DE112011105086T5 - Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Bereitstellen einer Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug, das ein rasches Umschalten des Hybridfahrzeugs zu einem 4-Radantriebsmodus während der Fahrt des Hybridfahrzeugs in einem EV-Antriebsmodus ermöglicht, ohne dass bei einem Fahrer Unbehagen über das Antriebsmodusumschalten zu dem 4-Radantriebsmodus hervorgerufen wird. Die Steuereinrichtung ist derart konfiguriert, dass sie eine Maschine 14 startet, wenn ein Bedarf zum Umschalten zu einem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, sodass der Fahrzeugantriebsmodus rasch durch Setzen einer ersten und zweiten Kupplung C1, C2 in den Eingriffszustand zu dem 4-Radantriebsmodus umschalten kann, wenn der Bedarf zum tatsächlichen Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus bestimmt wird. Es kann nämlich, wenn die Maschine 14 bereits gestartet wurde, die für das Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus erforderliche Zeit um eine Zeitdauer verkürzt werden, die zum Starten der Maschine 14 erforderlich ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug und insbesondere eine Steuerung eines Hybridfahrzeugs, das zu einem 4-Radantriebsmodus schaltbar ist.
  • HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
  • Es ist eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug bekannt, das mit einer Maschine, einen in Serie zur Maschine verbundenen ersten elektrischen Motor, einer zwischen dieser Maschine und diesem ersten elektrischen Motor und ersten Antriebsrädern angeordneten Verbindungs-/Lösevorrichtung, und einen mit zweiten Antriebsrädern verbundenen zweiten elektrischen Motor vorgesehen ist, und die zu einem ausgewählten aus: einem EV-Antriebsmodus, in dem das Hybridfahrzeug mit lediglich dem vorstehend beschriebenen zweiten elektrischen Motor gefahren wird; einem Serien-HV-Antriebsmodus, in dem das Hybridfahrzeug mit dem zweiten elektrischen Motor gefahren wird, während der vorstehend beschriebene erste elektrische Motor mit einer Antriebskraft der vorstehend beschriebenen Maschine betrieben wird, um einen regenerativen Betrieb bei einem freigegebenen Zustand der vorstehend beschriebenen Verbindungs-/Lösevorrichtung auszuführen; und einem 4-Radantriebsmodus schaltbar ist, indem die vorstehend beschriebenen ersten Antriebsräder mit wenigstens der vorstehend beschriebenen Maschine und/oder dem vorstehend beschriebenen ersten Motor bei einem Eingriffszustand der vorstehend beschriebenen Verbindungs-/Lösevorrichtung angetrieben werden, während die vorstehend beschriebenen zweiten Antriebsräder mit dem vorstehend beschrieben zweiten elektrischen Motor angetrieben werden. Das Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel einer Steuereinrichtung für ein Antriebssystem eines solchen Hybridfahrzeugs. Das in diesem Patentdokument 1 offenbarte Antriebssystem weist einen Elektromotor-Antriebsmodus (EV-Antriebsmodus) auf, der aus zwei Untermodi besteht, d. h. einen ersten Untermodus, in dem ein erster Motor (erster elektrischer Motor) bei einer Ruhepause bzw. bei einem Stillstand gehalten wird, und ein zweiter Untermodus, der ausgewählt wird, wenn eine an einem zweiten Motor (zweiter elektrischer Motor) wirkende Last größer als in dem ersten Untermodus ist und in dem der erste Motor mit elektrischer Energie bzw. Strom bzw. Elektrizität versorgt wird, zum Drehen einer mit der Maschine verbundenen Antriebswelle bei einer vorbestimmten Drehzahl.
  • STAND DER TECHNIK DOKUMENTE
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: JP-2004-208477A
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der durch die Erfindung erreichte Gegenstand
  • Nebenbei bemerkt ist das in dem Patentdokument 1 offenbarte Hybridfahrzeug derart konfiguriert, dass Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus während der Fahrt des Hybridfahrzeugs in dem EV-Antriebsmodus gewöhnlich ein Stoppen der Fahrt beim EV-Antriebsmodus erfordert und Starten der Maschine, um die ersten Antriebsräder anzutreiben, oder Antreiben der ersten Antriebsräder mit dem ersten elektrischen Motor bei einem Schleppzustand einer Kurbelwelle, usw. der Maschine. Wenn die ersten Antriebsräder mit der gestarteten Maschine angetrieben werden, ist es notwendig, die vorstehend beschriebene Verbindungs-/Lösevorrichtung in den Eingriffszustand zu setzten, um die Maschine mit den ersten Antriebsrädern zu verbinden, nachdem die Maschine gestartet wurde, sodass das Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus eine längere Zeit benötigt, was zu einer höheren Wahrscheinlichkeit eines Fehlschlagens führt, eine gewünschte Fahrzeugantriebskraft in einer kurzen Zeit zu erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte des vorstehend beschriebenen Standes der Technik durchgeführt. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug zu schaffen, die es ermöglicht, eine gewünschte Fahrzeugantriebskraft in einer kurzen Zeit beim Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus während der Fahrt des Hybridfahrzeugs in dem EV-Antriebsmodus zu erhalten.
  • Mittel zum Erreichen der Aufgabe
  • Die vorstehend angegebene Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung des Anspruchs 1 erreicht, der vorsieht: (a) eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug, das mit einer Maschine, einen mit der vorstehend beschriebenen Maschine verbundenen ersten elektrischen Motor, einer zwischen der Maschine und dem ersten elektrischen Motor und ersten Antriebsrädern angeordneten Verbindungs-/Lösevorrichtung, und einen mit den zweiten Antriebsrädern verbundenen zweiten elektrischem Motor, wobei das Hybridfahrzeug konfiguriert ist, um zu einem ausgewählten aus einem EV-Antriebsmodus, in dem das Hybridfahrzeug mit lediglich dem vorstehend beschrieben zweiten elektrischen Motor gefahren wird, und einem 4-Radantriebsmodus zu schalten, in dem vorstehend beschriebene erste Antriebsräder mit wenigstens der vorstehend beschriebenen Maschine und/oder dem vorstehend beschriebenen ersten elektrischen Motor bei einem Eingriffszustand der vorstehend beschriebene Verbindungs-/Lösevorrichtung angetrieben werden, während die vorstehend beschriebenen zweiten Antriebsräder mit dem vorstehend beschriebenen zweiten elektrischen Motor angetrieben werden, (b) dass die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung gekennzeichnet ist, durch Starten der vorstehend beschriebenen Maschine, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung ist konfiguriert, um dem Fahrzeugantriebsmodus zu ermöglichen, rasch durch Setzen der Verbindungs-/Lösevorrichtung in den Eingriffszustand zu dem 4-Radantriebsmodus zu schalten, wenn der Bedarf zum tatsächlichen Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus bestimmt wird. Es kann nämlich, wenn die Maschine bereits gestartet wurde, die Zeit, die zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus erforderlich ist, durch eine zum Starten der Maschine erforderliche Zeitdauer bzw. Zeitperiode bzw. Länge der Zeit verkürzt werden, sodass die gewünschte Fahrzeugantriebskraft in einer kurzen Zeit erhalten werden kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausbildung dieser Erfindung weist das Hybridfahrzeug ferner einen Serien-HV-Antriebsmodus auf, in dem das Hybridfahrzeug mit dem zweiten elektrischen Motor in dem freigegebenen Zustand der vorstehend beschriebenen Verbindungs-/Lösevorrichtung gefahren wird, während der vorstehend beschriebene erste elektrische Motor mit einer Antriebskraft der vorstehend beschriebenen Maschine betrieben wird, um eine elektrische Energie zu erzeugen, und eine Steuereinrichtung ist derart konfiguriert, dass sie die vorstehend beschriebene Maschine startet und einen Serien-HV-Antriebsmodusbereich zum Fahren des Hybridfahrzeugs in dem vorstehend beschriebenen Serien-HV-Antriebsmodus verlängert, um einen Abschnitt oder ein Ganzes eines ursprünglichen EV-Antriebsmodusbereichs zum Fahren des Hybridfahrzeugs in dem vorstehend beschriebenen EV-Antriebsmodus abzudecken, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird in dem vorstehend beschriebenen EV-Antriebsmodus der Serien-HV-Antriebsmodus ausgewählt, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, sodass beim Bestimmen, dass es tatsächlich notwendig ist, den Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus zu schalten, die vorstehend beschriebene Verbindungs-/Lösevorrichtung in Eingriff gebracht wird, um rasch den Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus zu schalten. Zudem wird der Serien-HV-Antriebsmodus bis zum Moment der Bestimmung des Bedarfs zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus beibehalten, sodass eine Verringerung bzw. Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines höheren Freiheitsgrads des Betriebspunkts der Maschine relativ zu dem 4-Radantriebsmodus zum Fahren des Fahrzeugs mit der mit den Antriebsrädern verbundenen Maschine verringert wird, wodurch ermöglicht wird, rasch den Fahrzeugantriebsmodus von dem Serien-HV-Antriebsmodus zu dem gewünschten 4-Radantriebsmodus zu schalten, wenn der 4-Radantriebsmodus benötigt wird.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Ausgabe der vorstehend beschriebenen Maschine in dem Serien-HV-Antriebsmodus, der ausgewählt wird, nachdem der Bedarf zum Umschalten zu dem vorstehend beschriebenen 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, geringer eingestellt als die in dem Serien-HV-Antriebsmodus bevor der vorstehend beschriebene Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es weniger wahrscheinlich, dass bei dem Fahrer bzw. Fahrzeugbediener Unbehagen bezüglich Vibrationen der Maschine hervorgerufen wird, selbst wenn der Fahrzeugantriebsmodus zu dem Serien-HV-Antriebsmodus geschalten wird, in dem die Maschine in den Betriebszustand gesetzt wird, wenn der EV-Antriebsmodus ausgewählt werden kann, in dem die Maschine nicht betrieben wird. Da der Punkt des Fahrzeugfahrzustandes gegenwärtig in dem ursprünglichen EV-Antriebsmodusbereich liegt, kann das Fahrzeug in einer ausreichenden Menge an elektrischer Energie gefahren werden, die von einer Batterie zugeführt wird, nach Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus in den Serien-HV-Antriebsmodus, selbst wenn die Ausgabe der Maschine geringer eingestellt wird als die bevor der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird. Durch Einstellen, dass die Ausgabe der Maschine geringer ist als die bevor der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird, kann die Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs reduziert werden, während gleichzeitig das Fahrverhalten des Fahrzeugs wie gewohnt beibehalten werden kann.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart konfiguriert, dass sie das Umschalten zu dem vorstehend beschriebenen Serien-HV-Antriebsmodus hemmt und das Hybridfahrzeug in eine 4-Radantriebsfahrt setzt, in der das Hybridfahrzeug mit dem vorstehend beschriebenen ersten elektrischen Motor und dem vorstehend beschriebenen zweiten elektrischen Motor beim Bestimmen des Umschaltens zu dem 4-Radantriebsmodus gefahren wird, falls bestimmt wird, dass die 4-Radantriebsfahrt, in der das Hybridfahrzeug mit dem vorstehend beschriebenen ersten elektrischen Motor und dem vorstehend beschriebenen zweiten elektrischen Motor gefahren wird, während die vorstehend beschriebene Maschine in einen Ruhezustand gesetzt wird, einen höheren Grad an Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist als der vorstehend beschriebene Serien-HV-Antriebsmodus, nachdem der Bedarf zum Umschalten zu dem vorstehend beschriebenen 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung gefahren wird das Hybridfahrzeug mit den vier Antriebsrädern in dem 4-Antriebsmodus oder in dem Serien-HV-Antriebsmodus, wobei derjenige bestimmt wird, der den höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist, sodass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.
