DE112014006051T5 - Steuerungssystem für eine Leistungsübertragungseinheit - Google Patents

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DE112014006051T5
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Shunya Kato
Yosuke TAGAWA
Tatsuya Imamura
Atsushi Tabata
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
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    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
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    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
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Abstract

Ein Steuerungssystem für eine Leistungsübertragungseinheit, um eine Maschine durch einen Motor zu starten, auch wenn eines der Eingriffselemente nicht in Eingriff gebracht oder gelöst werden kann. Falls eine Drehzahl der Maschine während des Antreibens nicht auf eine vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, auch wenn ein Initialbefehl zum Lösen eines der Eingriffselemente, während das andere Eingriffselement in Eingriff gebracht wird, ausgesendet wird, sendet das Steuerungssystem einen Wechselbefehl zum in Eingriff Bringen des einen der Eingriffselemente, während das andere Eingriffselement gelöst wird, aus, um die Maschine in einem Zustand zu bringen, bei welchem diese gestartet werden kann (Schritte S1 bis S9).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für eine Leistungsübertragungseinheit und insbesondere ein Steuerungssystem zum Steuern eines Getriebes mit zumindest zwei Eingriffselementen zum Umschalten einer Gangstufe, welches mit einer Ausgangswelle einer Maschine verbunden ist.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Ein Beispiel einer Leistungsübertragungseinheit dieser Art ist in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 2011-255889 beschrieben. Das durch die japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer 2011-255889 gelehrte Hybrid-Antriebssystem umfasst ein Getriebe, welches derart angepasst ist, dass dieses eine Gangstufe zwischen einer Niedriggangstufe und einer Hochgangstufe umschaltet, einen Schaltmechanismus zum Umschalten der Gangstufe, einen Leistungsverteilungsmechanismus zum Verteilen eines Drehmoments des Getriebes hin zu einem ersten Motor und zu einer Ausgangswelle, und einen zweiten Motor, welcher auf der Ausgangswelle angeordnet ist. Eine durch den ersten Motor erzeugte elektrische Leistung wird hin zu dem zweiten Motor geführt und ein Drehmoment des zweiten Motors wird auf die Ausgangswelle aufgebracht. Eine Planetengetriebeeinheit vom Doppelritzel-Typ wird als das Getriebe verwendet. In der Planetengetriebeeinheit ist ein Hohlrad mit der Maschine verbunden, um als ein Eingangselement zu dienen, ein Träger dient als ein Ausgangselement, um das Drehmoment hin zu dem Leistungsverteilungsmechanismus zu führen, und ein Sonnenrad kann über den Schaltmechanismus selektiv mit dem Hohlrad verbunden werden oder an einem Gehäuse fixiert sein. Falls das Sonnenrad über den Schaltmechanismus mit dem Hohlrad verbunden ist, um die Niedriggangstufe zu schaffen, wird das Getriebe integral rotiert, so dass das Maschinendrehmoment direkt übertragen wird. Falls das Sonnenrad im Gegensatz dazu an dem Gehäuse fixiert ist, um die Hochgangstufe zu schaffen, wird eine Drehzahl des Trägers durch einen differenziellen Vorgang derart erhöht, dass diese höher ist als diese des Hohlrads. Zusätzlich kann der Schaltmechanismus hin zu einer neutralen Position geschaltet werden, bei welcher das Sonnenrad weder mit dem Hohlrad noch mit dem Gehäuse verbunden ist. Das heißt, falls sich der Schaltmechanismus in der neutralen Position befindet, kann das Sonnenrad frei rotieren, so dass kein Drehzahlverhältnis geschaffen wird. Andererseits wird eine Planetengetriebeeinheit vom Einzelritzel-Typ als der Leistungsverteilungsmechanismus verwendet. In dem Leistungsverteilungsmechanismus ist ein Sonnenrad mit dem ersten Motor verbunden, ein Träger ist mit dem Träger des Getriebes verbunden und ein Hohlrad ist mit der Ausgangswelle verbunden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann das Sonnenrad des Getriebes in der Situation, bei welcher der Schaltmechanismus hin zu der neutralen Position geschaltet ist, frei rotieren. Falls dem Sonnenrad auf diese Art und Weise ermöglicht ist, frei zu rotieren, wird das Sonnenrad keine Reaktion gegen eine von der Maschine zu dem Hohlrad des Getriebes geführte Antriebskraft erzeugen, und das Drehmoment wird durch das Sonnenrad verbraucht bzw. verschwendet. In dieser Situation wird das Drehmoment des ersten Motors nicht zu dem Träger des Leistungsverteilungsmechanismus und dem Träger des Getriebes geführt, auch wenn der erste Motor angetrieben wird. Daher wäre es bei dem durch die japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer 2011-255889 gelehrten Hybrid-Antriebssystem schwierig, die Maschine durch den ersten Motor zu starten, falls der Schaltmechanismus aus irgendeinem Grund in der neutralen Position fest steckt bzw. hängt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten technischen Probleme erdacht und Aufgabe davon ist es, ein Steuerungssystem für eine Leistungsübertragungseinheit vorzusehen, welches ermöglicht, dass die Maschine durch einen Motor rotiert wird, auch wenn irgendeines von Eingriffselementen eines Getriebes Probleme aufweist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung wird auf eine Leistungsübertragungseinheit angewendet, bei welchem ein Getriebe mit einer Ausgangswelle einer Maschine verbunden ist und das Getriebe mit zumindest zwei Eingriffselementen vorgesehen ist. In dem Getriebe wird die Ausgangswelle der Maschine durch in Eingriff Bringen beider Eingriffselemente blockiert und die Maschine wird durch Lösen beider Eingriffselemente von dem Getriebe getrennt. Um die vorstehend erläuterte Aufgabe zu lösen, ist das Steuerungssystem derart konfiguriert, dass dieses einen Wechselbefehl zum in Eingriff Bringen eines der Eingriffselemente, während das andere Eingriffselement gelöst wird, aussendet, um die Maschine in einen Zustand zu bringen, bei welchem diese durch den Motor gestartet werden kann, in einem Fall, bei welchem eine Drehzahl der Maschine während des Antreibens nicht auf eine vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, auch wenn ein Initialbefehl zum Lösen des einen der Eingriffselemente, während das andere Eingriffselement in Eingriff gebracht wird, ausgesendet wird, um die Maschine in einen Zustand zu bringen, bei welchem diese durch den Motor gestartet werden kann.
  • Das Steuerungssystem ist ferner derart konfiguriert, dass dieses die Maschine in einem Fall, bei welchem die Drehzahl der Maschine während des Antreibens nicht auf die vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, auch wenn der Wechselbefehl anstelle des Initialbefehls ausgesendet wird, nicht durch den Motor startet.
  • Die Leistungsübertragungseinheit, auf welche das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung angewendet wird, umfasst ein Ausgangselement, welches derart angepasst ist, dass dieses ein Drehmoment hin zu Antriebsrädern führt, und einen Differenzialmechanismus, welcher derart angepasst ist, dass dieser ein Maschinendrehmoment hin zu dem Motor und dem Ausgangselement verteilt. In der Leistungsübertragungseinheit ist das Getriebe zwischen der Maschine und dem Differenzialmechanismus eingefügt, ein Drehmoment des Motors wird hin zu dem Ausgangselement geführt.
