), wird das Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 31, der mit dem Rotor 72 verbunden ist, wie in 20(a) gezeigt, in die Vorwärtsdrehrichtung gedreht. Da zu dieser Zeit, wie in 20(b) gezeigt, die erste und zweite Kupplung ausgerückt sind, wird die auf das Sonnenrad 32 übertragene Leistung nicht von den Hauptwellen 11 auf die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 übertragen. Außerdem wird das Elektromotordrehmoment über den vierten Übertragungsweg, der durch das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang geht, auf die Antriebsräder DW und DW übertragen.
  • Als nächstes wird unter Bezug auf das in 21 gezeigte Flussdiagramm ein Fall beschrieben, in dem das EV-Fahren in der dritten EV-Betriebsart mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit auf das Verbrennungsmotorfahren geändert wird.
  • Zuerst wird, wie in 19 gezeigt, während des Fahrens in der dritten Betriebsart das Drehmoment des Elektromotors 7 entfernt, und das erste Getriebeschaltstück 51, das in der Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt war, wird in die neutrale Position zurück gebracht (bei S1). Als nächstes wird die erste Kupplung 41 (bei S2) in Eingriff gebracht, und die Kurbelwelle 6a wird angekurbelt, um (bei S3) den Verbrennungsmotor 6 zu starten. Dann wird (bei S4) die erste Kupplung 41 ausgerückt, der Synchrongetriebemechanismus 61 wird gesperrt, und die erste Kupplung 41 wird (bei S5) in Eingriff gebracht; gleichzeitig wird das Elektromotordrehmoment erhöht, um den Zahnkranz 35 (bei S6) in die Vorwärtsdrehrichtung zu drehen. Als ein Ergebnis kann das Fahren in der dritten EV-Betriebsart (bei S7) auf das Fahren im ersten Gang (erste Betriebsartunterstützung) umgeschaltet werden, das in 5 gezeigt ist.
  • Anstatt den Verbrennungsmotor 6 zu starten, indem die erste Kupplung 41 in Eingriff gebracht wird, kann der Verbrennungsmotor 6 gestartet werden, indem die zweite Kupplung 42 in Eingriff gebracht wird und indem das zweite Getriebeschaltstück 52 in der Verbindungsposition für den vierten Gang eingelegt wird.
  • Als nächstes wird ein Fall, in dem das Aufladen während des Stopps (Leerlauf) des Fahrzeugs durchgeführt wird, beschrieben.
  • Wenn in dem Fall, in dem das Aufladen während des Stopps (Leerlaufs) des Fahrzeugs durchgeführt wird, die erste Kupplung 41 aus dem Anfangszustand in Eingriff gebracht wird und das Verbrennungsmotordrehmoment von dem Leerlaufzustand erhöht wird, wird der Elektromotor 7, der direkt mit dem Sonnenrad 32 verbunden ist, in die Vorwärtsdrehrichtung gedreht, und das Drehmoment wird, wie in 22 gezeigt, in der Umkehrdrehrichtung angewendet, wodurch das Aufladen durchgerührt wird. Da zu dieser Zeit das Sperren des Synchrongetriebemechanismus 61 gelöst wird, dreht der Zahnkranz 25 im Leerlauf und das Drehmoment wird nicht auf den Träger 36 überträgt.
  • Obwohl in der vorstehend erwähnten Ausführungsform der Fall, in dem der Gangwechsel gleichzeitig für einen Gang durchgeführt wird, beschrieben ist, kann der Gangwechsel, ohne auf dieses beschränkt zu sein, durchgeführt werden und die Unterstützung oder das Aufladen kann abhängig von der Geschwindigkeit oder dem erforderlichen Drehmoment des Fahrzeugs durchgeführt werden, wie in 23 gezeigt.
  • In der vorstehend erwähnten Betriebssteuerung, wie vorstehend beschrieben, wird in der zweiten Post-1-Betriebsart, die in 7(b) gezeigt ist, und der vierten Post-3-Betriebsart, die in 13(b) gezeigt ist, die Drehzahl des Elektromotors 7 von der Gegenwelle 14 aus gesehen über das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang und den Planetengetriebemechanismus 31 erhöht, und der Elektromotor 7 dreht mit einer Drehzahl die höher als die Drehzahl der Gegenwelle 14 ist.