  • Bei einer noch weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hybridfahrzeug mit einer Ölpumpe vorgesehen, die durch die vorstehend beschriebene Maschine betrieben wird, um einen hydraulischen Druck auf die vorstehend beschriebene Verbindungs-/Lösevorrichtung aufzubringen, zum Setzen der Verbindungs-/Lösevorrichtung selektiv in einen Leistungsübertragungszustand oder einen Leistungsabschaltzustand, und die Steuereinrichtung ist derart konfiguriert, dass sie den hydraulischen Druck auf die Verbindungs-/Lösevorrichtung zum Beibehalten der Verbindungs-/Lösevorrichtung aufbringt, um in dem Leistungsübertragungszustand mit einem vorbestimmten hydraulischen Druck eingestellt zu werden, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde. In dieser Ausgestaltung der Erfindung kann der Fahrzeugantriebsmodus rasch zu dem 4-Radantriebsmodus umgeschaltet werden, wenn der Bedarf zum tatsächlichen Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus bestimmt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung eines Fahrzeugs darstellt, das mit einem Antriebssystem für ein Hybridfahrzeug vorgesehen ist, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist;
  • 2 ist eine Tabelle, die Betriebszustände von verschiedenen Vorrichtungen in unterschiedlichen Antriebsmodi des Fahrzeugs von 1 anzeigt;
  • 3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Hauptfunktionen eines Steuersystems darstellt, das für das Fahrzeug von 1 vorgesehen ist;
  • 4 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Erläuterung von Hauptsteuerungsfunktionen einer in 3 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung, insbesondere Steuerfunktionen, die ein rasches Umschalten von einem EV-Antriebsmodus zu einem 4-Radantriebsmodus ermöglichen;
  • 5 ist eine Ansicht, die ein zweidimensionales Kennfeld angibt, das Bereiche zum Auswählen entsprechender Antriebsmodi des Fahrzeugs basierend auf einer Fahrzeugfahrdrehzahl bzw. -geschwindigkeit und einem Gaspedal-Betätigungsbetrag definiert;
  • 6 ist eine Ansicht, die ein zweidimensionales Kennfeld zum Einstellen eines Schwellenwerts des Gaspedal-Betätigungsbetrags entsprechend einer Rutschdrehzahl anzeigt, die zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus verwendet wird;
  • 7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern von Hauptabschnitten einer Steueroperation der elektronischen Steuereinrichtung von 3, nämlich eine Steueroperation, die ein rasches Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus ermöglicht;
  • 8 ist ein Funktionsblockdiagramm entsprechend zu dem von 4 zum Erläutern von Hauptsteuerfunktionen einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung;
  • 9 ist eine Ansicht, die ein zweidimensionales Kennfeld anzeigt, das Bereiche zum Auswählen von entsprechenden Antriebsmodi des Fahrzeugs basierend auf der Fahrzeugfahrdrehzahl bzw. -geschwindigkeit und eines Ausgabedrehmoments einer Ausgabewelle eines Getriebes definiert; und
  • 10 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern von Hauptabschnitte einer Steueroperation der elektronischen Steuervorrichtung von 8.
  • ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen in der vorliegenden Erfindung werden ausführlich durch Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es ist zu verstehen, dass die die Ausführungsformen darstellenden Figuren je nach Bedarf vereinfacht oder transformiert sind und nicht notwendigerweise die genauen Abmessungen und Formen von verschiedenen hierin gezeigten Abschnitten zeigen.
  • ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 1 ist die schematische Ansicht, die eine Anordnung eines Fahrzeugs 12 darstellt, das mit einem Fahrzeugsystem für ein Hybridfahrzeug 10 vorgesehen ist, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung (nachstehend als „Antriebssystem 10” bezeichnet) ausgestaltet ist. Wie in 1 dargestellt, ist das Fahrzeug 12 ein Hybridfahrzeug, das mit einer Mehrzahl von Antriebsleistungsquellen vorgesehen ist, d. h. eine Maschine 14, einen ersten elektrischen Motor MG1 und einen zweiten elektrischen Motor MG2.
  • Das Antriebssystem 10 enthält einen Frontantriebsabschnitt 10A, der mit den Antriebsleistungsquellen in Form der Maschine 14 und dem ersten elektrischen Motor MG1 vorgesehen ist, um ein Paar von rechten und linken Antriebsrädern (erste Antriebsräder) 16 anzutreiben, und einen Heckantriebsabschnitt 10B, der mit der Antriebsleistungsquelle in Form des zweiten elektrischen Motor MG2 vorgesehen ist, um ein Paar von rechten und linken Heckantriebsräder (zweite Antriebsräder) 18 anzutreiben.
  • Der vorstehend beschriebene Frontantriebsabschnitt 10A ist mit der Maschine 14 vorgesehen, und den nachfolgenden Vorrichtungen, die in einem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 14 und den Fronträdern bzw. Vorderrädern 16 in der Reihenfolge der Beschreibung in Richtung von der Maschine 14 und in Serie miteinander verbunden sind: der erste elektrische Motor MG1; die erste Kupplung C1; ein Getriebe 20; eine zweite Kupplung C2; ein erstes Zahnradpaar 22; und eine Vorderrad-Differentialgetriebevorrichtung 24. Die Maschine 14 ist mit den Vorderrädern 16 über den ersten elektrischen Motor MG1, die erste Kupplung C1, das Getriebe 20, die zweite Kupplung C2, das erste Getriebepaar 22 und die Vorderrad-Differentialgetriebevorrichtung 24 der Reihe nach verbunden.
  • Die Maschine 14 ist eine im Stand der Technik bekannte Verbrennungskraftmaschine, deren Abgabe durch Steuern einer Einlassluftmenge, einer Einspritzmenge eines Kraftstoffs, eines Zündzeitpunkts, usw. beispielsweise eingestellt wird. Der erste elektrische Motor bzw. Elektromotor MG1 funktioniert als Maschinenstartvorrichtung (Maschinenstarter) zum Starten der Maschine.
  • Der erste elektrische Motor MG1 ist ein Wechselstrom-Elektromotor eines Synchrontyps, der als ein elektrischer Motor und als ein elektrischer Generator dient, und ist elektrisch mit einer elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 über einen Inverter bzw. Wechselrichter 26 verbunden. Eine Betriebsdrehzahl Nmg1 des ersten elektrischen Motors MG1 wird durch den Inverter bzw. Wechselrichter 26 gesteuert.
  • Das Getriebe 20 ist ein im Stand der Technik bekanntes band- bzw. riemenartiges stufenloses Getriebe, das mit einer Eingabe-Riemenscheibe 30 mit variablem Durchmesser, die mit dem ersten elektrischen Motor MG1 über die erste Kupplung C1 verbunden ist, einer Ausgabe-Riemenscheibe 32 mit einem variablen Durchmesser, die parallel zu der Eingabe-Riemenscheibe 30 mit einem variablen Durchmesser angeordnet ist und mit dem ersten Zahnradpaar 22 über die zweiten Kupplung C2 verbunden ist, und einem Leistungsübertragungsriemen 34, der diese Riemenscheiben 30 und 32 verbindet, vorgesehen ist. Das Getriebe 20 ist derart konfiguriert, dass es durch eine hydraulische Steuerschaltung 36 eine effektive Breite einer Nut der Riemenscheibe 32 mit einem variablen Durchmesser und einem Press- bzw. Klemmdruck des Leistungsübertragungsriemens steuert, um ein Drehzahlverhältnis γ zu verändern, das ein Eingabe-/Ausgabe Drehzahlverhältnis des Getriebes 20 ist. Das vorstehend angegebene Drehzahlverhältnis γ ist ein Verhältnis (Nin/Nout) einer Eingabeseiten-Riemenscheibendrehzahl, nämlich einer Drehzahl Nin der Eingabe-Riemenscheibe 30 mit variablem Durchmesser bezüglich einer Ausgabeseiten-Riemenscheibendrehzahl, nämlich einer Drehzahl Nout der Ausgabe-Riemenscheibe 32 mit variablem Durchmesser.