  • Daher sendet das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung unter der Voraussetzung, dass eine Drehzahl der Maschine während eines Antreibens nicht auf eine vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, auch wenn der Initialbefehl zum Lösen eines der Eingriffselemente, während das andere Eingriffselement in Eingriff gebracht wird, ausgesendet wird, um die Maschine mit dem Getriebe zu verbinden oder um die Ausgangswelle der Maschine zu entriegeln, den Wechselbefehl zum in Eingriff Bringen eines der Eingriffselemente, während das andere Eingriffselement gelöst wird, aus, um die Maschine mit dem Getriebe zu verbinden oder die Ausgangswelle der Maschine zu entriegeln. Falls sich beispielsweise eines der Eingriffselemente in einem Zustand befindet, bei welchem dieses nicht in Eingriff gebracht werden kann, so dass beide Eingriffselemente gelöst sind, kann das Drehmoment des Motors nicht über das Getriebe hin zu der Maschine geführt werden, so dass die Drehzahl der Maschine 1 nicht erhöht werden kann. Falls sich im Gegensatz dazu eines der Eingriffselemente in einem Zustand befindet, bei welchem dieses nicht gelöst werden kann, so dass beide Eingriffselemente in Eingriff stehen, ist die Ausgangswelle der Maschine durch das Getriebe blockiert bzw. verriegelt. In diesen Fällen sendet das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung den Wechselbefehl in einer Art und Weise zu den Eingriffselementen aus, um die Maschine mit dem Getriebe zu verbinden oder die Ausgangswelle der Maschine zu entriegeln. Daher kann das Drehmoment des Motors, um die Maschine zu rotieren, über das Getriebe hin zu der Maschine geführt werden, auch wenn eines der Eingriffselemente nicht in Eingriff gebracht oder gelöst werden kann. Aus diesem Grund kann die Maschine durch das Drehmoment des Motors sicher gestartet werden.
  • Unter der Voraussetzung, dass beide Eingriffselemente nach wie vor in Eingriff stehen oder gelöst sind, auch wenn das Wechselsignal ausgesendet wurde, so dass die Drehzahl nicht auf die vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, beendet das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung den Startbetrieb der Maschine. In diesem Fall wird die elektrische Energie durch das Antreiben der Maschine nicht verbraucht und die auf diese Art und Weise eingesparte elektrische Energie kann dazu verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung auf die Leistungsübertragungseinheit angewendet, bei welcher die Maschine über das Getriebe und den Differenzialmechanismus mit dem Motor verbunden ist. Bei der so aufgebauten Leistungsübertragungseinheit sendet das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung den Wechselbefehl aus, um die Maschine mit dem Getriebe zu verbinden oder die Ausgangswelle der Maschine zu entriegeln, falls eine Drehzahl der Maschine während des Antreibens nicht auf die vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, auch wenn der vorstehend erwähnte Initialbefehl ausgesendet wird. Daher kann das Drehmoment des Motors über das Getriebe hin zu der Maschine geführt werden, so dass die Maschine durch das Drehmoment des Motors sicher gestartet werden kann, auch wenn eines der Eingriffselemente nicht in Eingriff gebracht oder gelöst werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel der durch das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung auszuführenden Steuerung zeigt.
  • 2 ist ein Nomogramm, welches Zustände eines Getriebes und einer Leistungsverteilungsvorrichtung unter der Bedingung zeigt, dass die in
  • 1 gezeigte Routine ausgeführt wird, während ein Antriebsmodus ausgehend von einem EV-Modus hin zu einem HV-Modus umgeschaltet wird und eine niedrige Stufe des Getriebes eingestellt wird.
  • 3 ist ein Nomogramm, welches Zustände eines Getriebes und einer Leistungsverteilungsvorrichtung unter der Bedingung zeigt, dass die in 1 gezeigte Routine ausgeführt wird, während ein Antriebsmodus ausgehend von dem EV-Modus hin zu dem HV-Modus umgeschaltet wird und eine hohe Stufe des Getriebes eingestellt wird.
  • 4 ist eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs schematisch zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel des Steuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
  • 6 ist eine Tabelle, welche Betriebszustände einer Kupplung, einer Bremse und von Motor-Generatoren bei jedem Antriebsmodus des in 4 gezeigten Antriebsstrangs zeigt.
  • Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
  • Mit genauerem Bezug auf die Abbildungen zeigt 4 ein bevorzugtes Beispiel eines Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst eine Antriebsmaschine des Hybridfahrzeugs eine Maschine (ENG) 1 und zwei Motor-Generatoren (MG1, MG2) 2, 3. Bei dem bevorzugten Beispiel wird eine durch die Maschine 1 erzeugte Antriebskraft selektiv hin zu einem Leistungsübertragungsmechanismus 5 übertragen, wodurch die Antriebskraft hin zu Antriebsrädern 4 geführt wird.
  • Der Leistungsübertragungsmechanismus 5 umfasst ein Getriebe 6, welches derart angepasst ist, dass dieses eine Gangstufe davon zwischen zumindest einer hohen Stufe und einer niedrigen Stufe umschaltet, und eine Leistungsverteilungsvorrichtung 7, welche die über das Getriebe 6 von der Maschine 1 hin zu der Seite des ersten Motor-Generators 2 und einer Ausgangsseite übertragene Leistung verteilt. Als das Getriebe 6 kann beispielsweise ein verzahntes Getriebe, ein Getriebe vom Rollen- bzw. Walzen-Typ, ein riemengetriebenes Getriebe usw. verwendet werden, und bei dem in 4 gezeigten Beispiel wird eine Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit als das Getriebe 6 eingesetzt. Als die herkömmliche Planetengetriebeeinheit vom Einzelritzel-Typ umfasst das Getriebe 6 ein Sonnenrad 8, ein Hohlrad 9 als ein konzentrisch zu dem Sonnenrad 8 angeordnetes, innenverzahntes Zahnrad, ein Ritzel bzw. Ritzel, welches/welche mit sowohl dem Sonnenrad 8 als auch dem Hohlrad 9 ineinander greift/greifen, und einen Träger 10, welcher das/die Ritzel in einer Art und Weise trägt, dass das/die Ritzel um das Sonnenrad 8 rotieren und um dieses laufen kann/können. Der Träger 10 ist mit einer Ausgangswelle 11 der Maschine 1 verbunden, um als ein Eingangselement zu dienen, das Sonnenrad 8 dient als ein Reaktionselement und das Hohlrad 9 dient als ein Ausgangselement.
  • Eine Kupplung C0 ist angeordnet, um das Sonnenrad 8 selektiv mit dem Träger 10 zu verbinden, und eine Bremse B0 ist angeordnet, um das Sonnenrad 8 durch Verbinden des Sonnenrads 8 mit einem vorbestimmten Fixierungselement 12, wie einem Gehäuse, selektiv anzuhalten. Daher dienen diese Kupplung C0 und diese Bremse B0 individuell als der Eingriffsmechanismus der vorliegenden Erfindung, und zu diesem Zweck können eine hydraulische Reib-Eingriffsvorrichtung, eine elektromagnetische Reib-Eingriffsvorrichtung, eine Klauenkupplung usw. als die Kupplung C0 und die Bremse B0 verwendet werden. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel wird für die Kupplung C0 und die Bremse B0 insbesondere individuell eine hydraulische Reib-Eingriffsvorrichtung verwendet. Daher wird das Sonnenrad 8 durch in Eingriff Bringen der Kupplung C0 mit dem Träger 10 verbunden, um integral rotiert zu werden, und folglich wird das Getriebe 6 in seiner Gesamtheit integral rotiert. Im Gegensatz dazu wird das Sonnenrad 8 durch in Eingriff Bringen der Bremse B0 angehalten und in dieser Situation wird der Träger 10 rotiert, so dass das Hohlrad 9 mit einer schnelleren bzw. höheren Drehzahl rotiert wird wie diese des Trägers 10. Das heißt, in dem Getriebe 6 wird durch Eingriff Bringen der Kupplung C0 eine Direkt-Stufe (das heißt, eine niedrige Stufe) geschaffen, und durch in Eingriff Bringen der Bremse B0 wird eine hohe Stufe geschaffen, bei welcher ein Drehzahlverhältnis kleiner ist als dieses der Direkt-Stufe. Unter der Voraussetzung, dass sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 gelöst sind, kann das Sonnenrad 8 frei rotiert werden. In diesem Fall wird daher die Antriebskraft der Maschine 1 hin zu dem Träger 10 übertragen, diese wird jedoch aufgrund eines Drehmomentabfalls des Sonnenrads 8 nicht hin zu dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 übertragen. Daher werden die Kupplung C0 und die Bremse B0 dazu verwendet, um die Maschine 1 selektiv mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 zu verbinden.
