DE112012006064B4 - Antriebs-Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Antriebs-Steuerungsvorrichtung (40) für ein Hybridfahrzeug, welches vorgesehen ist mit:
einer Differentialvorrichtung (14, 16; 14, 16'), welche einen ersten Differentialmechanismus (14) und einen zweiten Differentialmechanismus (16; 16') enthält und welche vier Drehelemente (C1, C2/S1/S2/R1, R2; C1, R2`/S1/S2`/R1, C2') besitzt; und einer Maschine (12), einem ersten Elektromotor (MG1), einem zweiten Elektromotor (MG2) und einem Ausgangs-Drehelement (30), welche mit den vier Drehelementen entsprechend verbunden sind, und wobei eines (C1, C2; C1, R2') der vier Drehelemente durch eine Drehkomponente (C1; C1) des ersten Differentialmechanismus und eine Drehkomponente (C2; R2') des zweiten Differentialmechanismus gebildet ist, welche über eine Kupplung (CL) selektiv miteinander verbunden sind, und eine (C2; R2') der Drehkomponenten der ersten und zweiten Differentialmechanismen, welche über die Kupplung selektiv miteinander verbunden sind, über eine Bremse (BK) selektiv an einem stationären Element (26) fixiert ist,
wobei die Antriebs-Steuerungsvorrichtung aufweist:
einen Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt (82), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den ersten Elektromotor (MG1) derart betreibt, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und den zweiten Elektromotor (MG2) derart betreibt,
um ein negatives Drehmoment zu erzeugen, wobei die Kupplung (CL) in einem Eingriffszustand angeordnet ist, um das Hybridfahrzeug in einer Rückwärtsrichtung zu fahren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Antriebs-Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Es ist ein Hybridfahrzeug bekannt, welches mit einem Differenzialmechanismus mit einem ersten Drehelement, das mit einem ersten Elektromotor verbunden ist, einem zweiten Drehelement, das mit einer Maschine verbunden ist, und einem dritten Drehelement, das mit einem Ausgangs-Drehelement und einem zweiten Elektromotor verbunden ist, und einer Kurbelwellen-Verriegelungsvorrichtung zum Verhindern einer Drehbewegung einer Kurbelwelle der Maschine vorgesehen ist, und welches in einem zweiten Motor-Antriebsmodus, in welchem die ersten und zweiten Elektromotoren beide als eine Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle betrieben werden, und auch in einem normalen ersten Motor-Antriebmodus, in welchem der zweite Elektromotor als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle betrieben wird, betrieben werden kann (siehe JP 2008 - 265 600 A ).
  • Darüber hinaus offenbart die US 7 998 016 B2 ein Zahnradgetriebe mit einem ersten Planetenradsatz mit einem ersten Sonnenrad, einem ersten Hohlrad und einem ersten Träger und einem zweiten Planetenradsatz mit einem zweiten Sonnenrad, einem zweiten Hohlrad und einem zweiten Träger. Das Zahnradgetriebe umfasst auch eine erste Kupplung, die konfiguriert ist, um den ersten Träger selektiv mit dem zweiten Träger zu verbinden, und eine zweite Kupplung, die konfiguriert ist, um das erste Sonnenrad selektiv mit dem zweiten Sonnenrad zu verbinden. Das Zahnradgetriebe umfasst auch eine erste Bremse, die konfiguriert ist, um das erste Sonnenrad selektiv zu fixieren, eine zweite Bremse, die konfiguriert ist, um das zweite Sonnenrad selektiv zu fixieren, und eine dritte Bremse, die konfiguriert ist, um den ersten Träger selektiv zu fixieren.
  • Die US 7 252 611 B2 offenbart ein elektrisch verstellbares Getriebe mit ersten und zweiten Differentialgetriebesätzen, einer Batterie, zwei elektrischen Maschinen, die austauschbar als Motoren oder Generatoren dienen, einer festen Verbindung und fünf wählbaren Drehmomentübertragungsvorrichtungen. Die wählbaren Drehmomentübertragungsvorrichtungen werden in Kombinationen von zwei oder drei eingesetzt. Die Drehmomentübertragungsvorrichtungen und die ersten und zweiten Motoren/Generatoren sind betreibbar, um fünf Betriebsmodi bereitzustellen.