  • In der Ausführungsform gibt das ESG 5 zu dieser Zeit einen Steuerbefehl (auf den hier nachstehend als Vorschaltsteuerung Bezug genommen wird) aus, um zu bewirken, dass das erste Getriebeschaltstück 51 von einem Zahnrad der geradzahligen Zahnradgruppestufe, in die das zweite Getriebeschaltstück 52 eingelegt ist, auf ein Zahnrad der ungeradzahligen Zahnradgruppestufe vorgeschaltet wird, so dass die Drehzahl des Elektromotors 7, die von der Elektromotordrehzahl-Erfassungseinrichtung 8 erfasst wird, eine vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt.
  • Insbesondere, wenn in der zweiten Post-1-Betriebsart, die in 7(b) gezeigt ist, die Drehzahl des Elektromotors 7 nahe an die vorgegebene Drehzahl kommt, wird der Sperrzustand des Synchrongetriebemechanismus 61 gelöst, und das erste Getriebeschaltstück 51 wird in die Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt, wodurch die Fahrbetriebsart auf das Unterstützungsfahren in der zweiten Post-3-Betriebsart, die in 9 gezeigt ist, umgeschaltet wird. Als ein Ergebnis dreht sich der Elektromotor 7 mit der Drehzahl in der zweiten Post-3-Betriebsart, die niedriger als die Drehzahl in der zweiten Post-1-Betriebsart ist, wodurch das Drehen des Elektromotors 7 mit einer Überdrehzahl aufgrund des Gangwechsels verhindert werden kann und die Last auf den Elektromotor 7 verringert werden kann.
  • Ähnlich wird in der vierten-Post-3-Betriebsart, die in 138b) gezeigt ist, das erste Getriebeschaltstück 51 von der Verbindungsposition für den dritten Gang in die Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt, wenn die Drehzahl des Elektromotors 7 nahe an die vorgegebene Drehzahl kommt, wodurch die Fahrbetriebsart auf das Unterstützungsfahren in der in 15 gezeigten vierten Prä-5-Betriebsart umgeschaltet wird. Als ein Ergebnis dreht sich der Elektromototor 7 in der vierten Post-3-Betriebsart mit der Drehzahl, die niedriger als die Drehzahl in der vierten Post-3-Betriebsart ist, wodurch das Drehen des Elektromotors 7 mit einer Überdrehzahl aufgrund des Gangwechsels verhindert werden kann und die Last auf den Elektromotor 7 verringert werden kann.
  • 25 ist ein Diagramm, das die Änderungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Drehzahl des Verbrennungsmotors, der Drehzahl des Elektromotors und dem Drehmoment des Elektromotors zeigt, wenn das Schalten von der vierten Post-3-Betriebsart auf die vierte Prä-5-Betriebsart in dem Fahrzeug, das die Fahrzeugantriebseinheit eingebaut hat, durchgeführt wird. In dem Diagramm stellt V die Fahrzeuggeschwindigkeit dar, Ne stellt die Drehzahl des Verbrennungsmotors dar, Te stellt das Drehmoment des Verbrennungsmotors dar, Nm stellt die Drehzahl des Elektromotors dar, und Tm stellt das Drehmoment des Elektromotors dar.
  • Der Bereich (1) in dem Diagramm zeigt einen Zustand, in dem das Unterstützungsfahren in der vierten Post-3-Betriebsart, die in 13(b) gezeigt ist, durchgeführt wird. Wenn die Drehzahl des Elektromotors nahe an einen Schwellwert 1 kommt, während die Geschwindigkeit des Fahrzeugs steigt, wird das Drehmoment des Elektromotors 7 in dem Bereich (2) entfernt. Folglich wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht. Außerdem wird das erste Getriebeschaltstück 51 von dem Verbrennungsmotorfahren in der vierten Post-3-Betriebsart in dem Bereich (3) in die neutrale Position zurück gebracht, so dass die Drehzahl des Elektromotors den Schwellwert 1 nicht übersteigt. Zu dieser Zeit ist die Fahrzeugantriebseinheit 1 in dem Zustand der in 16(a) gezeigten vierten Betriebsart. Der Bereich (4) zeigt einen Zustand, in dem die Drehzahl des Elektromotors 7 aus dem in dem Bereich (3) gezeigten Zustand eingestellt wird; wenn das erste Getriebeschaltstück 51 in dem Bereich (5) in der Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt ist, wird das Fahren auf das Unterstützungsfahren in der vierten Prä-5-Betriebsart, das in 15 gezeigt ist, geschaltet. Folglich kann der Zustand des Elektromotors 7 mit einer Überdrehzahl unterdrückt werden, wenngleich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht ist.