  • Als die Leistungsverteilungsvorrichtung 7 kann ein Differenzialmechanismus mit drei Drehelementen verwendet werden. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel wird insbesondere eine Planetengetriebeeinheit vom Einzelritzel-Typ als die Leistungsverteilungsvorrichtung 7 verwendet und diese ist koaxial zu der Maschine 1 angeordnet. Der erste Motor-Generator 2 ist über die Leistungsverteilungsvorrichtung 7 auf der gegenüberliegenden Seite der Maschine 1 angeordnet, und ein Sonnenrad 13 der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 ist mit einem Rotor des ersten Motor-Generators 2 verbunden. In der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 ist ein Hohlrad 14 konzentrisch zu dem Sonnenrad 13 angeordnet und ein Ritzel bzw. Ritzel, welches/welche zwischen dem Sonnenrad 13 und dem Hohlrad 14 eingefügt ist bzw. sind, während dieses/diese mit diesen in Eingriff stehen, ist/sind durch einen Träger 15 getragen, während diesem/diesen ermöglicht ist, zu rotieren und um das Sonnenrad 13 zu laufen. Der Träger 13 ist mit dem als ein Ausgangselement des Getriebes 6 dienenden Hohlrad 9 verbunden und das Hohlrad 14 ist mit einem Antriebsrad 16 verbunden, welches zwischen dem Getriebe 6 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 angeordnet ist.
  • Eine Vorgelegewelle 17 ist parallel zu einer gemeinsamen Rotations-Mittelachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 und des ersten Motor-Generators 2 angeordnet, und ein Vorgelege-Abtriebsrad 18, welches mit dem Antriebsrad 16 in Eingriff steht, ist auf der Vorgelegewelle 17 angebracht, um integral damit rotiert zu werden. Ein Durchmesser des Vorgelege-Abtriebsrads 18 ist größer als dieser des Antriebsrads 16, so dass eine Drehzahl reduziert wird, das heißt, ein Drehmoment wird während des Übertragens des Drehmoments von der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 hin zu der Vorgelegewelle 17 verstärkt.
  • Der zweite Motor-Generator 3 ist parallel zu der Vorgelegewelle 17 angeordnet, so dass ein Drehmoment davon zu dem von der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 hin zu den Antriebsrädern 4 übertragenen Drehmoment addiert werden kann. Zu diesem Zweck greift ein Reduktionszahnrad 19, welches mit einem Rotor des zweiten Motor-Generators 3 verbunden ist, mit dem Vorgelege-Abtriebsrad 18 ineinander. Ein Durchmesser des Reduktionszahnrads 19 ist kleiner als dieser des Vorgelege-Abtriebsrads 18, so dass das Drehmoment des zweiten Motor-Generators 3 hin zu dem Vorgelege-Abtriebsrad 18 oder der Vorgelegewelle 17 übertragen wird, während dieses verstärkt wird.
  • Zusätzlich ist ein Vorgelege-Antriebsrad 20 in einer Art und Weise auf der Vorgelegewelle 17 angebracht, dass dieses integral damit rotiert wird, und das Vorgelege-Antriebsrad 20 greift mit einem Hohlrad bzw. Tellerrad 22 einer Differenzialgetriebeeinheit 21, welche als eine finale Reduktionsvorrichtung dient, ineinander. Zu beachten ist, dass eine Position der Differenzialgetriebeeinheit 21 zur Einfachheit der Darstellung in 4 hin zu der rechten Seite verschoben ist.
  • Bei dem in 4 gezeigten Antriebsstrang ist jeder der Motor-Generatoren 2 und 3 über eine nicht gezeigte Steuerungsvorrichtung, wie einem Wechselrichter, individuell mit einer elektrischen Speichervorrichtung, wie einer Batterie, verbunden. Daher werden die Motor-Generatoren 2 und 3 durch Steuern eines darauf aufgebrachten Stroms individuell zwischen einem Motor und einem Generator umgeschaltet. Dabei werden ein Zündzeitpunkt der Maschine 1 und ein Öffnungsgrad des Drosselventils elektrisch gesteuert und die Maschine 1 wird automatisch gestoppt und neu gestartet.
  • Diese Steuerungen werden durch eine elektronische Steuerungseinheit ausgeführt und ein Steuerungssystem des bevorzugten Beispiels ist in 5 gezeigt. Das Steuerungssystem umfasst eine Hybrid-Steuerungseinheit (nachfolgend als HV-ECU bezeichnet) 23 zum Steuern des gesamten Fahrzeugs, eine Motor-Generator-Steuerungseinheit (nachfolgend als MG-ECU bezeichnet) 24 zum Steuern der Motor-Generatoren 2 und 3, und eine Maschinen-Steuerungseinheit (nachfolgend als E/G-ECU bezeichnet) 25 zum Steuern der Maschine 1. Jede Steuerungseinheit 23, 24 und 25 ist individuell hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser basierend auf Eingangsdaten und vorinstallierten Daten eine Berechnung ausführt und ein Berechnungsergebnis in Form eines Befehlssignals ausgibt, aufgebaut. Bei der HV-ECU 23 werden beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Öffnungsgrad eines Gaspedals, eine Drehzahl des ersten Motor-Generators 2, eine Drehzahl des zweiten Motor-Generators 3, eine Temperatur des Öls (das heißt, ATF), ein Ladezustand (nachfolgend als „SOC” abgekürzt) der Batterie, eine Temperatur eines Kühlmittels der Maschine 1, eine Drehzahl der Maschine 1 usw. eingegeben. Dabei ist die HV-ECU 24 derart konfiguriert, dass diese einen Drehmomentbefehl für den ersten Motor-Generator 2, einen Drehmomentbefehl für den zweiten Motor-Generator 3, einen Drehmomentbefehl für die Maschine 1, einen Hydraulikbefehl PC0 für die Kupplung C0, eine Hydraulikbefehl PB0 für eine Bremse B0, einen Befehl für eine nicht gezeigte Ölpumpe usw. ausgibt.
  • Der Drehmomentbefehl für den ersten Motor-Generator 2 und der Drehmomentbefehl für den zweiten Motor-Generator 3 werden hin zu der MG-ECU 24 gesendet und die MG-ECU 24 berechnet Strombefehle, welche individuell hin zu dem ersten Motor-Generator 2 und dem zweiten Motor-Generator 3 gesendet werden sollen, unter Verwendung dieser Eingangsdaten. Dabei wird der Drehmomentbefehl für die Maschine 1 hin zu der E/G-ECU 25 gesendet und die E/G-ECU 25 berechnet unter Verwendung dieser Eingangsdaten einen Befehl, um einen Öffnungsgrad eines Drosselventils zu steuern, und einen Befehl, um einen Zündzeitpunkt zu steuern, und die berechneten Befehle werden individuell hin zu einem elektronischen Drosselventil und einer Zündvorrichtung (nicht gezeigt) gesendet.
  • Bei dem so aufgebauten Hybridfahrzeug kann ein Antriebsmodus aus einer Mehrzahl von Antriebsmodi ausgewählt werden. Der Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs kann im Allgemeinen in einen Hybrid-Modus (nachfolgend als „HV-Modus” abgekürzt) und einen Motor-Modus (nachfolgend als „EV-Modus” abgekürzt) kategorisiert sein. Grundsätzlich wird bei dem HV-Modus die Maschine 1 angetrieben und die Leistung der Maschine 1 wird hin zu der Seite des ersten Motor-Generators 2 und der Ausgangsseite verteilt. Die hin zu dem ersten Motor-Generator 2 verteilte Leistung wird durch den ersten Motor-Generator 2 in eine elektrische Leistung umgewandelt und hin zu dem zweiten Motor-Generator 3 geführt. Dann wird die hin zu dem zweiten Motor-Generator 3 geführte elektrische Leistung durch den zweiten Motor-Generator 3 erneut in eine mechanische Leistung umgewandelt, um hin zu den Antriebsrädern 4 geführt zu werden. Im Gegensatz dazu ist die Maschine 1 bei dem EV-Modus gestoppt und das Fahrzeug wird durch irgendeinen der Motor-Generatoren 2 und 3 angetrieben.