  • Die DE 11 2006 002 557 B4 zeigt ein elektrisch verstellbares Getriebe, umfassend ein Antriebselement zur Aufnahme von Leistung von einer Maschine; ein Abtriebselement; einen ersten und zweiten Motor/Generator; einen ersten und zweiten Differenzialzahnradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; wobei das Antriebselement nicht ständig mit irgendeinem Element der Zahnradsätze verbunden ist und das Abtriebselement ständig mit einem Element der Zahnradsätze verbunden ist; ein Verbindungselement, das das erste Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Zahnradsatzes oder mit einem feststehenden Element verbindet; wobei der erste Motor/Generator ständig mit einem Element des ersten oder zweiten Zahnradsatzes verbunden ist; wobei der zweite Motor/Generator selektiv mit entweder einem Element des ersten Zahnradsatzes oder einem Element des zweiten Zahnradsatzes verbunden ist; und das elektrisch verstellbares Getriebe ferner umfasst: eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung, die ein Element des ersten oder zweiten Zahnradsatzes selektiv mit dem Antriebselement verbindet; eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung, die ein Element des ersten oder zweiten Zahnradsatzes selektiv mit dem Antriebselement verbindet, wobei dieses Element verschieden ist von dem einen, das durch die erste Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden ist; eine dritte Drehmomentübertragungseinrichtung, die ein Element des ersten Zahnradsatzes selektiv mit einem Element des zweiten Zahnradsatzes verbindet; eine vierte Drehmomentübertragungseinrichtung, die parallel zu einem von dem ersten und zweiten Motor/Generator geschaltet ist, um dessen Rotation selektiv zu verhindern; eine fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung, die parallel zu dem anderen der Motoren/Generatoren geschaltet ist, um dessen Rotation selektiv zu verhindern; wobei die erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Drehmomentübertragungseinrichtung einrückbar sind, um ein elektrisch verstellbares Getriebe mit einem stufenlos verstellbaren Bereich von Drehzahlverhältnissen und bis zu vier festen Vorwärtsdrehzahlverhältnissen bereitzustellen.
  • Zudem offenbart die DE 10 2010 026 460 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Multimodus-Hybridgetriebes, das ausgestaltet ist, um Leistung zwischen einem Eingangselement und einem Ausgangselement und einer ersten und zweiten Drehmomentmaschine in einem von zwei stufenlosen Modi zu übertragen, indem selektiv zwei wählbare Freilaufkupplungen eingerückt werden, wobei das Verfahren umfasst, dass das Hybridgetriebe in einem stufenlosen Anfangsmodus betrieben wird, der umfasst, dass die erste Kupplung mit wählbarem Freilauf eingerückt wird und ein Eingangsdrehmoment an dem Eingangselement und Motordrehmomente der ersten und zweiten Drehmomentmaschine unter Verwendung einer ersten kinematischen Beziehung gesteuert werden, um ein bevorzugtes Ausgangsdrehmoment zu erreichen; dem Hybridgetriebe befohlen wird, in einen Betrieb in einem stufenlosen Zielmodus überzugehen, das umfasst, dass die zweite Kupplung mit wählbarem Freilauf eingerückt wird und das Eingangsdrehmoment an dem Eingangselement und Motordrehmomente der ersten und zweiten Drehmomentmaschine unter Verwendung einer zweiten kinematischen Beziehung gesteuert werden, um das bevorzugte Ausgangsdrehmoment zu erreichen; und ein mehrstufiger Prozess ausgeführt wird, der die erste Kupplung mit wählbarem Freilauf in einen deaktivierten Zustand überführt, die zweite Kupplung mit wählbarem Freilauf in den eingerückten Zustand überführt, und das Steuern des Eingangsdrehmoments an dem Eingangselement und der Motordrehmomente der ersten und zweiten Drehmomentmaschine unter Verwendung der ersten kinematischen Beziehung zu der Verwendung der zweiten kinematischen Beziehung überführt, um das bevorzugte Ausgangsdrehmoment zu erreichen, wenn Drehzahlen der ersten und zweiten Drehmomentmaschine im Wesentlichen eine Synchrondrehzahl sind.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung gelöste Aufgabe
  • Es wird berücksichtigt ein Hybridfahrzeug derart zu gestalten, dass das Hybridfahrzeug vorgesehen ist mit: einem ersten Differenzialmechanismus mit einem ersten Drehelement, welches mit einem ersten Elektromotor verbunden ist, einem zweiten Drehelement, welches mit einer Maschine verbunden ist, und einem dritten Drehelement, welches mit einem Ausgangs-Drehelement verbunden ist; einem zweiten Differenzialmechanismus, welcher ein mit einem zweiten Elektromotor verbundenes erstes Drehelement, ein zweites Drehelement und ein drittes Drehelement besitzt, und bei welchem eines der zweiten und dritten Drehelemente mit dem dritten Drehelement des ersten Differenzialmechanismus verbunden ist; einer Kupplung zum selektiven Verbinden des zweiten Drehelements des ersten Differenzialmechanismus mit einem anderen der zweiten und dritten Drehelemente des zweiten Differenzialmechanismus, welches mit dem dritten Drehelement des ersten Differenzialmechanismus nicht verbunden ist; und einer Bremse zum selektiven Festlegen bzw. Fixieren des vorstehend bezeichneten anderen der zweiten und dritten Drehelemente des zweiten Differenzialmechanismus, welches mit dem dritten Drehelement des ersten Differenzialmechanismus nicht verbunden ist, an einem stationären Element. Dieses Hybridfahrzeug kann in einem zweiten Motor-Antriebsmodus, in welchem die ersten und zweiten Elektromotoren betrieben werden, um das Hybridfahrzeug anzutreiben, während die Bremse und die Kupplung in einem Eingriffszustand angeordnet sind, sowie in einem ersten Motor-Antriebsmodus, in welchem in erster Linie der zweite Elektromotor betrieben wird, um das Hybridfahrzeug anzutreiben, während die Bremse in dem Eingriffszustand angeordnet ist, betrieben werden.