  • Während in der Steuerung gemäß der Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, ein Zahnrad der Zahnradgruppe, die nicht verwendet wird, um die Leistung des Elektromotors 7 zu übertragen, für das Antreiben verwendet wird, wird das Vorschalten durchgeführt, um ein Zahnrad, das auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad ist, das zum Antreiben verwendet wird, aus der Zahnradgruppe, die fähig ist, die Leistung des Elektromotors 7 zu übertragen, auszuwählen, so dass die Drehzahl des rotierenden Elektromotors 7 die vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt, wodurch die Drehung des Elektromotors 7 mit einer Überdrehzahl aufgrund des Gangwechsels verhindert werden kann und die Last auf den Elektromotor 7 verringert werden kann.
  • Obwohl in der Ausführungsform die Vorschaltsteuerung auf der Basis der Drehzahl des Elektromotors 7 durchgeführt wird, kann die Vorschaltsteuerung, ohne auf dieses beschränkt zu sein, derart durchgeführt werden, dass die synchrone Positionserfassungseinrichtung 57 die synchrone Position des ersten Getriebeschaltstücks 51 erfasst und so dass der Elektromotor 7 sich innerhalb des Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs oder des Drehzahlbereichs der ersten Hauptwelle 11 oder der Gegenwelle 14 dreht, die abhängig von der synchronen Position des ersten Getriebeschaltstücks 51 bestimmt werden.
  • Außerdem wird in der Vorschaltsteuerung bevorzugt, dass die Vorschaltzeitsteuerung abhängig von der Temperatur des Elektromotors korrigiert werden sollte. Zum Beispiel in 25, kann selbst in dem Fall, dass die Drehzahl des Elektromotors 7 niedriger als der Schwellwert 1 ist, in dem Fall, dass die Temperatur des Elektromotors 7, die von der Elektromotortemperatur-Erfassungseinrichtung 9 erfasst wird, höher als eine vorgegebene Temperatur ist, verhindert werden, dass der Elektromotor 7 sich mit der hohen Drehzahl dreht, indem das erste Getriebeschaltstück 51 von der Verbindungsposition für den dritten Gang in die Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt wird. Jedoch ist die Elektromotortemperatur-Erfassungseinrichtung 9 nicht auf die Einrichtung beschränkt, um die Temperatur des Elektromotors direkt zu erfassen, sondern die Einrichtung kann den Wert des Stroms erfassen, wodurch die Temperatur des Elektromotors 7 geschätzt wird.
  • In dem Fall, dass die Drehzahl des Elektromotors 7 außerdem die vorgegebene Drehzahl oder die Temperatur des Elektromotors 7 übersteigt, obwohl das erste Getriebeschaltstück 51 während des Fahrens in der vierten Post-3-Betriebsart aus der Verbindungsposition für den dritten Gang in die Verbindungsposition für den fünften eingelegt wird, wird bevorzugt, dass das ESG 5 eine Ausfallzeitsteuerfunktion zum Umschalten des ersten Getriebeschaltstücks 51 in den neutralen Zustand haben sollte. Wenn der Elektromotor 7 oder die Steuerschaltung des Elektromotors anomal ist, kann mit dieser Funktion die Drehzahl des Elektromotors 7 verringert werden oder die Temperatur des Elektromotors 7 kann verringert werden.