  • Sowohl die erste Kupplung C1 als auch die zweite Kupplung C2 ist eine im Stand der Technik bekannte nasse Lamellenkupplung, deren Betriebszustand durch die hydraulische Steuerschaltung 36 steuerbar ist. Es ist zu beachten, dass die erste und zweite Kupplung C1 und C2 einer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Verbindungs-/Lösevorrichtung entsprechen.
  • Der vorstehend beschriebene Heckantriebsabschnitt 10B ist mit dem zweiten elektrischen Motor MG2 und den nachfolgenden Vorrichtungen vorgesehen, die in dem Leistungsübertragungspfad zwischen dem zweiten elektrischen Motor MG2 und den Hinterrädern 18 in der Reihenfolge der Beschreibung in Richtung von dem elektrischen Motor MG2 angeordnet sind und in Serie miteinander verbunden sind: ein zweites Zahnradpaar 38; eine dritte Kupplung C3; ein drittes Zahnradpaar 40; und eine Hinterrad-Differentialzahnradvorrichtung 42. Der zweite elektrische Motor MG2 ist der Reihe nach mit den Hinterrädern 18 über das zweite Zahnradpaar 38, die dritte Kupplung 38, das dritte Zahnradpaar 40 und die Hinterrad-Differentialzahnradvorrichtung 42 verbunden.
  • Wie der erste elektrische Motor MG1 ist der zweite elektrische Motor MG2 ein Wechselstrom-Elektromotor eines Synchrontyps, der als ein elektrischer Motor und als ein elektrischer Generator dient, und der elektrisch mit der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 über den Inverter bzw. Wechselrichter 26 verbunden ist. Eine Betriebsdrehzahl Nmg2 des zweiten elektrischen Motors MG2 ist durch den Inverter bzw. Wechselrichter 26 steuerbar.
  • Wie die zweite Kupplung C2 ist die dritte Kupplung C3 eine im Stand der Technik bekannte nasse Lamellenkupplung, deren Betriebszustand durch die hydraulische Steuerschaltung 36 gesteuert wird. Zwischen der ersten Kupplung C1 und dem ersten elektrischen Motor MG1 ist eine Ölpumpe 43 angeordnet, die durch die Maschine 14 angetrieben wird, um einen zu den ersten bis dritten Kupplungen C1 bis C3, der Eingabe-Riemenscheibe 30 mit variablem Durchmesser und der Ausgabe-Riemenscheibe 32 mit variablem Durchmesser zuzuführenden hydraulischen Druck zu erzeugen.
  • Das vorstehend beschriebene ausgestaltete Antriebssystem 10 wird betrieben, um das Fahrzeug 12 mit den verschiedenen Vorrichtungen zu fahren, die in verschiedenen Kombinationen von deren Betriebszuständen, wie in 2 angezeigt, angeordnet sind. In Tabelle von 2, repräsentieren „AN” und „AUS” in der Spalte der Maschine 14 entsprechend deren Betriebszustand und deren Ruhezustand bzw. Stillstand und „Elektrizitätserzeugung” und „Fahrzeugantreiben” repräsentieren in den Spalten des ersten und zweiten elektrischen Motors MG1 und MG2 jeweils deren Operationen als elektrischer Generator und als deren Operationen als elektrischer Motor, während „AUS” deren Ruhezustand bzw. Stillstand repräsentieren, „AN” und „AUS” in der Spalte der ersten Kupplung C1 repräsentieren jeweils deren Eingriffszustand und deren freigegebenen Zustand. Ähnlich repräsentieren jeweils „AN” und „AUS” in den Spalten der zweiten und dritten Kupplungen C2 und C3 deren Eingriffs- und freigegebenen Zustand.
  • Wie in 2 angezeigt, ist das Antriebssystem 10 in einen EV-Antriebsmodus durch Setzen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 in den freigegebenen Zustand gesetzt, durch Setzen der dritten Kupplung C3 in den Eingriffszustand, durch Setzen der Maschine in den Ruhezustand, durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 in den Ruhezustand und durch Setzen des zweiten elektrischen Motors MG2 in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt. Bei dem EV-Antriebsmodus wird das Fahrzeug 12 mit den Hinterrädern, die durch den zweiten elektrischen Motor MG2 angetrieben werden, gefahren bzw. betrieben.
  • Das Antriebssystem 10 ist in einen Serien-HV-Antriebsmodus 1 durch Setzen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 in den freigegebenen Zustand, durch Setzen der dritten Kupplung C3 in den Eingriffszustand, durch Setzen der Maschine in den Betriebszustand, durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 in den Elektrizitätserzeugungszustand (regenerativer Zustand) und durch Setzen des zweiten elektrischen Motors MG2 in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt. Bei dem Serien-HV-Antriebsmodus 1 wird der erste elektrische Motor MG1 durch die Maschine 14 angetrieben, um den regenerativen Betrieb zum Erzeugen einer zu dem zweiten elektrischen Motor MG2 oder der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 zuzuführenden elektrischen Energie bzw. Elektrizität bzw. Strom auszuführen, und das Fahrzeug 12 wird mit den Hinterrädern gefahren bzw. betrieben, die durch den zweiten elektrischen Motor MG2 angetrieben werden.
  • Das Antriebssystem 10 ist in einen Serien-HV-Antriebsmodus 2 durch Setzen der ersten Kupplung C1 in den Eingriffszustand, durch Setzen der zweiten Kupplung C2 in den freigegebenen Zustand, durch Setzen der dritten Kupplung C3 in den Eingriffszustand, durch Setzen der Maschine 14 in den Betriebszustand, durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 in den Elektrizitätserzeugungszustand (regenerativer Zustand) und durch Setzen des zweiten elektrischen Motors MG2 in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt. Bei dem Serien-HV-Antriebsmodus 2 wird der erste elektrische Motor MG1 durch die Maschine 14 angetrieben, um den regenerativen Betrieb zum Erzeugen einer zu dem zweiten elektrischen Motor MG2 oder der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 zuzuführenden elektrischen Energie auszuführen, und das Fahrzeug 12 wird mit den Hinterrädern gefahren bzw. betrieben, die durch den zweiten elektrischen Motor MG2 angetrieben werden.
  • Das Antriebssystem 10 ist in einen Serien-HV-Antriebsmodus 3 durch Setzen der ersten Kupplung C1 in den freigegebenen Zustand, durch Setzen der zweiten Kupplung C2 und der dritten Kupplung C3 in den Eingriffszustand, durch Setzen der Maschine 14 in den Betriebszustand, durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 in den Elektrizitätserzeugungszustand (regenerativer Zustand) und durch Setzen des zweiten elektrischen Motors MG2 in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt. Bei dem Serien-HV-Antriebsmodus 3 wird der erste elektrische Motor MG1 durch die Maschine 14 angetrieben, um den regenerativen Betrieb zum Erzeugen einer zu dem zweiten elektrischen Motor MG2 oder der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 zuzuführenden elektrischen Energie auszuführen, und das Fahrzeug 12 wird mit den Hinterrädern gefahren bzw. betrieben, die durch den zweiten elektrischen Motor MG2 angetrieben werden.
  • Das Antriebssystem 10 ist in einen 4-Radantriebsmodus (parallel) durch Setzen der ersten bis dritten Kupplung C1 bis C3 in den Eingriffszustand, durch Setzen der Maschine in den Betriebszustand, durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 in den Ruhezustand oder den Fahrzeugantriebszustand und durch Setzen des zweiten elektrischen Motors MG2 in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt. In dem 4-Radantriebsmodus (parallel) werden die Vorderräder durch die Maschine 14 und/oder dem ersten elektrischen Motor MG1 angetrieben, während die Hinterräder durch den zweiten elektrischen Motor MG2 angetrieben werden, der in dem Fahrzeugantriebszustand gesetzt ist, sodass das Fahrzeug mit vier Rädern betrieben wird.
  • Das Antriebssystem 10 ist in einen 4-Radantriebsmodus (Serie-parallel) durch Setzen der ersten bis dritten Kupplung C1 bis C3 in den Eingriffszustand, durch Setzen der Maschine 14 in den Betriebszustand, durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 in den Elektrizitätserzeugungszustand (regenerativer Zustand) und durch Setzen des zweiten elektrischen Motors MG2 in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt. In dem 4-Radantriebsmodus (Serie-parallel) wird ein Abschnitt bzw. Menge der Ausgabe der Maschine 14 verwendet, um die Vorderräder anzutreiben, während die verbleibende Menge bzw. Abschnitt der Ausgabe für den regenerativen Betrieb des elektrischen Motors MG1 verwendet wird. Eine durch den elektrischen Motor MG1 erzeugte elektrische Energie wird zu dem zweiten elektrischen Motor MG2 oder der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 zugeführt, und die Hinterräder werden durch den zweiten elektrischen Motor MG2 angetrieben, der in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt wird, sodass das Fahrzeug mit den 4 Rädern betrieben bzw. gefahren wird.