  • Das wie vorstehend beschrieben konfigurierte Hybridfahrzeug kann ebenso in Hybrid-Antriebsmodi betrieben werden, in welchen die Maschine und der erste oder zweite Elektromotor als eine Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle betrieben werden. Die Hybrid-Antriebsmodi enthalten einen ersten Hybrid-Antriebsmodus, in welchem die Bremse in dem Eingriffszustand angeordnet ist, während die Kupplung in einem gelösten Zustand angeordnet ist, und einen zweiten Hybrid-Antriebsmodus, in welchem die Maschine als eine Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird und die Bremse in einem gelösten Zustand angeordnet ist, während die Kupplung in dem Eingriffszustand angeordnet ist. Diese ersten und zweiten Hybrid-Antriebsmodi werden in Abhängigkeit eines Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnisses selektiv geschaffen, was ermöglicht, die Übertragungseffizienz des Hybridfahrzeugs weiter zu verbessern.
  • Im Übrigen kann das vorstehend beschriebene Hybridfahrzeug durch den zweiten Elektromotor in einer Rückwärtsrichtung gefahren werden, während die Bremse in dem Eingriffszustand angeordnet ist. Das Hybridfahrzeug kann nicht in einer angemessenen Art und Weise gefahren werden, wenn sich das Hybridfahrzeug in einem Modus befindet, in welchem die Bremse nicht in den Eingriffszustand gebracht werden kann, oder falls die Bremse nicht normal funktioniert. Falls das Hybridfahrzeug durch den zweiten Elektromotor in der Rückwärtsrichtung gefahren wird, während die Bremse nicht in dem Eingriffszustand angeordnet ist, kann das Hybridfahrzeug in der Rückwärtsrichtung gefahren werden, falls ein Ausgangsdrehmoment des zweiten Elektromotors bezüglich einem Reibmoment der Maschine im Ruhezustand ausgeglichen wird oder kleiner als dieses ist. In diesem Fall ist das Ausgangsdrehmoment des zweiten Elektromotors beschränkt, so dass eine Rückwärts-Antriebskraft des Hybridfahrzeugs entsprechend beschränkt ist, wodurch das Problem auftritt, dass das Hybridfahrzeug auf einer gewölbten Oberfläche einer Straße oder auf einer ansteigenden Straße nicht in der Rückwärtsrichtung gefahren werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des vorstehend beschriebenen Standes der Technik gemacht. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebs-Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug vorzusehen, welche es erlaubt, dass das Hybridfahrzeug mit einer ausreichenden Antriebskraft in einem Rückwärts-Antriebsmodus gefahren wird.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Die vorstehend angegebene Aufgabe wird gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung gelöst, welche eine Antriebs-Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug vorsieht, das vorgesehen ist mit: (a) einem ersten Differenzialmechanismus und einem zweiten Differenzialmechanismus, welche insgesamt vier Drehelemente besitzen; und einer Maschine, einem ersten Elektromotor, einem zweiten Elektromotor und einem Ausgangs-Drehelement, welche entsprechend mit den vorstehend beschriebenen vier Drehelementen verbunden sind, und wobei (b) eines der vorstehend beschriebenen vier Drehelemente durch das Drehelement des vorstehend beschriebenen ersten Differenzialmechanismus und das Drehelement des vorstehend beschriebenen zweiten Differenzialmechanismus gebildet ist, welche über eine Kupplung selektiv miteinander verbunden sind, und (c) eines der Drehelemente der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Differenzialmechanismen, welche über die vorstehend beschriebene Kupplung selektiv miteinander verbunden sind, über eine Bremse selektiv an einem stationären Element fixiert bzw. festgelegt ist, (d) die Antriebs-Steuerungsvorrichtung durch Betreiben des vorstehend beschriebenen ersten Elektromotor, so dass dieser ein positives Drehmoment erzeugt, und Betreiben des vorstehend beschriebenen zweiten Elektromotors, so dass dieser ein negatives Drehmoment erzeugt, gekennzeichnet ist, wobei die vorstehend beschriebene Kupplung in einem Eingriffszustand angeordnet ist, um das Hybridfahrzeug in einer rückwärtigen Richtung zu fahren.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das durch die Antriebs-Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuerte Hybridfahrzeug ist derart konfiguriert, dass der vorstehend beschriebene erste Elektromotor betrieben wird, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und der vorstehend beschriebene zweite Elektromotor betrieben wird, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen, wobei die vorstehend beschriebene Kupplung in dem Eingriffszustand angeordnet ist, um das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung zu fahren. Entsprechend kann eine ausreichende Fahrzeug-Antriebskraft erreicht werden, ohne dass die Maschine betrieben werden muss oder eine Betriebsdrehzahl der Maschine verändern zu müssen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden (e) das positive Drehmoment und das negative Drehmoment, welche durch den vorstehend beschriebenen ersten Elektromotor und den vorstehend beschriebenen zweiten Elektromotor in einem nicht betriebenen Zustand der vorstehend beschriebenen Maschine erzeugt werden, derart gesteuert, dass eine Drehbewegung der vorstehend beschriebenen Maschine verhindert wird. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Maschine in einem nicht betriebenen Zustand ohne eine Drehbewegung gehalten, während das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung gefahren wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Reibungsverlusts der in der positiven Richtung betriebenen Maschine und eine Reduktion der Haltbarkeit der Maschine aufgrund deren Drehbewegung in der negativen Richtung zu verhindern.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird (f) das durch den vorstehend beschriebenen ersten Elektromotor erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert, dass eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einer erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, und (g) das durch den vorstehend beschriebenen zweiten Elektromotor erzeugte negative Drehmoment wird derart gesteuert, dass eine Drehbewegung der vorstehend beschriebenen Maschine in einer positiven oder einer negativen Richtung verhindert wird. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird das durch den ersten Elektromotor erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert, dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, so dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft gemäß dem Willen eines Bedieners des Hybridfahrzeugs erzeugt wird. Ferner wird das durch den zweiten Elektromotor erzeugte negative Drehmoment derart gesteuert, dass die Drehbewegung der Maschine in der positiven oder negativen Richtung verhindert wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Reibungsverlusts der in der positiven Richtung rotierten Maschine, und eine Reduktion der Haltbarkeit der Maschine aufgrund deren Drehbewegung in der negativen Richtung zu verhindern.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden (h) das positive Drehmoment und das negative Drehmoment, welche durch den vorstehend beschriebenen ersten Elektromotor und den vorstehend beschriebenen zweiten Elektromotor in einem Betriebszustand der vorstehend beschriebenen Maschine erzeugt werden, derart gesteuert, dass eine Veränderung einer Betriebsdrehzahl der Maschine verhindert wird. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Betriebsdrehzahl der Maschine konstant gehalten, während das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung gefahren wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Reibungsverlusts der Maschine, welcher durch einen Anstieg der Betriebsdrehzahl der Maschine hervorgerufen wird, und eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Aufwärmbetriebs der Maschine bei einer vorbestimmten Drehzahl, welcher beispielsweise infolge einer Abnahme der Maschinendrehzahl durchgeführt würde, zu verhindern.
  • Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird (i) das durch den vorstehend beschriebenen ersten Elektromotor erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert, dass eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einer erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, und (j) das durch den vorstehend beschriebenen zweiten Elektromotor erzeugte negative Drehmoment wird derart gesteuert, dass die Veränderung der Betriebsdrehzahl der vorstehend beschriebenen Maschine verhindert wird. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das durch den ersten Elektromotor erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert, dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, so dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft gemäß einem Willen des Bedieners des Hybridfahrzeugs erzeugt wird. Ferner wird das durch den zweiten Elektromotor erzeugte negative Drehmoment derart gesteuert, dass die Veränderung der Betriebsdrehzahl der Maschine verhindert wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund des Reibungsverlusts der Maschine, welcher durch den Anstieg der Maschinendrehzahl hervorgerufen wird, und eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Leerlaufbetriebs der Maschine bei einer vorbestimmten Drehzahl, welcher beispielsweise infolge einer Abnahme der Maschinendrehzahl durchgeführt würde, zu verhindern.
  • Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird (k) der vorstehend beschriebene erste Elektromotor in einer positiven Richtung betrieben, um das positive Drehmoment zu erzeugen, während der vorstehend beschriebene zweite Elektromotor in einer positiven Richtung betrieben wird, um das negative Drehmoment zu erzeugen. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt der zweite Elektromotor einen regenerativen Betrieb durch, um das negative Drehmoment zu erzeugen, so dass eine durch den regenerativen Betrieb erzeugte elektrische Energie durch den ersten Elektromotor verwendet werden kann, um das positive Drehmoment zu erzeugen.
  • Bei dem Hybridfahrzeug gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der vorstehend beschriebene erste Differenzialmechanismus mit einem ersten Drehelement, das mit dem vorstehend beschriebenen ersten Elektromotor verbunden ist, einem zweiten Drehelement, das mit der vorstehend beschriebenen Maschine verbunden ist, und einem dritten Drehelement, das mit dem vorstehend beschriebenen Ausgangs-Drehelement verbunden ist, vorgesehen, während der vorstehend beschriebene zweite Differenzialmechanismus mit einem ersten Drehelement, das mit dem vorstehend beschriebenen zweiten Elektromotor verbunden ist, einem zweiten Drehelement und einem dritten Drehelement vorgesehen ist, wobei eines der zweiten und dritten Drehelemente mit dem dritten Drehelement des vorstehend beschriebenen ersten Differenzialmechanismus verbunden ist, und die vorstehend beschriebene Kupplung derart konfiguriert ist, dass diese das zweite Drehelement des vorstehend beschriebenen ersten Differenzialmechanismus und das andere der zweiten und dritten Drehelemente des vorstehend beschriebenen zweiten Differenzialmechanismus, welches mit dem dritten Drehelement des vorstehend beschriebenen ersten Differenzialmechanismus nicht verbunden ist, selektiv miteinander verbindet, während die vorstehend beschriebene Bremse derart konfiguriert ist, dass diese das andere der zweiten und dritten Drehelemente des vorstehend beschriebenen zweiten Differenzialmechanismus, welches mit dem dritten Drehelement des vorstehend beschriebenen ersten Differenzialmechanismus nicht verbunden ist, an einem stationären Element festlegt bzw. mit diesem fest verbindet.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
    • 1 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems, auf welches die vorliegende Erfindung geeignet anwendbar ist;
    • 2 ist eine Ansicht zum Erläutern von Hauptabschnitten eines Steuerungssystems, welches vorgesehen ist, um das Antriebssystem von 1 zu steuern;
    • 3 ist eine Tabelle, welche Kombinationen von Betriebszuständen einer Kupplung und einer Bremse angibt, welche den jeweiligen fünf Antriebsmodi des Antriebssystems von 1 entsprechen;
    • 4 ist ein Kollineardiagramm mit geraden Linien, welche darauf eine Bestimmung von relativen Drehzahlen von verschiedenen Drehelementen des Antriebssystems von 1 zulassen, wobei das Kollineardiagramm den Modi 1 und 3 von 3 entspricht;
    • 5 ist ein Kollineardiagramm mit geraden Linien, welche darauf eine Bestimmung von relativen Drehzahlen von verschiedenen Drehelementen des Antriebssystems von 1 zulassen, wobei das Kollineardiagramm dem Modus 2 von 3 entspricht;
    • 6 ist ein Kollineardiagramm mit geraden Linien, welche darauf eine Bestimmung von relativen Drehzahlen von verschiedenen Drehelementen des Antriebssystems von 1 zulassen, wobei das Kollineardiagramm dem Modus 4 von 3 entspricht;
    • 7 ist ein Kollineardiagramm mit geraden Linien, welche darauf eine Bestimmung von relativen Drehzahlen von verschiedenen Drehelementen des Antriebssystems von 1 zulassen, wobei das Kollineardiagramm dem Modus 5 von 3 entspricht;
    • 8 ist ein funktionelles Blockdiagramm zum Erläutern von Haupt-Steuerungsfunktionen einer elektronischen Steuerungsvorrichtung, welche in 2 gezeigt ist;
    • 9 ist ein Kollineardiagramm zum Erläutern eines Steuerungsbetriebs, welcher durch einen in 8 gezeigten Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt durchgeführt wird, während eine Maschine in einem nicht betriebenen Zustand angeordnet ist;
    • 10 ist ein Kollineardiagramm zum Erläutern eines Steuerungsbetriebs, welcher durch den in 8 gezeigten Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt durchgeführt wird, während die Maschine in einem betriebenen Zustand angeordnet ist;
    • 11 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnitts einer Rückwärts-Antriebssteuerung des Hybridfahrzeugs, welche durch die in 2 gezeigte elektronische Steuerungsvorrichtung durchgeführt wird, im Falle einer Fehlfunktion der Bremse des Antriebssystems;
    • 12 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 13 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 14 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 15 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 16 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 17 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 18 ist ein Kollineardiagramm zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 19 ist ein Kollineardiagramm zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung; und