  • Bei dem HV-Modus wird die Maschine 1 durch in Eingriff Bringen der Kupplung C0 oder der Bremse B0 mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 verbunden. Betriebszustände der Kupplung C0 und der Bremse B0 bei dem HV-Modus sind in 6 gezeigt. Bei dem HV-Modus kann insbesondere die Gangstufe des Getriebes 6 aus der niedrigen Stufe (Lo bzw. Low bzw. niedrig) oder der hohen Stufe (Hi bzw. hoch) ausgewählt werden, um das Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung anzutreiben. In beiden Fällen wird der erste Motor-Generator 2 als ein Generator betrieben und der zweite Motor-Generator 3 wird als ein Motor betrieben. Zusätzlich steht die Bremse B0 in Eingriff und in dem Getriebe 6 ist die hohe Stufe ausgewählt, wenn das Fahrzeug rückwärts angetrieben wird. In dieser Situation wird der erste Motor-Generator 2 ebenso als ein Generator betrieben und der zweite Motor-Generator 3 wird ebenso als ein Motor betrieben.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Sonnenrad 8 angehalten bzw. blockiert, so dass die hohe Stufe geschaffen ist, falls die Bremse B0 in Eingriff steht. Bei der hohen Stufe wird das Hohlrad 9 als das Ausgangselement des Getriebes 6 mit einer höheren Drehzahl rotiert als diese der Maschine 1 und der Träger 15 als das Eingangselement der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 wird mit der gleichen Drehzahl rotiert wie das Hohlrad 9. In dieser Situation wird, falls der erste Motor-Generator 2 als ein Generator betrieben wird, um auf das Sonnenrad 13 ein Drehmoment in einer entgegengesetzten Richtung zu einem auf den Träger 15 wirkenden Drehmoment aufzubringen, ein Drehmoment auf das Hohlrad 14 als das Ausgangselement und das Antriebsrad 16, welches damit integriert ist, aufgebracht, während dieses gemäß einem Übersetzungsverhältnis der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 verstärkt wird. Das auf diese Art und Weise verstärkte Drehmoment wird ferner hin zu der Vorgelegewelle 17 übertragen. Eine durch den ersten Motor-Generator 2 erzeugte elektrische Leistung wird zugeführt, um den zweiten Motor-Generator 3 als einen Motor zu betreiben, und ein Drehmoment des zweiten Motor-Generators 3 wird ebenso hin zu der Vorgelegewelle 17 übertragen. Zusätzlich wird die Leistung der Maschine 1 unter der Voraussetzung, dass die Drehzahl des ersten Motor-Generators 2 gleich null ist, in ihrer Gesamtheit lediglich durch eine mechanische Einrichtung hin zu den Antriebsrädern 4 übertragen, ohne auf dem Weg in eine elektrische Leistung umgewandelt zu werden. Eine solche Betriebsbedingung kann als ein „mechanischer Punkt” bezeichnet sein, bei welchem die Leistungsübertragungseffizienz erhöht ist.
  • Falls die Kupplung C0 im Gegensatz dazu anstelle der Bremse B0 in Eingriff steht, ist das Sonnenrad 8 mit dem Träger 10 verbunden, wodurch die niedrige Stufe geschaffen wird. Bei der niedrigen Stufe wird das Hohlrad 9 mit der gleichen Drehzahl rotiert wie die Maschine 1, und der Träger 15 der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 wird mit der gleichen Drehzahl wie das Hohlrad 9 rotiert. Falls in dieser Situation die Drehzahl des ersten Motor-Generators 2 auf null reduziert wird, wird die Leistung der Maschine 1 ebenso in ihrer Gesamtheit lediglich durch eine mechanische Einrichtung hin zu den Antriebsrädern 4 übertragen, ohne auf dem Weg in eine elektrische Leistung umgewandelt zu werden. Das heißt, in dem Antriebsstrang des bevorzugten Beispiels kann der vorstehend erläuterte mechanische Punkt, Bei welchem die Leistungsübertragungseffizienz erhöht ist, nicht nur bei der hohen Stufe realisiert werden, sondern ebenso bei der niedrigen Stufe.
  • Bei dem EV-Modus kann der Antriebsmodus aus einem „Einzel-Motor-Modus”, bei welchem das Fahrzeug lediglich durch den zweiten Motor-Generator 3 angetrieben wird, und einem „Doppel-Motor-Modus”, bei welchem das Fahrzeug durch sowohl den ersten Motor-Generator 2 als auch den zweiten Motor-Generator 3 angetrieben wird, ausgewählt werden. Zu diesem Zweck kann die Maschine 1 nicht mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 verbunden, sondern ebenso von dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 getrennt gehalten werden. Hier entspricht die Definition des Ausdrucks „verbunden” einer Bedingung, bei welcher das Drehmoment zwischen der Maschine 1 und dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 übertragen werden kann, und die Definition des Ausdrucks „getrennt” entspricht einer Bedingung, bei welcher das Drehmoment zwischen der Maschine 1 und dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 nicht übertragen werden kann. Das heißt, bei dem Einzel-Motor-Modus kann der Antriebsmodus aus einem ersten Einzel-Motor-Modus, bei welchem sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 gelöst sind, wie in 6 als „1” dargestellt, und einem zweiten Einzel-Motor-Modus, bei welchem zumindest irgendein Element der Kupplung C0 und der Bremse B0 in Eingriff steht, wie in 6 als „2” dargestellt, ausgewählt werden.
  • Unter der Voraussetzung, dass sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 bei dem ersten Einzel-Motor-Modus gelöst sind, kann das Sonnenrad 8 des Getriebes 6 frei rotieren, das heißt, es wird keine Reaktionskraft geschaffen. Daher wird kein Drehmoment des ersten Motor-Generators 2 auf das Hohlrad 14 und das damit integrierte Antriebsrad 16 aufgebracht, auch wenn der erste Motor-Generator 2 angetrieben wird. Das heißt, das Drehmoment wird durch das Sonnenrad 8 verschwendet bzw. verbraucht, so dass das Fahrzeug lediglich durch den zweiten Motor-Generator 3 angetrieben wird. In diesem Fall kann der sich erste Motor-Generator 2 im Leerlauf befinden. Alternativ kann eine Drehzahl des ersten Motor-Generators 2 auf eine vorbestimmte Drehzahl, beispielsweise auf null, reduziert sein. Zu diesem Zweck kann die Drehzahl des ersten Motor-Generators 2 beispielsweise unter Verwendung eines Rastmoments reduziert werden. Alternativ kann eine Rotation des ersten Motor-Generators 2 durch Zuführen eines Stroms hin zu dem ersten Motor-Generator 2 gestoppt werden (das heißt, durch eine d-Wellen-Verriegelungssteuerung). Unter der Voraussetzung, dass das Fahrzeug bei dem ersten Einzel-Motor-Modus in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird, kann durch in Eingriff Bringen irgendeines Elements der Kupplung C0 und der Bremse B0 eine Bremskraft geschaffen werden.
  • Bei dem EV-Modus wird der zweite Einzel-Motor-Modus durch in Eingriff Bringen der Kupplung C0 und/oder der Bremse B0 geschaffen und der Doppel-Motor-Modus wird durch in Eingriff Bringen sowohl der Kupplung C0 als auch der Bremse B0 geschaffen. Bei dem Doppel-Motor-Modus werden sowohl der erste Motor-Generator 2 als auch der zweite Motor-Generator 3 als Motoren betrieben. In dieser Situation ist das Sonnenrad 8 mit dem Träger 10 verbunden, um das Getriebe 6 zu integrieren, während dieses durch die Bremse B0 festgelegt ist. Daher ist das Getriebe 6 in seiner Gesamtheit fixiert und einer Rotation der Maschine 1 ist durch das auf diese Art und Weise fixiert Getriebe gestoppt.