  • Das Antriebssystem 10 ist in einen 4-Radantriebsmodus (e-4WD) durch Setzen der ersten bis dritten Kupplung C1 bis C3 in den Eingriffszustand, durch Setzen der Maschine 14 in den Ruhezustand und durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 und des zweiten elektrischen Motors MG2 in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt. In dem 4-Radantriebsmodus (e-4WD) werden die Vorderräder durch den ersten elektrischen Motor MG1 angetrieben ohne Betrieb der Maschine 14, während die Hinterräder durch den zweiten elektrischen Motor MG2 angetrieben werden, sodass das Fahrzeug mit vier Rädern angetrieben bzw. gefahren wird.
  • 3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Hauptfunktionen des für das Fahrzeug 12 vorgesehenen Steuersystems darstellt. Eine in 3 gezeigte elektronische Steuervorrichtung 44 funktioniert als Steuervorrichtung für das Antriebssystem 2 und entspricht einer Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die elektronische Steuervorrichtung 44 enthält einen Mikrocomputer der mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle, usw. vorgesehen ist. Die CPU ist derart konfiguriert, dass sie Signalverarbeitungsoperationen entsprechend der im Voraus in den ROM gespeicherten Programme ausführt, während eine temporäre Datenspeicherfunktion des RAM genutzt wird, zum Implementieren einer Ausgabesteuerung der Maschine 14, von Ausgabesteuerungen des ersten elektrischen Motors MG1 und des zweiten elektrischen Motors MG2, einer Drehzahlverhältnissteuerung des Getriebes 20 und Eingriffs- und Freigabesteuerungen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der dritten Kupplung C3.
  • Die elektronische Steuervorrichtung 44 empfängt verschiedene Eingabesignale von verschiedenen an dem Fahrzeug vorgesehenen Sensoren. Beispielsweise enthalten die vorstehend angegebenen Eingabesignale: Ausgabesignale von einer Batterieüberwachungseinheit 46, die eine Temperatur, eine Spannung, einen Strom usw. der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 anzeigt; ein Ausgabesignal eines Fahrzeugdrehzahlsensors 48, der eine Fahrdrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigt; ein Ausgabesignal eines Maschinendrehzahlsensors 50, der eine Betriebsdrehzahl Ne der Maschine anzeigt; ein Ausgabesignal eines Vorderrad-Drehzahlsensors 52, der eine Drehzahl Nf der Vorderräder 16 anzeigt; ein Ausgabesignal eines Hinterrad-Geschwindigkeitssensors 54, der eine Drehzahl Nr der Hinterräder 18 anzeigt; ein Ausgabesignal eines Umgebungstemperatursensors 56, der eine Umgebungstemperatur Tair anzeigt; ein Ausgabesignal eines Schneemodusschalters 57, der zu einem Fahrzeugfahrersitz angrenzend vorgesehen ist, der ein Signal ausgibt, das eine Veränderung des Fahrzeugfahrmodus von einem Normalfahrmodus zu einem Schneefahrmodus anzeigt; ein Ausgabesignal eines Gaspedal-Betätigungsbetragsensors 58, der einen Betätigungsbetrag Acc eines Gaspedals anzeigt; ein Ausgabesignal eines Fahrbahnoberflächen-Gradientensensors 60, der einen Gradienten θ einer Fahrbahnoberfläche anzeigt und ein Ausgabesignal einer Fahrbahnoberflächenzustandserfassungskamera 61, die einen Oberflächenzustand der Straße bzw. Fahrbahnoberfläche anzeigt.
  • Die vorstehend beschriebene elektronische Steuereinrichtung 44 erzeugt verschiedene zu den verschiedenen Vorrichtungen, die in dem Fahrzeug vorgesehen sind, zugeführte Ausgabesignale. Beispielsweise enthalten die vorstehend angezeigten Ausgabesignale: an die Maschine 14 zum Steuern der Ausgabe der Maschine 14 angewandte Ausgabesignale; an den Inverter 26 zum Steuern der Ausgabe des ersten elektrischen Motors MG1 und des zweiten elektrischen Motors MG2 angewandte Ausgabesignale; und an die hydraulische Steuerschaltung 36 zum Implementieren der Drehzahlverhältnissteuerung des Getriebes 20 und der Eingriffs- und Freigabesteuerungen der ersten bis dritten Kupplungen C1–C3 angewandte Ausgabesignale.
  • Die elektronische Steuervorrichtung 44 ist derart konfiguriert, dass sie verschiedene Steuerungen, wie z. B. eine Antriebsmodusschaltsteuerung zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zwischen den vorstehend beschriebenen Serien-HV-Antriebsmodi und dem vorstehend beschriebenen Maschinenantriebsmodus implementiert, während des Steuerns des Drehzahlverhältnisses γ des Getriebes 20 oder der Maschinenbetriebsdrehzahl Ne. 4 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Erläuterung von Hauptsteuerfunktionen der vorstehend beschriebenen elektronischen Steuervorrichtung 44 der Erfindung, insbesondere Steuerfunktionen, die ein rasches Umschalten von dem EV-Antriebsmodus zu einem geeigneten der 4-Radantriebsmodi ermöglicht.
  • Eine EV-Antriebsbestimmungseinrichtung 62 ist derart konfiguriert, dass sie bestimmt, ob ein Punkt, der den Fahrzustand des Fahrzeugs 12 anzeigt, in einem EV-Antriebsbereich liegt oder nicht. Beispielsweise führt die EV-Antriebsbestimmungseinrichtung 62 eine Bestimmung durch, ob der Punkt, der durch die tatsächlichen Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Gaspedal-Betätigungsbetrags Acc repräsentiert wird, in dem EV-Antriebsbereich entsprechend eines zweidimensionalen Kennfelds liegt, in dem die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V und der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc entlang der entsprechenden Achsen, wie in 5 angezeigt, abgetragen sind. Diesbezüglich ist zu beachten, dass der EV-Antriebsbereich sich in Abhängigkeit eines elektrischen Energiebetrags SOC, der in der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 gespeichert ist, und der Umgebungstemperatur Tair verändert.
  • Eine EV-Antriebssteuereinrichtung 64 ist konfiguriert, um eine EV-Antriebssteuerung zum Setzen der Maschine 14 und des ersten elektrischen Motors MG1 in den Ruhezustand, durch Setzen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 in den freigegebenen Zustand und durch Setzen der dritten Kupplung in den Eingriffszustand zu implementieren, um das Fahrzeug 12 mit dem zweiten elektrischen Motor MG2, wie in 2 angezeigt, zu betreiben, wenn die EV-Antriebsbestimmungseinrichtung 62 bestimmt, dass der Punkt, der den Betriebszustand bzw. Fahrzustand anzeigt, in dem EV-Antriebsbereich liegt. Es ist zu beachten, dass der EV-Antriebsmodus zu einem der Serien-HV-Antriebsmodi (1 bis 3) durch Setzen des ersten elektrischen Motors MG1 in den Elektrizitätserzeugungszustand (regenerativer Zustand), wie in 2 angezeigt, geschaltet ist, selbst während der Punkt des Fahrzeugfahrzustandes in dem in 2 gezeigten EV-Antriebsbereich liegt, falls die Temperatur der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28, die durch die Batterieüberwachungseinheit erfasst wird, höher als eine vorbestimmte obere Grenze T1 oder geringer als eine vorbestimmte untere Grenze T2 ist, oder falls der gespeicherte elektrische Energiebetrag SOC der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28, der durch die Batterieüberwachungseinheit erfasst wird, kleiner als eine vorbestimmte untere Grenze SOC1 ist.
  • Eine 4-Radantriebsumschalt-Vorausageeinrichtung 66 ist derart konfiguriert, dass sie einem Bedarf zum Umschalten des Antriebsmodus des Fahrzeugs von dem EV-Antriebsmodus in dem Ruhezustand der Maschine 14 zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus voraussagt, nämlich eine Möglichkeit eines Umschaltens des Fahrzeugsantriebsmodus zu den 4-Radantriebsmodi voraussagt. Genauer beschrieben berechnet die 4-Radantriebsumschalt-Voraussageeinrichtung 66 eine Rutschdrehzahl Nslip (= Nr–Nf) zwischen dem Vorderrädern 16 und den Hinterrädern 18 basierend auf der Drehzahl Nf der Vorderräder 16, die durch den Vorderrad-Drehzahlsensor 52 erfasst wird, und auf der Drehzahl Nr der Hinterräder 18, die durch bzw. den Hinterraddrehzahlsensor 54 erfasst wird. Die 4-Radantriebsumschalt-Voraussageeinrichtung 66 sagt den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus voraus, falls die berechnete Rutschdrehzahl Nslip größer als Null und kleiner als eine vorbestimmte obere Grenze Nslip1 ist. Diese obere Grenze Nslip1, die durch Experimente oder Berechnung erhalten wird, wird klein genug eingestellt, um zu verhindern, dass der Fahrer bzw. Fahrzeugbediener ein Rutschen zwischen den Rädern wahrnimmt.