    • 20 ist ein Kollineardiagramm zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
  • Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen die ersten und zweiten Differenzialmechanismen insgesamt vier Drehelemente, während die vorstehend beschriebene Kupplung in dem Eingriffszustand angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzen die ersten und zweiten Differenzialmechanismen insgesamt vier Drehelemente, während eine Mehrzahl von Kupplungen in deren Eingriffszuständen angeordnet sind, wobei jede zwischen den Drehelementen der ersten und zweiten Differenzialmechanismen angeordnet ist und die vorstehend beschriebene Kupplung enthält. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung ist auf eine Antriebs-Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug geeignet anwendbar, welches mit den ersten und zweiten Differenzialmechanismen, die als die vier in einem Kollineardiagramm angegebenen Drehelemente dargestellt sind, der Maschine, dem ersten Elektromotor, dem zweiten Elektromotor und dem mit den jeweiligen vier Drehelementen gekoppelten Ausgangs-Drehelement vorgesehen ist, und wobei eines der vier Drehelemente über die vorstehend beschriebene Kupplung mit einem anderen der Drehelemente des ersten Differenzialmechanismus und einem anderen der Drehelemente des zweiten Differenzialmechanismus selektiv verbunden ist, während das Drehelement des ersten oder zweiten Differenzialmechanismus, welches über die Kupplung mit dem vorstehend bezeichneten einen Drehelement selektiv verbunden werden soll, über die vorstehend beschriebene Bremse an dem stationären Element selektiv festgelegt ist.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die vorstehend beschriebene Kupplung und die Bremse hydraulisch betätigte Kopplungsvorrichtungen, deren Betriebszustände (Eingriffszustände und gelöste Zustände) gemäß eines Hydraulikdrucks gesteuert werden. Während als Kupplung und Bremse vorzugsweise Reib-Kopplungsvorrichtungen vom nassen Mehrscheiben-Typ verwendet werden, können ebenso Kopplungsvorrichtungen vom Eingriffs-Typ, und zwar sogenannte Klauenkupplungen verwendet werden. Alternativ können die Kupplung und die Bremse elektromagnetische Kupplungen, Magnetpulverkupplungen und irgendwelche andere Kupplungen sein, deren Betriebszustände gemäß elektrischer Befehle gesteuert werden (welche in Eingriff gebracht und gelöst werden).
  • Das Antriebssystem, auf welches die vorliegende Erfindung anwendbar ist, wird in Abhängigkeit der Betriebszustände der vorstehend beschriebenen Kupplung und Bremse in einen ausgewählten Antriebsmodus versetzt, welcher aus einer Mehrzahl von Antriebsmodi ausgewählt wird. Vorzugsweise enthalten EV-Antriebsmodi, bei welchen zumindest einer der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Elektromotoren als eine Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle mit angehaltener Maschine verwendet wird, einen Modus 1, welcher beim Eingriffszustand der Bremse und beim gelösten Zustand der Kupplung geschaffen werden soll, und einen Modus 2, welcher bei den Eingriffszuständen von sowohl der Kupplung als auch der Bremse geschaffen werden soll. Ferner enthalten Hybrid-Antriebsmodi, bei welchen die vorstehend beschriebene Maschine betrieben wird, während die vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Elektromotoren betrieben werden, um nach Bedarf eine Fahrzeug-Antriebskraft und/oder eine elektrische Energie zu erzeugen, einen Modus 3, welcher beim Eingriffszustand der Bremse und beim gelösten Zustand der Kupplung geschaffen werden soll, einen Modus 4, welcher beim gelösten Zustand der Bremse und beim Eingriffszustand der Kupplung geschaffen werden soll, und einen Modus 5, welcher bei den gelösten Zuständen von sowohl der Bremse als auch der Kupplung geschaffen werden soll.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Drehelemente des vorstehend beschriebenen ersten Differenzialmechanismus und die Drehelemente des vorstehend beschriebenen zweiten Differenzialmechanismus im Eingriffszustand der vorstehend beschriebenen Kupplung und im gelösten Zustand der vorstehend beschriebenen Bremse in der Reihenfolge des ersten Drehelements des ersten Differenzialmechanismus, des ersten Drehelements des zweiten Differenzialmechanismus, des zweiten Drehelements des ersten Differenzialmechanismus, des zweiten Drehelements des zweiten Differenzialmechanismus, des dritten Drehelements des ersten Differenzialmechanismus und des dritten Drehelements des zweiten Differenzialmechanismus angeordnet, wie dies in den Kollineardiagrammen zu sehen ist, wobei die Drehzahlen der zweiten Drehelemente und der dritten Drehelemente der ersten und zweiten Differenzialmechanismen in den Kollineardiagrammen in gegenseitig überlappenden Zuständen angegeben sind.