  • Als nächstes wird eine erste modifizierte Ausführungsform der Fahrzeugantriebseinheit unter Bezug auf 26 beschrieben. Eine Fahrzeugantriebseinheit 1A unterscheidet sich von der Fahrzeugantriebseinheit 1 darin, dass ihr Getriebe 20A neben dem Planetengetriebemechanismus 31, der das Differentialuntersetzungsgetriebe 30 bilden, und den Zahnradpaaren 22 bis 25 für den zweiten bis fünften Gang mit einem Zahnradpaar 96 für den sechsten Gang und einem Zahnradpaar 97 für den siebten Gang ausgestattet ist. In der Beschreibung dieser Fahrzeugantriebseinheit 1A werden nur die Unterschiede zu der vorstehend erwähnten Fahrzeugantriebseinheit 1 nachstehend beschrieben.
  • Ein Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang ist auf der ersten Hauptwelle 11 zwischen dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang bereitgestellt, um mit der ersten Hauptwelle 11 relativ drehbar zu sein. Außerdem ist ein erstes Getriebeschaltstück 51A bereitgestellt, um die erste Hauptwelle 11 mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang oder dem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang zwischen dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang verbinden oder davon zu trennen, und ein drittes Getriebeschaltstück 51B ist bereitgestellt, um die erste Hauptwelle 11 mit dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang zwischen dem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang zu verbinden oder davon zu trennen. Wenn außerdem das erste Getriebeschaltstück 51A in seiner Verbindungsposition für den dritten Gang eingelegt ist, ist die erste Hauptwelle 11 mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang verbunden, so dass sie sich integral drehen; wenn das erste Getriebeschaltstück 51A in seiner Verbindungsposition für den siebten Gang eingelegt ist, drehen sich die erste Hauptwelle 11 und das Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang integral; wenn das erste Getriebeschaltstück 51A in seiner neutralen Position ist, dreht sich die erste Hauptwelle 11 relativ mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang. Wenn außerdem das dritte Getriebeschaltstück 51B in seiner Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt ist, drehen sich die erste Hauptwelle 11 und das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang integral; und wenn das Getriebeschaltstück 51B für den dritten Gang in seiner neutralen Position ist, dreht sich die erste Hauptwelle 11 relativ mit dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang.
  • Ein Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang ist auf der zweiten Zwischenwelle 16 zwischen dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang bereitgestellt, um relativ mit der Zwischenwelle 16 drehbar zu sein. Außerdem ist ein zweites Getriebeschaltstück 52A bereitgestellt, um die zweite Zwischenwelle 16 mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang oder dem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang zwischen dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und dem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang zu verbinden oder von ihm zu lösen, und ein viertes Getriebeschaltstück 52B ist bereitgestellt, um die zweite Zwischenwelle 16 mit dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang zwischen dem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang und dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang zu verbinden bzw. von ihm zu lösen. Wenn außerdem das zweite Getriebeschaltstück 52A in seiner Verbindungsposition für den zweiten Gang eingelegt ist, ist die zweite Zwischenwelle 16 mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang verbunden, so dass sie sich integral drehen; wenn das zweite Getriebeschaltstück 52A in seiner Verbindungsposition für den sechsten Gang eingelegt ist, drehen sich die zweite Zwischenwelle 16 und das Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang integral; wenn das zweite Getriebeschaltstück 16 in seiner neutralen Position ist, dreht sich die zweite Zwischenwelle 16 relativ mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und dem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang. Wenn außerdem das vierte Getriebeschaltstück 52B in seiner Verbindungsposition für den vierten Gang eingelegt ist, ist die zweite Zwischenwelle 16 mit dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang verbunden, so dass sie sich integral drehen; wenn das vierte Getriebeschaltstück 52B in seiner neutralen Position ist, dreht sich die zweite Zwischenwelle 16 relativ mit dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang.
  • Zwischen dem ersten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 23b und dem zweiten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 24b ist ein drittes gemeinsames angetriebenes Zahnrad 96b integral auf der Gegenwelle 14 montiert.
  • Das dritte gemeinsame angetriebene Zahnrad 96 ist mit dem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang in Eingriff, das auf der ersten Hauptwelle 11 montiert ist, und das Zahnrad 96b und das Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang bilden das Zahnradpaar 97 für den siebten Gang; und das Zahnrad 96b ist mit dem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang in Eingriff, das auf der zweiten Zwischenwelle 16 montiert ist, und das Zahnrad 96b und das Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang bilden das Zahnradpaar 26 für den sechsten Gang.