  • Die 4-Radantriebsumschalt-Vorausageeinrichtung 66 ist auch derart konfiguriert, dass sie den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu den geeigneten 4-Radantriebsmodus voraussagt, falls die durch den Umgebungstemperatursensor 56 erfasste Umgebungstemperatur Tair gleich oder kleiner als eine vorbestimmte untere Grenze Tair1 ist. Die untere Grenze Tair, die durch Experimentieren erhalten wird, wird z. B. auf einen geringeren Wert eingestellt, bei dem erwartet wird, dass die Straßenoberfläche gefroren ist. Die 4-Radantriebsumschalt-Vorausageeinrichtung 66 ist ferner derart konfiguriert, dass sie den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus voraussagt, falls der Gradient θ der Straßenoberfläche, der durch den Straßenoberflächen-Gradientensensor 60 erfasst wird, gleich oder größer als eine vorbestimmte obere Grenze θ1 ist. Die obere Grenze θ, die durch Experimentieren erhalten wird, wird z. B. auf einen höheren Wert eingestellt, bei dem erwartet wird, dass die Vorder- und Hinterräder 16, 18 auf der Straßenoberfläche rutschen. Die 4-Radantriebsumschalt-Vorausageeinrichtung 66 ist auch derart konfiguriert, dass sie einen Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugsantriebsmodus zu den 4-Radantriebsmodus voraussagt, falls der Schneemodusschalter 57, der an dem Fahrersitz angrenzend vorgesehen ist, eingeschalten wurde, oder falls eine Bildanalyse des Oberflächenzustands der Straße, die durch die Straßenoberflächen-Zustandserfassungskamera 62 erhalten wird, aufzeigt, dass die Straßenoberfläche gefroren ist.
  • Somit verwendet die 4-Radantriebsumschalt-Vorausageeinrichtung 66 verschiedene Verfahren zum Voraussagen des Bedarfs zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu einem der 4-Radantriebsmodi. Falls der Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugsantriebsmodus zu den geeigneten 4-Radantriebsmodi durch die 4-Radantriebsumschalt-Vorausageeinrichtung 66 vorausgesagt wurde, wird die Maschinenstartsteuereinrichtung 68 betrieben, um den ersten elektrischen Motor MG1 zum Erhöhen der Betriebsdrehzahl Ne der Maschine 14 bei einem Wert zu betreiben, bei dem sich die Maschine 14 von selbst betreiben kann, so dass die Maschine 14 gestartet wird. Die Maschinenstartsteuereinrichtung 68 steuert die Maschine 14 derart, dass sie deren Betriebsdrehzahl Ne und deren Ausgabe bei vorbestimmten Werten beibehält (hält die Maschine 14 in dem Betriebszustand). Nach Starten der Maschine 14 wird deren Ausgabe bei einem kleineren Wert als dem gehalten, der bei einem normalen Zustand des Fahrzeugfahrens mit der Maschine 14 vorbestimmt wird, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass bei dem Fahrer bzw. Fahrzeugführer Unbehagen bezüglich Vibrationen der Maschine 14 hervorgerufen wird, selbst wenn der Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten Serien-HV-Antriebsmodus geschalten wird, in dem die Maschine 14 in dem Betriebszustand gesetzt wird, wenn der Punkt des Fahrzeugzustands in einem Bereich liegt, bei dem der EV-Antriebsmodus ausgewählt werden kann, in dem die Maschine 14 nicht betrieben wird. Wenn der Punkt des Fahrzeugfahrzustandes gegenwärtig nicht in dem ursprünglichen EV-Antriebsmodusbereich liegt, kann das Fahrzeug mit einem ausreichenden Betrag an elektrischer Energie, die von der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 zugeführt wird, nach Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten Serien-HV-Antriebsmodus betrieben werden, selbst wenn die Ausgabe der Maschine geringer eingestellt wird als der für die normalen Serien-HV-Antriebsmodi vorbestimmte Wert. Durch Einstellen, dass die Ausgabe der Maschine 14 kleiner als der Wert eingestellt wird, der für die normalen Serien-HV-Antriebsmodi vorbestimmt ist, kann die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs reduziert werden, während gleichzeitig das Fahrverhalten des Fahrzeugs wie gewohnt beibehalten werden kann.
  • Während die gestartete Maschine 14 in dem Betriebszustand gehalten wird, wird die Ölpumpe 43 durch die Maschine 14 betrieben. Der durch diese Ölpumpe 43 erzeugte hydraulische Druck kann an die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 aufgebracht werden, die beim Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus in deren Eingriffszustand gebracht wird, so dass die erste und zweite Kupplung C1, C2 zum Beginnen deren Rutscheingriff (halten in einem schnellen Füllzustand) durch den aufgebrauchten hydraulischen Druck bereits gehalten werden. In diesem Fall können die ersten und zweiten Kupplungen C1 und C2 rasch in deren Eingriffszustand gebracht werden, wenn der Fahrzeugantriebsmodus tatsächlich benötigt wird, um dem 4-Radantriebmodus zu schalten, so dass der Fahrzeugantriebsmodus rasch zu den gewünschten 4-Radantriebsmodi geschalten wird.
  • Eine 4-Radantriebsumschalt-Bestimmungseinrichtung 70 wird betrieben, falls die Maschine durch die Maschinenstartsteuereinrichtung 68 gestartet wird, nachdem die 4-Radantriebsumschalt-Voraussageeinrichtung 66 eine Möglichkeit des Umschaltens des Fahrzeugantriebsmodus zu den geeigneten 4-Radantriebsmodus bestimmt hat. Die 4-Radantriebsumschalt-Bestimmungseinrichtung 70 führt eine Bestimmung durch, ob es notwendig ist, den Fahrzeugantriebsmodus in den geeigneten 4-Radantriebsmodus umzuschalten. Beispielsweise ist diese Bestimmung davon abhängig, ob die Rutschdrehzahl Nslip zwischen den Vorder- und Hinterrädern 16 und 18 größer als die vorstehend angezeigte obere Grenze Nslip1 ist. Die 4-Radantriebsumschalt-Bestimmungseinrichtung 70 bestimmt nämlich, dass das Fahrzeug 12 rutscht und bestimmt einen Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus, falls die Rutschdrehzahl Nslip größer als die obere Grenze Nslip1 wird. Selbst wenn die Rutschdrehzahl Nslip1 gleich oder kleiner als die obere Grenze Nslip1 ist, bestimmt die 4-Radantriebsumschalt-Bestimmungseinrichtung 70 den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus, falls der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc, der durch den Gaspedal-Betätigungsbetragssensor 58 erfasst wird, größer als eine vorbestimmte obere Grenze Acc1 ist. Diese obere Grenze Acc1, die durch Experimentieren oder Berechnung erhalten wird, wird in Abhängigkeit der Rutschdrehzahl Nslip, wie in 6 durch ein Beispiel angezeigt, verändert. Genauer beschrieben, nimmt die obere Grenze Acc1 mit einer Zunahme der Rutschdrehzahl Nslip ab. Wenn die Rutschdrehzahl Nslip höher als die vorstehend angegebene obere Grenze Nslip1 ist, bestimmt die 4-Radantriebsumschalt-Bestimmungseinrichtung 70 den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus, ungeachtet des Gaspedal-Betätigungsbetrags Acc.
  • Wenn die 4-Radantriebsumschalt-Bestimmungseinrichtung 70 den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus bestimmt hat, setzt die 4-Radantriebssteuereinrichtung 72 die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 in den Eingriffszustand, um den Fahrzeugantriebszustand zu einem der 2 angegebenen 4-Radantriebsmodi zu schalten. Zu dieser Zeit wurde die Maschine 14 durch die Maschinenstartsteuereinrichtungen 68 gestartet, d. h. es ist nicht notwendig, die Maschine 14 zu starten, so dass der Fahrzeugantriebsmodus rasch zu dem gewünschten 4-Radantriebsmodus geschalten werden kann, um eine erforderliche Bodenhaftung zu erhalten (z. B. Fahrzeugsantriebskraft).
  • 7 ist das Flussdiagramm zum Erläutern von Hauptabschnitten der Steueroperation der elektronischen Steuervorrichtung 44, nämlich die Steueroperation, die das rasche Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus ermöglicht, um eine erforderliche Bodenhaftung zu erhalten. Die Steuerbetätigung wird mit äußerst kurzen Zeitzyklen von ungefähr einigen Millisekunden bis etliche zehn Millisekunden wiederholt.
  • Zunächst wird Schritt SA1 (auf „Schritt” wird nachstehend verzichtet) entsprechend der EV-Antriebsbestimmungseinrichtung 62 implementiert, um zu bestimmen, ob der Punkt, der den vorliegenden Fahrzustand bzw. Betriebszustand des Fahrzeugs 12 angibt, in dem EV-Antriebsbereich liegt. Falls eine negative Bestimmung in SA1 erhalten wird, wird die vorliegende Steuerroutine beendet. Falls eine bejahende Bestimmung bei SA1 erhalten wird, d. h. falls bestimmt wird, dass der Punkt des vorliegenden Fahrzustands in dem EV-Fahrbereich liegt, geht der Steuerfluss entsprechend der 4-Radantriebsumschalt-Voraussageeinrichtung 66 zu SA2, um den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugmodus von dem EV-Antriebsmodus zum Fahren des Fahrzeugs mit zwei Rädern zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodi vorauszusagen. Diese Voraussage wird durch eine Bestimmung basierend auf der vorstehend angegebenen Rutschdrehzahl Nslip, einer Umgebungstemperatur Tair, eines Straßenoberflächengradienten θ und eines Betriebszustands des Schneemodusschalters 57 durchgeführt. Falls eine negative Bestimmung in SA2 erhalten wird, wird dieser Schritt wiederholt implementiert, bis eine positive Bestimmung erhalten wird, so dass das Fahrzeug in dem EV-Antriebsmodus betrieben wird bzw. gefahren wird, bis die positive Bestimmung in SA2 erhalten wird. Falls die positive Bestimmung in SA2 erhalten wird, d. h. falls der Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, geht der Steuerfluss entsprechend der Maschinestartsteuereinrichtung 68 zu SA3, um die Maschine 14 zu starten. Genauer beschrieben wird der erste elektrische Motor MG1 zum Erhöhen der Betriebsdrehzahl Ne der Maschine 14 auf einem Wert betrieben, bei dem sich die Maschine 14 von selbst betreiben kann, so dass die Verbrennung in der Maschine 14 gestartet wird. Anschließend geht der Steuerfluss entsprechend der Maschinenstartsteuereinrichtung 68 zu SA4, um das Fahrzeug mit der Maschine 14 zu betreiben, die sich von selbst betreiben kann (in dem Betriebszustand gehalten wird).