  • Bezug nehmend auf die Abbildungen sind nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Es ist verständlich, dass die Abbildungen, auf welche nachstehend Bezug genommen wird, nicht notwendigerweise Dimensionsverhältnisse von verschiedenen Elementen exakt darstellen.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist die schematische Ansicht zum Erläutern einer Anordnung eines Hybridfahrzeug-Antriebssystems 10 (nachfolgend einfach als ein „Antriebssystem 10“ bezeichnet), auf welches die vorliegende Erfindung geeignet anwendbar ist. Wie in 1 gezeigt, ist das Antriebssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vom quer eingebauten Typ, welches für ein Fahrzeug vom FF (Frontmotor, Frontantrieb)-Typ geeignet verwendet wird, und dieses ist mit einer Haupt-Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle in Form einer Maschine 12, einem ersten Elektromotor MG1, einem zweiten Elektromotor MG2, einem ersten Differenzialmechanismus in Form eines ersten Planetengetriebesatzes 14, und einem zweiten Differenzialmechanismus in Form eines zweiten Planetengetriebesatzes 16 vorgesehen, welche auf einer gemeinsamen Mittelachse CE angeordnet sind. Das Antriebssystem 10 ist bezüglich der Mittelachse CE im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut. In 1 ist eine untere Hälfte des Antriebssystems 10 nicht gezeigt. Diese Beschreibung betrifft andere beschriebene Ausführungsformen.
  • Die Maschine 12 ist eine Verbrennungskraftmaschine, wie ein Ottomotor, welche betrieben werden kann, um durch die Verbrennung von Kraftstoff, wie Ottokraftstoff, der in deren Zylinder eingespritzt wird, eine Antriebskraft zu erzeugen. Sowohl der erste Elektromotor MG1 als auch der zweite Elektromotor MG2 sind ein sogenannter Motor/Generator mit einer Motor-Funktion, welche betrieben werden kann, um eine Antriebskraft zu erzeugen, und einer Funktion eines elektrischen Generators, welche betrieben werden kann, um eine Reaktionskraft zu erzeugen, und dieser ist mit einem Stator 18, 22, der an einem stationären Element in Form eines Gehäuses 26 festgelegt ist, und einem Rotor 20, 24, der radial innerhalb des Stators 18, 22 angeordnet ist, vorgesehen.
  • Der erste Planetengetriebesatz 14 ist ein Planetengetriebesatz vom Einzel-Ritzel-Typ mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 und dieser ist mit Drehelementen (Elementen) vorgesehen, welche bestehen aus: einem ersten Drehelement in Form eines Sonnenrads S1; einem zweiten Drehelement in Form eines Trägers C1, welcher ein Zahnrad bzw. Ritzel P1 derart trägt, dass das Zahnrad P1 um dessen Achse und um die Achse des Planetengetriebesatzes drehbar ist; und einem dritten Drehelement in Form eines Hohlrades bzw. Außenrades R1, welches über das Zahnrad P1 mit dem Sonnenrad S1 in Eingriff steht. Der zweite Planetengetriebesatz 16 ist ein Planetengetriebesatz vom Einzel-Ritzel-Typ mit einem Übersetzungsverhältnis ρ2 und dieser ist mit Drehelementen (Elementen) vorgesehen, welche bestehen aus: einem ersten Drehelement in Form eines Sonnenrads S2; einem zweiten Drehelement in Form eines Trägers C2, welcher ein Zahnrad bzw. Ritzel P2 derart trägt, dass das Zahnrad P2 um dessen Achse und um die Achse des Planetengetriebesatzes drehbar ist; und einem dritten Drehelement in Form eines Hohlrades bzw. Außenrades R2, welches über das Zahnrad P2 mit dem Sonnenrad S2 in Eingriff steht.
  • Das Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 ist mit dem Rotor 20 des ersten Elektromotors MG1 verbunden. Der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 ist mit einer Eingangswelle 28 verbunden, welche integral mit einer Kurbelwelle der Maschine 12 rotiert wird. Diese Eingangswelle 28 wird um die Mittelachse CE rotiert. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Ausdehnungsrichtung dieser Mittelachse CE als eine „Axialrichtung“ bezeichnet, außer wenn dies anders angegeben ist. Das Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 ist mit einem Ausgangs-Drehelement in Form eines Ausgangszahnrads bzw. Abtriebsritzels 30 und mit dem Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 verbunden. Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 ist mit dem Rotor 24 des zweiten Elektromotors MG2 verbunden.