  • Dabei ist der Träger 15 der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 an dem Hohlrad 6 des Getriebes 6 fixiert. In dieser Situation kann die Leistungsverteilungsvorrichtung 7 als eine Planetengetriebeeinheit als ein Getriebe dienen, um die Drehzahl gemäß einem Übersetzungsverhältnis davon durch Rotieren des ersten Motor-Generators 2 in einer entgegengesetzten Richtung zu der Rotationsrichtung des Hohlrads 16 in dem Fall, bei welchem das Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird, zu verändern. Folglich wird das Drehmoment des ersten Motor-Generators 2 gemäß dem durch die Leistungsverteilungsvorrichtung 7 geschaffenen Drehzahlverhältnis verändert, während dieses hinsichtlich der Rotationsrichtung umgekehrt wird, und dieses wird auf das Hohlrad 14 aufgebracht. Das Drehmoment des ersten Motor-Generators 2, welches auf diese Art und Weise verändert wird, während dieses umgekehrt wird, und das Drehmoment des zweiten Motor-Generators 3 werden hin zu der Vorgelegewelle 17 übertragen und ferner hin zu den Antriebsrädern 4 geführt. Diese Vorgänge sind auch bei einer Rückwärtsfahrt nicht verändert. Insbesondere wenn das Fahrzeug in einer rückwärtigen Richtung angetrieben wird, werden die Rotationsrichtungen der ersten und zweiten Motor-Generatoren 2 und 3 ausgehend von diesen bei der Vorwärtsfahrt umgekehrt.
  • Falls eine kleine Antriebskraft erforderlich ist, welche lediglich durch den zweiten Motor-Generator 3 erreicht werden kann, ist es nicht notwendig, dass der erste Motor-Generator 2 gesteuert und passiv rotiert wird.
  • Nachfolgend ist ein Fall des Schaffens des zweiten Einzel-Motor-Modus durch in Eingriff Bringen lediglich der Bremse B0 erläutert. In diesem Fall wird der erste Motor-Generator 2 in einer Art und Weise gesteuert, dass das Sonnenrad 13 der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 auf null reduziert wird, und das Hohlrad 14 wird durch das Drehmoment des zweiten Motor-Generators 3 in der Vorwärtsrichtung rotiert. Folglich wird der Träger 15 mit einer niedrigeren Drehzahl als diese des Hohlrads 14 rotiert. In dieser Situation wird in dem Getriebe 6 das Hohlrad 9, welches mit dem Träger 15 verbunden ist, um integral damit rotiert zu werden, ebenso in der Vorwärtsrichtung rotiert und das Sonnenrad 8 wird durch die Bremse B0 gehalten. Daher werden der Träger 10 und die damit verbundene Maschine 1 mit einer niedrigeren Drehzahl rotiert als diese des Hohlrads 9. Das heißt, die hohe Stufe wird durch das Getriebe 6 geschaffen und die Maschine 1 wird passiv rotiert. Alternativ kann der zweite Einzel-Motor-Modus außerdem durch in Eingriff Bringen der Kupplung C0 anstelle der Bremse B0 geschaffen werden. In diesem Fall wird die niedrige Stufe (das heißt, die Direkt-Stufe) durch das Getriebe 6 geschaffen, so dass das Getriebe 6 integral rotiert wird. In dieser Situation wird daher die Maschine 1 ebenso passiv rotiert.
  • Daher können der Einzel-Motor-Modus und der Doppel-Motor-Modus bei dem EV-Modus ausgewählt werden und die Maschine 1, welche gestoppt ist, kann selektiv mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 verbunden sein. Diese Antriebsmodi und Eingriffszustände werden in einer hinsichtlich des Kraftstoffes und der Elektrizität optimalen, effizienten Art und Weise ausgewählt, während die erforderliche Antriebskraft erreicht wird. Beispielsweise ist der Doppel-Motor-Modus unter der Voraussetzung ausgewählt, dass das Gaspedal weit geöffnet ist, um eine große Antriebskraft anzufordern. Im Gegensatz dazu ist der Einzel-Motor-Modus unter der Voraussetzung ausgewählt, dass eine kleine Antriebskraft gefordert ist. Bei dem Einzel-Motor-Modus steht irgendein Element der Kupplung C0 und der Bremse B0 in Eingriff, wenn die Maschinen-Bremskraft erforderlich ist. Wenn es im Gegensatz dazu notwendig ist, den Leistungsverlust zu reduzieren, sind sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 gelöst, um die Maschine 1 von dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 zu trennen.
  • Der Antriebsmodus wird in Abhängigkeit einer Antriebsanforderung, wie einem Öffnungsgrad eines Gaspedals, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem SOC der Batterie usw., zwischen dem EV-Modus und dem HV-Modus umgeschaltet. Falls beispielsweise die Antriebsanforderung oder die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht ist oder falls der SOC der Batterie unter dem EV-Modus niedrig ist, wird der Antriebsmodus durch in Eingriff Bringen irgendeines Elements der Kupplung C0 und der Bremse B0 hin zu dem HV-Modus umgeschaltet. Folglich ist die Maschine 1 mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 verbunden und diese wird gestartet, um das Drehmoment dorthin zu führen. Bei dem vorstehend erläuterten Hybridfahrzeug wird die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 gestartet. Das heißt, während des Antreibens der Maschine 1 wird die Maschine 1 durch eine externe Kraft, wie ein Drehmoment des ersten Motor-Generators 2, angetrieben, bis die Maschine 1 hin zu einem selbsterhaltenden Zustand gebracht ist. Ein solcher Startbetrieb der Maschine kann ebenso als „Ankurbeln” bezeichnet sein. Zusätzlich wird während des Antreibens der Maschine 1 bei dem EV-Modus ein Drehzahlverhältnis des Getriebes 6 in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit verändert. Daher wird die Maschinendrehzahl nach dem Abschluss des Antreibens der Maschine 1, das heißt, nach dem Umschalten hin zu dem HV-Modus, nicht übermäßig erhöht, so dass der Leistungsverlust nicht erhöht wird.
  • Das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung ist derart konfiguriert, dass dieses die Kupplung C0 und die Bremse B0 während des Umschaltbetriebs des Antriebsmodus ausgehend von dem EV-Modus hin zu dem HV-Modus steuert. Nachfolgend ist ein bevorzugtes Steuerungsbeispiel mit Bezug auf 1 erläutert und die HV-ECU 24 ist derart konfiguriert, dass diese die darin gezeigte Routine bei vorbestimmten kurzen Intervallen wiederholt.
  • Gemäß dem in 1 gezeigten Steuerungsbeispiel wird zunächst ermittelt, ob das Fahrzeug unter dem EV-Modus und der niedrigen Stufe des Getriebes 6 angetrieben wird (bei Schritt S1). Wie vorstehend beschrieben ist, wird die niedrige Stufe des Getriebes 6 durch in Eingriff Bringen der Kupplung C0, während die Bremse B0 gelöst wird, geschaffen. Daher kann die niedrige Stufe basierend auf einem Hydraulikbefehl PC0 zum in Eingriff Bringen der Kupplung C0 und einem Hydraulikbefehl PB0 zum Lösen der Bremse B0 ermittelt werden. Wie ebenso beschrieben ist, ist der EV-Modus bei der Situation ausgewählt, bei welcher keine große Antriebskraft erforderlich ist und der SOC der Batterie ausreichend ist. Entsprechend kann der EV-Modus basierend auf der Antriebsanforderung und dem SOC der Batterie ermittelt werden. Alternativ kann der EV-Modus ebenso basierend auf einem Drehmomentbefehl für die Maschine 1 und einem Öffnungsbefehl für das elektronische Drosselventil ermittelt werden.