  • Anschließend wird SA5 entsprechend der 4-Radantriebsumschalt-Bestimmungseinrichtung 70 implementiert, um zu bestimmen, ob es tatsächlich notwendig ist, den Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus umzuschalten. Insbesondere wird nun beschrieben, dass diese Bestimmung davon abhängig ist, ob die vorstehend angegebene Rutschdrehzahl Nslip größer als die vorstehend angegebene obere Grenze Nslip1 ist, oder ob der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc größer als die vorbestimmte obere Grenze Acc1 ist. Falls eine negative Bestimmung in SA5 erhalten wird, geht der Steuerfluss zurück zu SA4 und die Maschine 14 ist sich selbst betreibend beibehalten bis eine positive Bestimmung in SA5 erhalten wird. Wenn die bejahende Bestimmung in SA5 erhalten wird, geht der Steuerfluss entsprechend der 4-Radantriebssteuereinrichtung 72 zu SA6, um die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 zum raschen Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus in den Eingriffzustand zu setzen.
  • Die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass sie die Maschine 14 startet, wenn der Bedarf zum Umschalten zu einer der 4-Radantriebsmodi vorausgesagt wurde, so dass der Fahrzeugantriebsmodus rasch zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus durch Setzen der ersten und zweiten Kupplung C1, C2 in den Eingriffszustand zu schalten, wenn der Bedarf zum tatsächlichen Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus bestimmt wird. Es kann nämlich, wenn die Maschine 14 bereits gestartet wurde, die zum Umschalten des Fahrzeugsantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus erforderliche Zeit um eine Zeitdauer verkürzt werden, die zum Starten der Maschine 14 erforderlich ist, so dass die gewünschten Fahrzeugsantriebskraft in einer kurzen Zeit erhalten werden kann.
  • Das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit der Ölpumpe 43 vorgesehen, die durch die Maschine 14 betrieben wird, um den hydraulischen Druck auf die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 aufzubringen, um die erste und zweite Kupplung C1, C2 selektiv in einen Leistungsübertragungszustand oder einen Leistungsabschaltzustand zu setzen, und die Steuereinrichtung ist derart konfiguriert, dass sie den hydraulischen Druck auf die erste und zweite Kupplung C1 und C2 aufbringt, um die erste und zweite Kupplung C1 und C2 bereit zu halten, um mit dem vorbestimmten hydraulischen Druck in den Leistungsübertragungszustand versetzt zu werden, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde. Dementsprechend kann der Fahrzeugantriebsmodus rasch zu dem 4-Radantriebsmodus geschalten werden, wenn der Bedarf zum tatsächlichen Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus bestimmt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung wird beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, die bei der vorstehenden Ausführungsform verwendet wurden, um entsprechende Elemente zu bestimmen, die nicht redundant beschrieben werden.
  • ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 8 ist das Funktionsblockdiagramm entsprechend zu dem von 4 gemäß der vorstehenden Ausführungsform zum Erläutern von Hauptsteuerfunktionen einer elektronischen Steuervorrichtung 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung. Die EV-Antriebsbestimmungseinrichtung 62, die EV-Antriebssteuereinrichtung 64, die 4-Radantriebsumschalt-Voraussageeinrichtung 66, die 4-Radantriebsschalt-Bestimmungseinrichtung 70 und die 4-Radantriebssteuereinrichtung 72, wie in 8 dargestellt, weisen die gleichen, wie vorstehend bezüglich der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen Funktionen auf und werden nicht wiederholend beschrieben.
  • Eine Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74, wie in 8 gezeigt, wird beim Bestimmen durch die 4-Radantriebsschalt-Voraussageeinrichtung 66 betrieben, dass es eine Möglichkeit zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu einem der 4-Radantriebsmodi gibt. Die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 ist derart konfiguriert, dass sie einen Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugbetriebs bzw. Fahrzeugfahrens in den Serien-HV-Antriebsmodi 1 bis 3 mit der Maschine 14, die in dem Betriebszustand gehalten wird, und einem Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugbetriebs in dem 4-Radantriebsmodus mit den ersten und zweiten elektrischen Motoren MG1 und MG2, die in dem Betriebszustand gehalten werden, und mit der Maschine 14, die in dem Ruhezustand gehalten wird, zueinander vergleicht, um zu bestimmen, welcher Modus den höchsten Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist. Die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 berechnet eine Menge an Verbrauch in den Serien-HV-Antriebsmodi basierend auf einem vorbestimmten Betrag der Kraftstoffzufuhr zur Maschine 14 in den Serien-HV-Modi und eine Menge an Verbrauch entsprechend eines Erzeugungsbetrags einer elektrischen Energie durch den ersten elektrischen Motor MG1 und eine Menge an Verbrauch einer elektrischen Energie durch den zweiten elektrischen Motor MG2, wobei die Kraftstoffmenge durch Umwandlung entsprechend einem vorbestimmten Kennfeld oder einer Berechnungsformel berechnet wird. Ferner berechnet die Kraftstoffvergleichseinrichtung 74 einen Betrag des Verbrauchs des Kraftstoffs in dem 4-Radantriebsmodus zum Fahren bzw. Betreiben des Fahrzeugs mit dem ersten und zweiten elektrischen Motor MG1, MG2, wobei Menge an Verbrauch des Kraftstoffs durch Umwandlung basierend auf dem Betrag des Verbrauchs einer elektrischen Energie durch den ersten und zweiten elektrischen Motor MG1, MG2 und entsprechend eines gespeicherten Kennfelds oder einer Berechnungsformel zum Umwandeln der Menge an Verbrauch der elektrischen Energie in den Kraftstoffverbrauch. Die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 bestimmt einen kleineren der zwei berechneten Menge an Verbrauch des Kraftstoffs als einen höheren der zwei Grade des Kraftstoffwirtschaftlichkeits.
  • Falls die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 bestimmt, dass der 4-Radantriebsmodus zum Betreiben mit dem ersten und zweiten elektrischen Motor MG1, MG2 einen höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist, wird der EV-Antriebsmodus ohne Starten der Maschine 14 beibehalten. Wenn die 4-Radantriebsschalt-Bestimmungseinrichtung 70 den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Antriebsmodus bestimmt, setzt die 4-Radantriebssteuereinrichtung 72 die erste und zweite Kupplung C1, C2 in den Eingriffszustand, um die Fahrzeugfahrt bzw. den Fahrzeugbetrieb in dem 4-Radantriebsmodus mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Motor MG1, MG2, die in dem Fahrzeugantriebszustand gesetzt werden, zu beginnen. Diesbezüglich ist zu beachten, dass die Fahrzeugantriebsoperation der ersten und zweiten elektrischen Motoren MG1, MG2 in einer kürzeren Zeit begonnen werden können als die Startoperationen der Maschine 14, wodurch im Wesentlichen keine Verzögerung des Umschaltens des Fahrzeugmodus zu dem 4-Schaltantriebsmodus entsteht, so dass die gewünschte Fahrzeugantriebskraft in einer kürzeren Zeit erhalten wird.
  • Falls die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 bestimmt, dass die Serien-HV-Antriebsmodi den höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweisen, setzt die Serien-HV-Antriebssteuereinrichtung 76 die zweite Kupplung C2 in den Eingriffszustand und setzt den zweiten elektrischen Motor MG2 in den Fahrzeugantriebszustand, während die Maschine 14 in dem Betriebszustand gehalten wird, um den ersten elektrischen Motor MG1 zum Erzeugen einer elektrischen Energie zu betreiben, so dass das Fahrzeug in den Serien-HV-Antriebsmodi (Serien-HV-Modi 1 bis 3) betrieben wird. 9 ist die Ansicht, die ein zweidimensionales Kennfeld angibt, das Bereiche zum Auswählen von entsprechenden Antriebsmodi des Fahrzeugs 12 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Ausgabedrehmoment Tout der Ausgabewelle des Getriebes 20 definiert. Gewöhnlich wird der EV-Antriebsmodus in einem Bereich ausgewählt, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Ausgabedrehmoment vergleichsweise gering sind, und die Serien-HV-Antriebsmodi sind in einem Bereich ausgewählt, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Ausgabedrehmoment dazwischen liegen, während der parallele Antriebsmodus in einem Bereich ausgewählt wird, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Ausgabedrehmoment vergleichsweise hoch sind. Wenn die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 bestimmt, dass die Serien-HV-Antriebsmodi den höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweisen und die Serien-HV-Antriebssteuereinrichtung 76 betrieben wird, wird der EV-Antriebsmodusbereich in den Serien-HV-Antriebsmodusbereich verändert, wie durch gestrichelte Linien in 9 angezeigt, selbst in dem EV-Antriebsmodusbereich.
  • Es wird nämlich der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert, um den EV-Antriebsmodusbereich abzudecken, so dass das Fahrzeug in dem geeigneten Serien-HV-Antriebsmodus betrieben wird, selbst in dem EV-Antriebsmodusbereich, obwohl der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird, um das Ganze des EV-Antriebsmodusbereichs in der vorliegenden Ausführungsform abzudecken, muss der Serien-HV-Antriebsmodusbereich nicht vergrößert werden, um das Ganze des EV-Antriebsmodusbereichs zu vergrößern, sondern kann vergrößert werden, um lediglich einen Abschnitt des EV-Antriebsmodusbereichs abzudecken.