  • Wenn die außerdem die zweite Kupplung 42 in Eingriff ist, während das zweite Getriebeschaltstück 52A in der sechsten Verbindungsposition eingelegt ist, kann das Fahren im siebten Gang durchgeführt werden; wenn überdies die erste Kupplung 41 in Eingriff ist, während das erste Getriebeschaltstück 51A in der Verbindungsposition für den sechsten Gang eingelegt ist, kann das Fahren im siebten Gang durchgeführt werden, wodurch in jedem Fall die Unterstützung oder das Aufladen unter Verwendung des Elektromotors 7 durchgeführt werden kann.
  • Selbst in der Fahrzeugantriebseinheit 1A, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, können durch Durchführen der vorstehend erwähnten Vorschaltsteuerung Arbeitsergebnisse ähnlich denen der Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit 1 erhalten werden. Wenn in der Fahrzeugantriebseinheit 1A außerdem das dritte Getriebeschaltstück 51B aus der Verbindungsposition für den fünften Gang in die neutrale Position zurück gebracht wird und das erste Getriebeschaltstück 51A während des Fahrens unter Verwendung des Antriebszahnrads 96a für den sechsten Gang in die Verbindungsposition für den siebten Gang eingelegt ist, kann das Drehen des Elektromotors mit einer Überdrehzahl während des Fahrens im sechsten Gang verhindert werden.
  • Als nächstes wird unter Bezug auf 27 eine zweite modifizierte Ausführungsform der Fahrzeugantriebseinheit beschreiben.
  • In einer Fahrzeugantriebseinheit 1B bildet der Planetengetriebemechanismus 31 seines Getriebes 20B einen Drehmomentkombinationsmechanismus, und die Fahrzeugantriebseinheit 1B ist derart aufgebaut, dass der Elektromotor 7 mit dem Zahnkranz 35 verbunden ist und so dass das kombinierte Drehmoment des Verbrennungsmotordrehmoments, das auf das Sonnenrad 32 übertragen wird, und des Elektromotordrehmoments, das in den Zahnkranz 35 eingespeist wird, von dem Träger 36 über das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang auf die Gegenwelle 14 übertragen wird.
  • Selbst in der Fahrzeugantriebseinheit 1B, dreht sich der Elektromotor 7 von der Gegenwelle 14 aus gesehen, die unter Verwendung des Antriebszahnrads 24a für den vierten Gang gedreht wird, mit einer niedrigen Drehzahl, wodurch das Drehen des Elektromotors 7 mit einer Überdrehzahl aufgrund des Gangwechsels verhindert werden kann und die Last auf den Elektromotor 7 verringert werden kann, wenn während des Fahrens unter Verwendung des Antriebszahnrads 24a für den vierten Gang das erste Getriebeschaltstück 51 aus der Verbindungsposition für den dritten Gang in die Verbindungsposition für den fünften Gang eingelegt wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten jeweiligen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann nach Bedarf modifiziert, verbessert, etc. werden.
  • Obwohl der Synchrongetriebemechanismus 61, der fähig ist, das Sperren durchzuführen, als ein Beispiel für einen Sperrmechanismus genommen wird, ist der Sperrmechanismus nicht auf den Synchrongetriebemechanismus beschränkt, und eine Bremse oder eine Einwegkupplung mit einem Sperrmechanismus, die fähig sind, die Drehung des Zahnkranzes 35 zu stoppen, können ebenfalls verwendet werden.
  • Außerdem ist zum Beispiel das Differentialuntersetzungsgetriebe nicht auf den Planetengetriebemechanismus vom Ein-Ritzel-Typ beschränkt, und ein Planetengetriebemechanismus vom Doppel-Ritzel-Typ kann ebenfalls verwendet werden; außerdem ist das Differentialuntersetzungsgetriebe nicht auf einen mechanischen Typ, wie etwa den Planetengetriebemechanismus, begrenzt, sondern ein magnetischer Typ, wie etwa ein reziproker Differentialmotor, der die differentielle Drehung magnetisch durchführt, kann ebenfalls verwendet werden.
  • Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung (Nr. 2009-165784 ), eingereicht am 14. Juli 2009, und ihre Inhalte sind hier per Referenz eingebunden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A, 1B
    Fahrzeugantriebseinheit
    3
    Batterie (elektrische Akkumulationseinhrichtung 9
    4
    SOC-Erfassungseinheit (Ladekapazitätserfassungseinrichtung)
    5
    ESG
    8
    Elektromotordrehzahl-Erfassungseinrichtung
    9
    Elektromotortemperatur-Erfassungseinrichtung
    57
    synchrone Positionserfassungseinrichtung
    58
    Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung
    59
    Wellendrehzahl-Erfassungseinrichtung
    6
    Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine)
    7
    Motor (Elektromotor)
    11
    erste Hauptwelle (erste Eingangs-/Ausgangswelle)
    12
    zweite Hauptwelle
    13
    Verbindungswelle
    14
    Gegenwelle (Ausgangs-/Eingangswelle)
    15
    erste Zwischenwelle
    16
    zweite Zwischenwelle (zweite Eingangs-/Ausgangswelle)
    20, 20A, 20B
    Getriebe
    30
    Differentialuntersetzungsgetriebe
    31
    Planetengetriebemechanismus
    32
    Sonnenrad (erstes Drehelement)
    35
    Zahnkranz (drittes Drehelement)
    36
    Träger (zweites Drehelement)
    41
    erste Kupplung (erste Eingreif-/Ausrückeinrichtung)
    42
    zweite Kupplung (zweite Eingreif-/Ausrückeinrichtung)
    61
    Synchrongetriebemechanismus (Sperrmechanismus)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005-147312 [0005]
    • JP 2009-165784 [0148]

Claims (11)

  1. Steuerung für eine Fahrzeugantriebseinheit, die ausgestattet ist mit: einem Verbrennungsmotor; einem Elektromotor; einer ersten Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern, die über eine erste Eingreif-/Ausrückeinrichtung mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind und unter Verwendung einer ersten Synchronisierungsvorrichtung auswählbar sind; und einer zweiten Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern, die über eine zweite Eingreif-/Ausrückeinrichtung mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind und unter Verwendung einer zweiten Synchronisierungsvorrichtung auswählbar sind, wobei die Leistung des Verbrennungsmotors und/oder des Elektromotors in die erste Zahnradgruppe eingespeist wird, die Leistung des Verbrennungsmotors in die zweite Zahnradgruppe eingespeist wird, wobei es nach dem Eingreifen der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und während des Antreibens über ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe von der ersten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, möglich ist, unter Verwendung eines Zahnrads der zweiten Zahnradgruppe, das von der zweiten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, den Antrieb durchzuführen, indem die Eingreifzustände der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und der zweiten Eingreif-/Ausrückvorrichtung geändert werden und der Elektromotor sich über die erste Zahnradgruppe dreht, wobei während der Antrieb durchgeführt wird, indem die Leistung des Verbrennungsmotors über das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe übertragen wird, ein Vorschalten auf ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe durchgeführt wird, wobei das Zahnrad auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe ist, so dass die Drehzahl des Elektromotors eine vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt.