  • Falls die niedrige Stufe in dem Getriebe 6 nicht geschaffen ist oder falls das Fahrzeug nicht unter dem EV-Modus angetrieben wird, so dass die Antwort von Schritt S1 gleich Nein ist, wird die Routine ohne das Ausführen irgendeiner spezifischen Steuerung zurückgeführt. Falls das Fahrzeug im Gegensatz dazu unter dem EV-Modus angetrieben wird und die niedrige Stufe durch das Getriebe 6 geschaffen ist, so dass die Antwort von Schritt S1 gleich Ja ist, wird ermittelt, ob der Antriebsmodus hin zu dem HV-Modus umgeschaltet werden soll (bei Schritt S2). Die Ermittlung von Schritt S2 kann beispielsweise basierend auf einem Umstand erfolgen, dass die erforderliche Antriebskraft unter dem EV-Modus nicht erreicht werden kann, und einem Umstand, dass ein elektrischer Verbrauch durch Hilfsvorrichtungen erhöht ist, so dass der SOC verringert ist. Das heißt, bei Schritt S2 wird ermittelt, ob eine Bedingung zum Neustarten der Maschine 1 erfüllt ist. Die Ermittlung von Schritt S2 kann alternativ basierend auf einer Übertragung eines Befehls zum Antreiben der Maschine 1 erfolgen. Falls der Antriebsmodus nicht hin zu dem HV-Modus umgeschaltet werden soll, so dass die Antwort von Schritt S2 gleich Nein ist, wird die Routine ohne das Ausführen irgendeiner spezifischen Steuerung zurückgeführt.
  • Falls der Antriebsmodus im Gegensatz dazu durch Neustarten der Maschine 1 hin zu dem HV-Modus umgeschaltet werden soll, so dass die Antwort von Schritt S2 gleich Ja ist, wird die Maschine 1 durch ein Drehmoment des ersten Motor-Generators 2 rotiert (bei Schritt S3). Falls das Antriebsdrehmoment durch das Drehmoment des ersten Motor-Generators 2 während des Antreibens der Maschine 1 verändert wird, wird eine solche Veränderung des Antriebsdrehmoments durch Verändern eines Ausgangsdrehmoments des zweiten Motor-Generators 3 angepasst. Zu diesem Zweck sind Veränderungen der Ausgangsdrehmomente der ersten und der zweiten Motor-Generatoren gemäß einer Verschiebung und einer Temperatur der Maschine 1, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer erforderlichen Zeit, um die Maschine 1 zu starten, usw. vorinstalliert. Alternativ können die Ausgangsdrehmomente der Motor-Generatoren ebenso unter Verwendung einer Bewegungsgleichung des Fahrzeugs individuell berechnet werden.
  • Während oder nach dem Antreiben der Maschine 1 bei Schritt S3 wird ermittelt, ob die Maschine 1 gestartet wurde (bei Schritt S4). Unter der Voraussetzung, dass ein Ottomotor als die Maschine 1 verwendet wird, wird eine Kraftstoffzuführung hin zu der Maschine 1 gestartet, während eine Zündkerze bestromt bzw. erregt wird, wenn eine Drehzahl davon hin zu einer Zündungsdrehzahl erhöht ist. Folglich wird der Kraftstoff verbrannt, so dass ein selbsterhaltender Zustand der Maschine 1 erreicht ist. Falls entsprechend die Maschinendrehzahl eine vorbestimmte Ziel-Drehzahl, wie die Zündungsdrehzahl oder die selbsterhaltende Drehzahl, auch nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitphase ausgehend von einem Beginn des Antreibens der Maschine 1 noch nicht erreicht hat, kann gefolgert werden, dass das Antreiben der Maschine 1 nicht erfolgreich war. Falls im Gegensatz dazu die Maschinendrehzahl höher als die Ziel-Drehzahl ist, ermittelt das Steuerungssystem, dass die Maschine 1 bereits gestartet wurde, so dass die Antwort von Schritt S4 Ja wird. In diesem Fall wird der Antriebsmodus hin zu dem HV-Modus (bei Schritt S5) umgeschaltet und die Routine wird anschließend zurückgeführt.
  • Wie vorstehend beschrieben, ermittelt das Steuerungssystem, falls die Maschinendrehzahl während des Antreibens nach wie vor niedriger als die Ziel-Drehzahl ist, dass die Maschine 1 noch nicht gestartet wurde, so dass die Antwort von Schritt S4 gleich Nein wird. In diesem Fall kann ein solcher Fehler beim Starten der Maschine 1 auf ein Blockieren bzw. Klemmen der Bremse B0 zurückgeführt werden, während diese in Eingriff steht. Daher werden die Drehmomente der ersten und zweiten Motor-Generatoren 2 und 3, welche verwendet werden, um die Maschine 1 zu rotieren, auf null reduziert (bei Schritt S6). Falls die Kupplung C0 beispielsweise in einem normalen Zustand in Eingriff steht und die Bremse B0 blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht, ist das Sonnenrad 8 des Getriebes 6 mit dem Träger 10 verbunden, so dass das Getriebe 6 in einen Zustand gebracht wird, um integral rotiert zu werden. In dieser Situation ist das Getriebe 6 in seiner Gesamtheit verriegelt oder festgelegt, wodurch einer Rotation der Maschine 1 gestoppt wird, da das Sonnenrad 8 durch die Bremse B0 gehalten bzw. blockiert ist. Daher ist es schwierig, die Maschine 1 durch Rotieren durch das Drehmoment der ersten und zweiten Motor-Generatoren 2 und 3 zu starten.
  • Während oder nach dem Reduzieren der Drehmomente der Motor-Generatoren 2 und 3 bei Schritt S6 wird der Hydraulikbefehl PC0 zum Lösen der Kupplung C0 übertragen (bei Schritt S7). Wie beschrieben, wird die Bremse B0 in dieser Situation blockiert, während diese in Eingriff gebracht wird. Daher wird in dem Getriebe 6 durch Lösen der Kupplung C0 die hohe Stufe geschaffen. Infolge des Lösens der Kupplung C0 wird das verriegelte Getriebe 6 entriegelt, so dass die Maschine 1 mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 verbunden wird, wodurch eine Drehmomentübertragung zwischen diesen ermöglicht wird.
  • Während oder nach dem Übertragen des Hydraulikbefehls PC0 zum Lösen der Kupplung C0 werden das Drehmoment des ersten Motor-Generators 2 und des zweiten Motor-Generators 3 erhöht, um die Maschine 1 zu rotieren (bei Schritt S8). Anschließend wird, wie bei Schritt S4, ermittelt, ob die Maschine 1 gestartet wurde (bei Schritt S9).
  • Falls die Maschinendrehzahl derart erhöht ist, dass diese höher als die Ziel-Drehzahl ist, ermittelt das Steuerungssystem, dass die Maschine 1 gestartet wurde, so dass die Antwort von Schritt S9 gleich Ja wird, und der Antriebsmodus wird hin zu dem HV-Modus umgeschaltet. In diesem Fall wird verhindert, dass die Gangstufe hin zu der niedrigen Stufe umgeschaltet wird, da das Blockieren der Bremse B0 bei Schritt S6 ermittelt wurde, und die Routine wird zurückgeführt (bei Schritt S10).
  • Falls im Gegensatz dazu die Maschinendrehzahl nach wie vor niedriger als die Ziel-Drehzahl ist, ermittelt das Steuerungssystem, dass die Maschine 1 noch nicht gestartet wurde, so dass die Antwort von Schritt S9 gleich Nein wird. In diesem Fall wird ebenso angenommen, dass die Kupplung C0 blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht. Daher werden die Drehmomente der ersten und zweiten Motor-Generatoren 2 und 3, welche dazu verwendet werden, um die Maschine 1 zu rotieren, auf null reduziert (bei Schritt S11). Das heißt, bei Schritt S6 ermittelt das Steuerungssystem einen Umstand, dass das Getriebe 6 verriegelt bzw. blockiert ist.