  • Wenn die Serien-HV-Antriebssteuereinrichtung 76 in den vorstehend beschriebenen Zuständen betrieben wird, wird die Ausgabe der Maschinen in den Serien-HV-Antriebsmodus kleiner eingestellt als die bevor der Serien-HV-Antriebsmodusbereich verlängert wird (als die in dem Serien-HV-Antriebsmodus, der in dem tatsächlichen AV-Antriebsmodusbereich ausgewählt wird). Diesbezüglich ist zu beachten, dass, wenn die Serien-HV-Antriebssteuereinrichtung 76 betrieben wird, der Serien-HV-Antriebsmodus ausgewählt wird, selbst in dem ursprünglichen EV-Antriebsmodusbereich, in dem die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit und das Ausgabedrehmoment vergleichsweise gering sind, so dass der erforderliche Betrag des Verbrauchs der elektrischen Energie vergleichsweise klein ist und das Fahrzeug kann mit der in der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 gespeicherten elektrischen Energie betrieben werden. Dementsprechend kann die erforderliche Ausgabe der Maschine 14 verringert werden und die Verschlechterung des Kraftstoffwirtschaftlichkeits aufgrund des Betriebs der Maschine 14 kann minimiert werden. Die Reduktion der Ausgabe der Maschine 14 ermöglicht es auch, eine Möglichkeit zu reduzieren, bei der beim Fahrer ein Unbehagen über Vibrationen der Maschine 14 hervorgerufen wird.
  • Wenn die 4-Radantriebsschaltbestimmungseinrichtung 70 bestimmt, dass der Bedarf des Umschaltens des Fahrzeugsantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Antriebsmodus bestimmt wird, setzt die 4-Radantriebssteuereinrichtung 72 die erste Kupplung C1 in den Eingriffszustand zum raschen Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus von dem vorliegend ausgewählten Serien-HV-Antriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus.
  • 10 ist das Flussdiagramm entsprechend zu dem von 7 zum Erläutern von Hauptabschnitten einer Steueroperation der elektronischen Steuervorrichtung 100 bei der vorliegenden Ausführungsform. Zunächst wird Schritt SA1 in 10 entsprechend der EV-Antriebsbestimmungseinrichtung 62 implementiert, um zu bestimmen, ob der vorliegende ausgewählte Fahrzeugantriebsmodus der EV-Antriebsmodus ist. Falls in SA1 eine negative Bestimmung erhalten wird, wird die vorliegende Steuerroutine beendet. Falls andererseits die positive Bestimmung in SA1 erhalten wird, geht der Steuerfluss zu SA2 entsprechend der 4-Radantriebs-Voraussageeinrichtung 66, um den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus von dem EV-Antriebsmodus zum Fahren bzw. Betreiben des Fahrzeugs mit zwei Rädern zu den geeigneten 4-Rad-Antriebsmodi vorauszusagen. Falls in SA2 die negative Bestimmung erhalten wird, wird der Schritt wiederholt bis die bejahende Bestimmung erhalten wird, so dass das Fahrzeug in dem EV-Antriebsmodus betrieben wird bis in SA2 die positive Bestimmung erhalten wird. Falls in SA2 die bejahende Bestimmung erhalten wird, d. h. falls der Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, geht der Steuerfluss entsprechend der Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 zu SA7, um zueinander den Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugbetriebs in den Serien-HV-Antriebsmodi mit der Maschine 14, die in dem Betriebszustand gehalten wird, und dem Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugbetriebs in dem 4-Radantriebsmodus (e-4WD) mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Motor MG1 und MG2, die in dem Betriebszustand gehalten werden, und mit der Maschine 14, die in dem Ruhezustand gehalten wird, zu vergleichen, und einen höheren der berechnenden zwei Kraftstoffverbräuche zu bestimmen. Falls die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 bestimmt, dass die Serien-HV-Antriebsmodi den höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweisen, wird in SA7 eine positive Bestimmung erhalten und der Steuerfluss geht zu SA3' und den nachfolgenden Schritten. Falls bestimmt wird, dass der 4-Radantriebsmodus (e-4WD) zum Betreiben des Fahrzeugs mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Motor MG1, MG2, die in dem Betriebszustand gehalten werden, und mit der Maschine 14, die in dem Ruhezustand gehalten wird, den höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit andererseits aufweist, geht der Steuerfluss zu SA8 und den nachfolgenden Schritten.
  • Zu Beginn wird SA3', der implementiert wird, wenn in SA7 einen positive Bestimmung erhalten wird, beschrieben. In SA3' entsprechend der Serien-HV-Antriebssteuereinrichtung 76, wird der Fahrzeugantriebsmodus zu einen geeigneten der Serien-HV-Antriebsmodi 1 bis 3 geschalten, in denen die Maschine 14 gestartet wird. Genauer beschrieben wird hierbei, dass entsprechend der Tabelle von 2 die Maschine 14 gestartet wird und die Kupplung C2 wird in den Eingriffszustand gesetzt. Anschließend geht der Steuerfluss entsprechend der Serien-HV-Antriebssteuereinrichtung 76 zu SA4', um den geeigneten Serien-HV-Antriebsmodus beizubehalten. Bei diesen Serien-HV-Antriebsmodus weist die Maschine 14 einen höheren Freiheitsgrad in deren Betriebspunkt als in dem 4-Radantriebsmodus zum Betreiben des Fahrzeugs mit der Maschine 14 auf, die mit den Vorderrädern 16 (Antriebsrädern) beispielsweise verbunden ist, so dass die Verschlechterung des Kraftstoffwirtschaftlichkeits reduziert wird und es ist möglich, rasch den Fahrzeugantriebsmodus von dem Serien-HV-Antriebsmodus zu dem 4-Antriebsmodus umzuschalten, wenn der 4-Antriebsmodus benötigt wird.
  • Anschließend geht der Steuerfluss entsprechend der 4-Radantriebsschalt-Bestimmungseinrichtung 70 zu SA5, um zu bestimmen, ob es tatsächlich notwendig ist, den Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus zu schalten. Falls in SA5 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss zu SA4' zurück, der wiederholt implementiert wird bis in SA5 die positive Bestimmung erhalten wird. Falls in SA5 die positive Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss entsprechend der 4-Radantriebssteuereinrichtung 72 zu SA6, um die erste Kupplung C1 in den Eingriffszustand zu setzen zum raschen Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Antriebsmodus.
  • Falls in SA7 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerfluss entsprechend der 4-Radantriebsschalt-Bestimmungseinrichtung 70 zu SA8, um zu bestimmen, ob es tatsächlich notwendig ist, den Fahrantriebsmodus von dem EV-Antriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus zu schalten während des EV-Antriebsmodus. Falls in SA8 eine negative Bestimmung erhalten wird, wird der EV-Antriebsmodus beibehalten und SA8 wird wiederholt implementiert bis eine positive Bestimmung in SA8 erhalten wird. Wenn in SA8 die positive Bestimmung erhalten wird, werden die erste Kupplung und die zweite Kupplung C1, C2 in den Eingriffszustand gesetzt und das Fahrzeug wird in dem 4-Radantriebsmodus mit dem ersten und zweiten elektrischen Motor MG1, MG2 betrieben, die in den Fahrzeugantriebszustand gesetzt sind.
  • Wie bei der vorstehenden Ausführungsform wird die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform derart konfiguriert, dass sie ermöglicht, rasch den Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus zu schalten. Ferner weist das Hybridfahrzeug den Serien-HV-Antriebsmodus auf, in dem das Hybridfahrzeug mit dem zweiten elektrischen Motor MG2 bei dem freigegebenen Zustand der ersten Kupplung C1 betrieben wird, während der erste elektrische Motor MG1 mit der Antriebskraft der Maschine 14 betrieben wird, um eine elektrische Energie zu erzeugen. Wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, wird die Maschine 14 gestartet und der Bereich zum Betreiben des Hybridfahrzeugs in den Serien-HV-Antriebsmodi wird vergrößert, um den ursprünglichen Bereich zum Betreiben des Hybridfahrzeugs in dem EV-Antriebsmodus abzudecken. Dementsprechend werden die Serien-HV-Antriebsmodi ausgewählt, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, sodass beim Bestimmen, dass es tatsächlich notwendig ist, den Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus zu schalten, die erste Kupplung C1 in Eingriff gebracht wird, um rasch den Fahrzeugantriebsmodus zu dem 4-Radantriebsmodus zu schalten, wodurch die gewünschte Fahrzeugantriebskraft in kurzer Zeit erhalten wird. Zudem wird der geeignete Serien-HV-Antriebsmodus beibehalten bis zu dem Moment der Bestimmung des Bedarfs zum Umschalten des 4-Radantriebsmodus, sodass die Maschine 14 einen höheren Freiheitsgrad in deren Betriebspunkt als in dem 4-Radantriebsmodus zum Betreiben des Fahrzeugs mit der Maschine 14 aufweist, die mit den Vorderrädern 16 (Antriebsrädern) beispielsweise verbunden ist, wodurch die Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit reduziert wird und es wird ermöglicht, rasch den Fahrzeugantriebsmodus von dem Serien-HV-Antriebsmodus zu dem gewünschten 4-Radantriebsmodus zu schalten, falls der 4-Radantriebsmodus benötigt wird.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist ferner derart konfiguriert, dass die Ausgabe der Maschine 14 in dem Serien-HV-Antriebsmodus, der ausgewählt wird, nachdem der Bedarf zum Umschalten des geeigneten 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, kleiner eingestellt wird als die in dem Serien-HV-Antriebsmodus bevor der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird. Dementsprechend ist es weniger wahrscheinlich, dass beim dem Fahrer bzw. Fahrzeugführer Unbehagen über Vibrationen der Maschine 14 hervorgerufen werden, selbst wenn der Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten Serien-HV-Antriebsmodus geschalten wird, in dem die Maschine 14 in dem Betriebszustand gesetzt wird, wenn der EV-Antriebsmodus ausgewählt werden kann, in welchem die Maschine 14 nicht betrieben wird. Wenn der Punkt des Fahrzeugbetriebszustands in dem ursprünglichen EV-Antriebsmodusbereich derzeit liegt, kann das Fahrzeug mit einer ausreichenden Menge an elektrischer Energie, die von der elektrischen Energie-Speichervorrichtung 28 zugeführt wird, nach dem Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten Serien-HV-Antriebsmodus betrieben werden, selbst wenn die Ausgabe der Maschine 14 kleiner eingestellt wird als die bevor der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird. Durch Einstellen, dass die Ausgabe der Maschine 14 kleiner eingestellt wird als die bevor der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird, kann die Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeits des Fahrzeugs reduziert werden, während gleichzeitig das Fahrverhalten des Fahrzeugs gewohntermaßen beibehalten wird.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist auch derart konfiguriert, dass sie das Umschalten des Serien-HV-Antriebsmodus hemmt und das Hybridfahrzeug in eine 4-Radantriebsfahrt setzt, in der das Hybridfahrzeug mit dem ersten elektrischen Motor MG1 und dem zweiten elektrischen Motor MG2 beim Bestimmen des Umschaltens zu dem 4-Radantriebsmodus betrieben wird, falls bestimmt wurde, dass die 4-Radantriebsfahrt, in der das Hybridfahrzeug mit dem ersten elektrischen Motor MG1 und dem zweiten elektrischen Motor MG2, während die Maschine 14 in dem Ruhezustand gesetzt wird, einen höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist als bei dem Serien-HV-Antriebsmodus, nachdem der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde. Dementsprechend wird das Hybridfahrzeug mit vier Antriebsrädern in einem der 4-Radantriebsmodi und dem Serien-HV-Antriebsmodus betrieben, die den höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist, sodass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.