  2. Steuerung für eine Fahrzeugantriebseinheit, die ausgestattet ist mit: einem Verbrennungsmotor; einem Elektromotor; einem Differentialuntersetzungsgetriebe, das aufgebaut ist, um fähig zu sein, erste bis dritte Drehelemente differentiell miteinander zu drehen; einer ersten Eingangs-/Ausgangswelle, die mit dem ersten Drehelement des Differentialuntersetzungsgetriebes verbunden ist und über eine erste Eingreif-/Ausrückvorrichtung selektiv mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; einer zweiten Eingangs-/Ausgangswelle, die über eine zweite Eingreif-/Ausrückvorrichtung selektiv mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist; einer Ausgangs-/Eingangswelle, die derart angeordnet ist, dass Leistung auf die erste Eingangs-/Ausgangswelle und die zweite Eingangs-/Ausgangswelle übertragen werden kann, wobei der Elektromotor mit dem ersten Drehelement oder dem dritten Drehelement verbunden ist, wobei eine erste Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern, die unter Verwendung einer ersten Synchronisierungsvorrichtung auswählbar sind, auf der ersten Eingangs-/Ausgangswelle bereitgestellt ist, wobei eine zweite Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern, die unter Verwendung einer zweiten Synchronisierungsvorrichtung auswählbar sind, auf der zweiten Eingangs-/Ausgangswelle bereitgestellt ist, und nach dem Eingreifen der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und während des Antreibens eines Zahnrads der ersten Zahnradgruppe, das von der ersten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, das Antreiben unter Verwendung eines Zahnrads der zweiten Zahnradgruppe, das von der zweiten Synchronisierungsvorrichtung ausgewählt wird, durchgeführt werden kann, indem die Eingreifzustände der ersten Eingreif-/Ausrückvorrichtung und der zweiten Eingreif-/Ausrückvorrichtung geändert werden, wobei während der Antrieb durchgeführt wird, indem die Leistung des Verbrennungsmotors über das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe auf die Eingangs-/Ausgangswelle übertragen wird, ein Vorschalten auf ein Zahnrad der ersten Zahnradgruppe durchgeführt wird, wobei das Zahnrad auf einer höheren Gangseite als das Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe ist, so dass die Drehzahl des Elektromotors eine vorgegebene Drehzahl nicht übersteigt.
  3. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach Anspruch 2, wobei die Fahrzeugantriebseinheit dadurch gekennzeichnet ist, dass der Elektromotor mit dem ersten Drehelement verbunden ist und dass ein Sperrmechanismus auf dem dritten Drehelement bereitgestellt ist.
  4. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach Anspruch 2, wobei die Fahrzeugantriebseinheit dadurch gekennzeichnet ist, dass der Elektromotor mit dem dritten Drehelement verbunden ist, und dass die kombinierte Leistung des Verbrennungsmotors und des Elektromotors an das zweite Drehelement ausgegeben wird.
  5. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine dritte Zahnradgruppe mit mehreren Zahnrädern, die gemeinsam mit den Zahnrädern der ersten Zahnradgruppe und den Zahnrädern der zweiten Zahnradgruppe eingreifen, auf der Eingangs-/Ausgangswelle bereitgestellt ist.
  6. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner aufweist: eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, und eine synchrone Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung, wobei die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert wird, dass der Elektromotor abhängig von der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung in einem vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich rotiert.
  7. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5 die ferner aufweist: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Drehzahl der ersten Eingangs-/Ausgangswelle, wobei die erste Synchronisierungsvorrichtung gesteuert derart wird, dass die erste Synchronisierungsvorrichtung in einem vorgegebenen Drehzahlbereich gedreht wird.
  8. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, die ferner aufweist: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Drehzahl der Eingangs-/Ausgangswelle, und eine synchrone Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung, wobei die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert wird, dass der Elektromotor abhängig von der Verbindungsposition der ersten Synchronisierungsvorrichtung in einem vorgegebenen Drehzahlbereich der Ausgangs-/Eingangswelle rotiert.
  9. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner aufweist: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Drehzahl des Elektromotors, wobei die erste Synchronisierungsvorrichtung derart gesteuert wird, dass der Elektromotor in dem vorgegebenen Drehzahlbereich rotiert.
  10. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner aufweist: eine Elektromotortemperatur-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Elektromotors oder Erfassen des Werts seines Stroms und Schätzen der Temperatur des Elektromotors aus dem Stromwert, wobei der Zeitablauf des Vorschaltens abhängig von der Temperatur des Elektromotors korrigiert wird.
  11. Steuerung für die Fahrzeugantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Synchronisierungsvorrichtung in dem Fall, dass die Drehzahl des Elektromotors die vorgegebene Drehzahl übersteigt oder die Temperatur des Elektromotors die vorgegebene Temperatur übersteigt, auf ihren neutralen Zustand eingestellt wird, während der Antrieb unter Verwendung der Leistung des Verbrennungsmotors über ein Zahnrad der zweiten Zahnradgruppe durchgeführt wird, obwohl die erste Synchronisierungsvorrichtung das Zahnrad für den maximalen Gang aus der ersten Zahnradgruppe ausgewählt hat.
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