  • Dann wird verhindert, dass der Antriebsmodus hin zu dem HV-Modus umgeschaltet wird, und der EV-Modus wird fortgesetzt, um das Fahrzeug anzutreiben, da das Getriebe 6 auf diese Art und Weise verriegelt bzw. blockiert ist. Zusätzlich wird ein Abführdruck einer elektrischen Ölpumpe reduziert (bei Schritt S12). In dieser Situation ist es nicht notwendig, dass die Ölpumpe Hydraulikdrücke zum in Eingriff Bringen dieser Elemente schafft, da sowohl die Bremse B0 als auch die Kupplung C0 blockiert werden, während diese in Eingriff gebracht werden. Daher kann die verbrauchte elektrische Energie, um die elektrische Ölpumpe anzutreiben, reduziert werden, wodurch die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie eingespart werden kann. Dann wird die in 1 gezeigte Routine zurückgeführt.
  • 2 ist ein Nomogramm, welches Zustände des Getriebes 6 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 unter der Bedingung zeigt, dass die in 1 gezeigte Routine ausgeführt wird, während der Antriebsmodus ausgehend von dem EV-Modus hin zu dem HV-Modus umgeschaltet wird und die niedrige Stufe des Getriebes 6 eingestellt wird. Um die niedrige Stufe zu schaffen, wird der Hydraulikbefehl PC0 zum in Eingriff bringen der Kupplung C0 hin zu der Kupplung C0 übertragen und der Hydraulikbefehl PB0 zum Lösen der Bremse B0 wird hin zu der Bremse B0 übertragen. Falls sich sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 in einem normalen Zustand befinden, wird die Kupplung C0 folglich in Eingriff gebracht und die Bremse B0 wird gelöst, um die niedrige Stufe zu schaffen, wie in 2 durch eine dünne, gestrichelte Linie angegeben ist. In dieser Situation kann die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 rotiert und gestartet werden. Falls jedoch die Bremse B0 blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht, werden sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 während des Vorgangs zum Schaffen der niedrigen Stufe in Eingriff stehen. In diesem Fall wird das Getriebe 6 verriegelt bzw. blockiert, wie in 2 mit einer durchgehenden Linie angegeben ist. Folglich ist der Träger 15 der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 fixiert, so dass die Rotation davon auf null reduziert ist. Daher ist es schwierig, die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 zu rotieren.
  • In diesem Fall wird daher die hohe Stufe anstelle der niedrigen Stufe geschaffen. Das heißt, die hohe Stufe kann durch Lösen der Kupplung C0 geschaffen werden, auch wenn die Bremse B0 blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht, wie in 2 durch eine dicke, unterbrochene Linie angegeben ist. Daher kann die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 bei der hohen Stufe gestartet werden. Falls jedoch die hohe Stufe in dieser Situation nicht geschaffen werden kann, auch wenn der Hydraulikbefehl PC0 zum Lösen der Kupplung C0 übertragen wird, ermittelt das Steuerungssystem, dass die Kupplung C0 ebenso blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht. Das heißt, das Steuerungssystem ermittelt, dass das Getriebe 6 verriegelt bzw. blockiert ist. In diesem Fall ist ein Umschalten der Gangstufe hin zu dem HV-Modus verhindert und der EV-Modus wird fortgesetzt. Zusätzlich ist die Ölpumpe gestoppt oder ein Abgabedruck der Ölpumpe ist reduziert.
  • Im Gegensatz dazu ist hier kurz ein Fall erläutert, bei welchem sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 blockiert werden bzw. klemmen, während diese gelöst sind. Wie beschrieben ist, wird, um die niedrige Stufe zu schaffen, der Hydraulikbefehl PC0 zum in Eingriff Bringen der Kupplung C0 hin zu der Kupplung C0 übertragen und der Hydraulikbefehl PB0 zum Lösen der Bremse B0 wird hin zu der Bremse B0 übertragen. Falls die Kupplung C0 beispielsweise blockiert wird bzw. klemmt, während diese gelöst ist, sich die Bremse B0 jedoch in einem normalen Zustand befindet, werden sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 während des Vorgangs zum Schaffen der niedrigen Stufe gelöst. In diesem Fall kann das Sonnenrad 8 frei rotieren und nicht als Reaktionselement dienen. Zusätzlich wird die Maschine 1 von dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 getrennt. In dieser Situation ist es daher schwierig, die Maschine 1 durch das Drehmoment des ersten Motor-Generators 2 zu rotieren. Falls sich die Bremse B0 jedoch in einem normalen Zustand befindet, kann die hohe Stufe anstelle der niedrigen Stufe durch in Eingriff Bringen der Bremse B0 geschaffen werden, so dass die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 bei der hohen Stufe rotiert und gestartet werden kann. Falls die Maschine 1 im Gegensatz dazu nicht gestartet werden kann, auch wenn der Hydraulikbefehl PB0 zum in Eingriff Bringen der Bremse B0 übertragen wird, ermittelt das Steuerungssystem, das ebenso die Bremse B0 blockiert wird bzw. klemmt, während diese gelöst ist. Wie beschrieben ist, sind in diesem Fall sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 gelöst, so dass die Maschine 1 von dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 getrennt ist. Daher ist ein Umschalten der Gangstufe hin zu dem HV-Modus verhindert und der EV-Modus wird fortgesetzt. Zusätzlich wird die Ölpumpe gestoppt oder ein Abgabedruck der Ölpumpe wird reduziert.
  • Nachfolgend ist ein Fall zum Ausführen der in 1 gezeigten Routine erläutert, während der Antriebsmodus ausgehend von dem EV-Modus bei der hohen Stufe des Getriebes 6 hin zu dem HV-Modus umgeschaltet wird. Zustande des Getriebes 6 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 in diesem Fall sind in 3 gezeigt. Um die hohe Stufe zu schaffen, wird der Hydraulikbefehl PC0 zum Lösen der Kupplung C0 hin zu der Kupplung C0 übertragen und der Hydraulikbefehl PB0 zum in Eingriff Bringen der Bremse BO wird hin zu der Bremse B0 übertragen. Falls sich sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 in einem normalen Zustand befinden, wird folglich die Kupplung C0 gelöst und die Bremse B0 wird in Eingriff gebracht, um den hohen Zustand zu schaffen, wie in 3 durch eine dünne, unterbrochene Linie angegeben ist. In dieser Situation wird das Hohlrad 9 mit einer höheren Drehzahl rotiert als diese der Maschine 1 und der Träger 15 der Leistungsverteilungsvorrichtung 7 besitzt die gleiche Drehzahl wie das Hohlrad 9. Daher kann die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 rotiert und gestartet werden. Falls die Kupplung C0 jedoch blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht, werden sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 während des Vorgangs zum Schaffen der hohen Stufe in Eingriff stehen. In diesem Fall wird das Getriebe 6 verriegelt bzw. blockiert, wie in 3 durch eine durchgehende Linie angegeben ist. Daher ist es schwierig, die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 zu rotieren.
  • In diesem Fall wird daher die niedrige Stufe anstelle der hohen Stufe geschaffen. Das heißt, die niedrige Stufe kann durch Lösen der Bremse B0 geschaffen werden, auch wenn die Kupplung C0 blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht, wie in 3 durch eine dicke, unterbrochene Linie angegeben ist. Daher kann die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 bei der niedrigen Stufe gestartet werden. Falls die niedrige Stufe in dieser Situation jedoch nicht geschaffen werden kann, auch wenn der Hydraulikbefehl PB0 zum Lösen der Bremse B0 übertragen wird, ermittelt das Steuerungssystem, das ebenso die Bremse B0 blockiert wird bzw. klemmt, während diese in Eingriff steht. Das heißt, das Steuerungssystem ermittelt, dass das Getriebe 6 verriegelt bzw. blockiert ist. In diesem Fall ist ein Umschalten der Gangstufe hin zu dem HV-Modus verhindert und der EV-Modus wird fortgesetzt. Zusätzlich wird die Ölpumpe gestoppt oder ein Abgabedruck der Ölpumpe wird reduziert.