  • Während die Ausführungsform der Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Figuren beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass die Erfindung auch auf andere Weise verkörpert werden kann.
  • Beispielsweise ist das in den dargestellten Ausführungsformen vorgesehene Getriebe 20 nicht wesentlich gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner ist das Getriebe 20 nicht auf das band- bzw. riemengetriebene stufenlose Getriebe begrenzt, sondern kann auch ein anderer Typ sein, wie z. B. ein stufenvariables Automatikgetriebe.
  • Während die Maschine 14 und der erste elektrische Motor MG1 zueinander in Serie in den dargestellten Ausführungsformen verbunden sind, ist die Serienverbindung nicht wesentlich und die Maschine 14 und der elektrische Motor MG1 können miteinander auch parallel verbunden sein z. B. über Zahnräder.
  • Obgleich die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 als Verbindungs-/Lösevorrichtung in den dargestellten Ausführungsformen vorgesehen sind, kann auch lediglich eine davon vorgesehen werden.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Ölpumpe 43 zwischen der ersten Kupplung C1 und dem ersten elektrischen Motor MG1 angeordnet. Allerdings ist die Position der Ölpumpe 43 nicht zu der in den dargestellten Ausführungsformen begrenzt. Beispielsweise kann die Ölpumpe 43 zwischen dem ersten elektrischen Motor MG1 und der Maschine 14 oder an jeder weiteren Position vorgesehen sein, vorausgesetzt die Ölpumpe 43 wird durch die Maschine 14 angetrieben.
  • Bei der vorstehenden Ausführungsform wird das Ganze des EV-Antriebsmodusbereichs in den Serien-HV-Antriebsmodusbereich, wie durch die schrägen Linien in 9 angezeigt, verändert. Allerdings muss das Ganze des EV-Antriebsmodusbereichs nicht in den Serien-HV-Antriebsmodusbereich verändert werden und lediglich ein Abschnitt des EV-Antriebsmodusbereichs kann in den Serien-HV-Antriebsmodusbereich verändert werden.
  • Ferner muss die Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Vergleichseinrichtung 74 nicht bei der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten Serien-HV-Antriebsmodus geschalten werden, falls die 4-Radantriebschalt-Voraussageeinrichtung 66 den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus vorausgesagt hat.
  • Bei den dargestellten Ausführungsformen wird der Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu einem der 4-Radantriebsmodi vorausgesagt, falls der Schneemodusschalter 57 in den AN-Zustand gesetzt wird. Allerdings ist es möglich, den Bedarf zum Umschalten des Fahrzeugantriebsmodus zu dem geeigneten 4-Radantriebsmodus vorherzusagen, nach dem Erfassen einer Operation einer jeden Modusauswahleinrichtung mit Ausnahme des Schneemodusschalters 57, zum Auswählen eines jeden der 4-Radantriebsmodi zum Betreiben des Fahrzeugs bei einer abnormalen Straße oder für eine erhöhte Beschleunigung oder Fahrverhalten relativ zu den normalen Bedingungen. Eine solche Modusauswahleinrichtung enthält einen 4WD-Auswahlschalter, einen Offroad- bzw. Geländefahrschalter und einen Sportantriebsmodusschalter.
  • Es ist zu verstehen, dass die dargestellten Ausführungsformen lediglich zum darstellenden Zweck beschrieben wurden und dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Veränderungen und Verbesserungen verkörpert werden kann, die einem Fachmann ersichtlich sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 14
    Maschine
    16
    Vorderräder (erste Antriebsräder)
    18
    Hinterräder (zweite Antriebsräder)
    43
    Ölpumpe
    44, 100
    Elektronische Steuervorrichtung
    C1
    Erste Kupplung (Verbindungs-/Lösevorrichtung)
    C2
    Zweite Kupplung (Verbindungs-/Lösevorrichtung)
    MG1
    Erster elektrischer Motor
    MG2
    Zweiter elektrischer Motor

Claims (5)

  1. Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug, das mit einer Maschine, einem mit der Maschine verbundenen elektrischen Motor, einer zwischen der Maschine und dem elektrischen Motor und ersten Antriebsrädern angeordneten Verbindungs-/Lösevorrichtung und einem mit zweiten Antriebsrädern verbundenen zweiten elektrischen Motor vorgesehen ist, wobei das Hybridfahrzeug derart konfiguriert ist, dass es zu einem ausgewählten eines EV-Antriebsmodus, in dem das Hybridfahrzeug mit lediglich dem zweiten elektrischen Motor gefahren wird, und einem 4-Radantriebsmodus umschaltet, in dem die ersten Antriebsräder von zumindest der Maschine und/oder dem elektrischen Motor bei einem Eingriffszustand der Verbindungs-/Lösevorrichtung angetrieben werden, während die zweiten Antriebsräder mit dem zweiten elektrischen Motor angetrieben werden, wobei die Steuereinrichtung gekennzeichnet ist durch Starten der Maschine, wenn ein Bedarf zum Umschalten des 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde.
  2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug ferner einen Serien-HV-Antriebsmodus aufweist, in dem das Hybridfahrzeug mit dem zweiten elektrischen Motor in dem freigegebenen Zustand der Verbindungs-/Lösevorrichtung gefahren wird, während der erste elektrische Motor mit einer Antriebskraft der Maschine betrieben wird, um eine elektrische Energie zu erzeugen, wobei die Steuereinrichtung gekennzeichnet ist, durch ein Starten der Maschine und Vergrößern eines Serien-HV-Antriebsmodusbereichs zum Fahren des Hybridfahrzeugs in dem Serien-HV-Antriebsmodus, um einen Abschnitt oder ein Ganzes eines ursprünglichen EV-Antriebsmodusbereichs zum Fahren des Hybridfahrzeugs in dem EV-Antriebsmodus abzudecken, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde.
  3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgabe der Maschine in dem Serien-HV-Antriebsmodus, der nachdem der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde, geringer eingestellt ist als die in dem Serien-HV-Antriebsmodus bevor der Serien-HV-Antriebsmodusbereich vergrößert wird.
  4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Hemmen des Umschaltens zu dem Serien-HV-Antriebsmodus und durch Setzen des Hybridfahrzeugs in eine 4-Radantriebsfahrt, in der das Hybridfahrzeug mit dem ersten elektrischen Motor und dem zweiten elektrischen Motor bei einer Bestimmung des Umschaltens zu dem 4-Radantriebsmodus gefahren wird, falls bestimmt wurde, dass die 4-Radantriebsfahrt, in der das Hybridfahrzeug mit dem ersten elektrischen Motor und dem zweiten elektrischen Motor gefahren wird, während die Maschine in einen Ruhezustand gesetzt wird, einen höheren Grad von Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufweist als der Serien-HV-Antriebsmodus, nachdem der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde.
  5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug mit einer Ölpumpe vorgesehen ist, die durch die Maschine betrieben wird, um einen hydraulischen Druck auf die Verbindungs-/Lösevorrichtung aufzubringen, zum Setzen der Verbindungs-/Lösevorrichtung selektiv in einen Leistungsübertragungszustand oder einen Leistungsabschaltzustand, wobei die Steuereinrichtung gekennzeichnet ist, durch Aufbringen des hydraulischen Drucks auf die Verbindungs-/Lösevorrichtung zum Bereithalten der Verbindungs-/Lösevorrichtung, um in den Leistungsübertragungszustand mit einem vorbestimmten hydraulischen Druck gesetzt zu werden, wenn der Bedarf zum Umschalten zu dem 4-Radantriebsmodus vorausgesagt wurde.
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