  • Wiederum ist hier ein Fall kurz erläutert, bei welchem sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 blockiert werden bzw. klemmen, während diese gelöst sind. Wie beschrieben ist, wird, um die hohe Stufe zu schaffen, der Hydraulikbefehl PC0 zum Lösen der Kupplung C0 hin zu der Kupplung C0 übertragen und der Hydraulikbefehl PB0 zum in Eingriff Bringen der Bremse B0 wird hin zu der Bremse B0 übertragen. Falls die Bremse B0 beispielsweise blockiert wird bzw. klemmt, während diese gelöst ist, die Kupplung C0 sich jedoch in einem normalen Zustand befindet, sind sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 während des Vorgangs zum Schaffen des hohen Zustands gelöst. In diesem Fall ist die Maschine 1 von dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 getrennt und daher ist es schwierig, die Maschine 1 durch das Drehmoment des ersten Motor-Generators 2 zu rotieren. Falls sich die Kupplung C0 jedoch in einem normalen Zustand befindet, kann die niedrige Stufe anstelle der hohen Stufe durch in Eingriff Bringen der Kupplung C0 geschaffen werden, so dass die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 bei der niedrigen Stufe rotiert und gestartet werden kann. Falls die Maschine 1 im Gegensatz dazu nicht gestartet werden kann, auch wenn der Hydraulikbefehl PC0 zum in Eingriff Bringen der Kupplung C0 übertragen wird, ermittelt er Steuerungssystem, dass die Kupplung C0 ebenso blockiert wird bzw. klemmt, während diese gelöst ist. Wie vorstehend beschrieben ist, sind in diesem Fall sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B0 gelöst, so dass die Maschine 1 von dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 getrennt ist. Daher ist ein Umschalten der Gangstufe hin zu dem HV-Modus verhindert und der EV-Modus wird fortgesetzt. Zusätzlich wird die Ölpumpe gestoppt oder ein Abgabedruck der Ölpumpe wird reduziert.
  • Daher ist das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung derart konfiguriert, dass dieses die hohe Stufe des Getriebes 6 anstelle der niedrigen Stufe auswählt, falls der Antriebsmodus bei der niedrigen Stufe nicht von dem EV-Modus hin zu dem HV-Modus umgeschaltet werden kann. Zu diesem Zweck wird insbesondere der Hydraulikbefehl PC0 zum Lösen der Kupplung C0 hin zu der Kupplung C0 übertragen und der Hydraulikbefehl PB0 zum in Eingriff Bringen der Bremse B0 wird hin zu der Bremse B0 übertragen, anstelle des Hydraulikbefehls PC0 zum in Eingriff Bringen der Kupplung C0 und dem Hydraulikbefehl PB0 zum Lösen der Bremse B0. Folglich kann die Maschine 1 mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 5 verbunden werden, um das Drehmoment zwischen diesen zu übertragen, so dass die Maschine 1 durch den ersten Motor-Generator 2 rotiert und gestartet werden kann.
  • Das heißt, gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Antriebsmodus ausgehend von dem EV-Modus hin zu dem HV-Modus umgeschaltet werden, auch wenn irgendeines der Eingriffselemente ein Problem aufweist. Daher kann die Batterie durch Betreiben des ersten Motor-Generators 2 als ein Generator bei dem HV-Modus geladen werden. Aus diesem Grund wird ein Über-Entladen bzw. übermäßiges Entladen der Batterie durch ein ungewünschtes Fortsetzen des EV-Modus nicht hervorgerufen, so dass dem Fahrzeug ermöglicht ist, ohne einen Stopp zu fahren. Zusätzlich kann ebenso eine Verschlechterung der Batterie aufgrund des übermäßigen Entladens verhindert werden. Darüber hinaus wird ein Umschalten des Antriebsmodus hin zu dem HV-Modus verhindert, falls die Maschine 1 aufgrund eines Problems des Eingriffselements nicht unter dem EV-Modus rotiert werden kann. In diesem Fall ist die Ölpumpe, welche einen Eingriffsdruck für das Eingriffselement schafft, gestoppt oder ein Abgabe- bzw. Abführdruck der Ölpumpe ist reduziert. Daher kann die elektrische Energie der Batterie eingespart werden, so dass das Fahrzeug über eine längere Strecke fahren kann.
  • Das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung kann ebenso auf ein Fahrzeug mit einem Anlassermotor zum Starten der Maschine angewendet werden. Falls in dem Fahrzeug dieser Art irgendeines der Eingriffselemente blockiert wird bzw. klemmt, ist das Getriebe ebenso verriegelt bzw. blockiert. In dieser Situation kann eine Ausgangswelle der Maschine nicht rotiert werden oder eine Trägheitsmasse der Ausgangswelle ist erhöht. Folglich ist eine Last des Anlassermotors, um die Maschine zu rotieren, erhöht. In diesem Fall überträgt das Steuerungssystem Befehlssignale, um Eingriffszustände der Eingriffselemente in einer Art und Weise zu verändern, um das Getriebe zu entriegeln. Folglich kann die Maschine rotiert werden oder die Trägheitsmasse der Ausgangswelle der Maschine ist reduziert. Daher ist die Last des Anlassermotors, um die Maschine zu rotieren, reduziert, so dass die Maschine durch den Anlassermotor gestartet werden kann. Das heißt, der HV-Modus kann erreicht werden, so dass das Fahrzeug fahren kann, ohne durch ein übermäßiges Entladen der Batterie gestoppt zu werden.

Claims (3)

  1. Steuerungssystem für eine Leistungsübertragungseinheit, bei welcher ein mit einer Ausgangswelle einer Maschine verbundenes Getriebe mit zumindest zwei Eingriffselementen vorgesehen ist, wobei die Ausgangswelle der Maschine durch in Eingriff Bringen beider Eingriffselemente blockiert wird und die Maschine durch Lösen beider Eingriffselemente von dem Getriebe getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: das Steuerungssystem derart konfiguriert ist, dass dieses einen Wechselbefehl zum in Eingriff Bringen eines der Eingriffselemente, während das andere Eingriffselement gelöst wird, aussendet, um die Maschine in einem Zustand zu bringen, bei welchem diese durch den Motor gestartet werden kann, in einem Fall, bei welchem eine Drehzahl der Maschine während eines Antreibens nicht auf eine vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, auch wenn ein Initialbefehl zum Lösen des einen Eingriffselements, während das andere Eingriffselement in Eingriff gebracht wird, ausgesendet wird, um die Maschine in einen Zustand zu bringen, bei welchem diese durch den Motor gestartet werden kann.
  2. Steuerungssystem für eine Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Steuerungssystem ferner derart konfiguriert ist, dass dieses die Maschine in einem Fall, bei welchem die Drehzahl der Maschine während des Antreibens nicht auf die vorbestimmte Drehzahl erhöht werden kann, auch wenn der Wechselbefehl anstelle des Initialbefehls ausgesendet wird, nicht durch den Motor startet.
  3. Steuerungssystem für eine Leistungsübertragungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistungsübertragungseinheit ein Ausgangselement, welches derart angepasst ist, dass dieses ein Drehmoment hin zu Antriebsrädern führt, und einen Differenzialmechanismus, welcher derart angepasst ist, dass dieser ein Maschinendrehmoment hin zu dem Motor und dem Ausgangselement verteilt, umfasst; wobei der Motor derart angepasst ist, dass dieser ein Drehmoment davon auf das Ausgangselement aufbringt; und wobei das Getriebe zwischen der Maschine und dem Differenzialmechanismus eingefügt ist.
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