  • Die durch das Abtriebsritzel 30 aufgenommene Antriebskraft wird über eine nicht gezeigte Differenzialgetriebevorrichtung und nicht gezeigte Achsen auf ein Paar von linken und rechten Antriebsrädern (nicht gezeigt) übertragen. Andererseits wird ein durch die Antriebsräder von einer Fahrbahnoberfläche, auf welcher das Fahrzeug fährt, aufgenommenes Drehmoment über die Differenzialgetriebevorrichtung und die Achsen zu dem Abtriebsritzel 30 und zu dem Antriebssystem 10 übertragen (eingegeben). Eine mechanische Ölpumpe 32, welche beispielsweise eine Flügelpumpe ist, ist mit demjenigen von gegenüberliegenden Endabschnitten der Eingangswelle 28 verbunden, welcher von der Maschine 12 entfernt liegt. Die Ölpumpe 32 wird durch die Maschine 12 betrieben, um einen Hydraulikdruck zu erzeugen, welcher auf eine nachfolgend beschriebene Hydraulik-Steuereinheit 60 usw. aufgebracht werden soll. Zusätzlich zu der Ölpumpe 32 kann eine elektrisch betätigte Ölpumpe vorgesehen sein, welche mithilfe elektrischer Energie betrieben wird.
  • Zwischen dem Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 und dem Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 ist eine Kupplung CL angeordnet, welche derart konfiguriert ist, dass diese diese Träger C1 und C2 selektiv miteinander koppelt (um die Träger C1 und C2 selektiv miteinander zu verbinden oder die Träger C1 und C2 voneinander zu trennen). Zwischen dem Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 und dem stationären Element in Form des Gehäuses 26 ist eine Bremse BK angeordnet, welche derart konfiguriert ist, dass diese den Träger C2 selektiv mit dem Gehäuse 26 koppelt (fixiert). Sowohl die Kupplung CL als auch die Bremse BK sind hydraulisch betätigte Kopplungsvorrichtungen, deren Betriebszustand gemäß dem von der Hydraulik-Steuereinheit 60 aufgebrachten Hydraulikdruck gesteuert wird (in Eingriff gebracht und gelöst). Während als Kupplung CL und Bremse BK vorzugsweise Reib-Kopplungsvorrichungen vom nassen Mehrscheiben-Typ verwendet werden, können ebenso Kopplungsvorrichtungen vom Eingriffs-Typ, und zwar sogenannte Klauenkupplungen verwendet werden. Alternativ können die Kupplung und die Bremse elektromagnetische Kupplungen, Magnetpulverkupplungen und irgendwelche andere Kupplungen sein, deren Betriebszustände gemäß elektrischer Befehle gesteuert werden, die von einer elektronischen Steuerungsvorrichtung 40 erzeugt werden (in Eingriff gebracht und gelöst).
  • Wie in 1 gezeigt, ist das Antriebssystem 10 derart konfiguriert, dass der erste Planetengetriebesatz 14 und der zweite Planetengetriebesatz 16 koaxial zu der Eingangswelle 28 (auf der Mittelachse CE angeordnet) und in der Axialrichtung der Mittelachse CE gegenüberliegend angeordnet sind. Genauer gesagt, der erste Planetengetriebesatz 14 ist in der Axialrichtung der Mittelachse CE auf einer Seite des zweiten Planetengetriebesatzes 16, auf einer Seite der Maschine 12, angeordnet. Der erste Elektromotor MG1 ist in der Axialrichtung der Mittelachse CE auf einer Seite des ersten Planetengetriebesatzes 14, auf der Seite der Maschine 12, angeordnet. Der zweite Elektromotor MG2 ist in der Axialrichtung der Mittelachse CE auf einer Seite des zweiten Planetengetriebesatzes 16 angeordnet, welche von der Maschine 12 entfernt liegt. Genauer gesagt, der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 liegen in der Axialrichtung der Mittelachse CE derart gegenüber, dass der erste Planetengetriebesatz 14 und der zweite Planetengetriebesatz 16 zwischen dem ersten Elektromotor MG1 und dem zweiten Elektromotor MG2 aufgenommen sind. Das heißt, das Antriebssystem 10 ist derart konfiguriert, dass der erste Elektromotor MG1, der erste Planetengetriebesatz 14, die Kupplung CL, der zweite Planetengetriebesatz 16, die Bremse BK und der zweite Elektromotor MG2 in der Axialrichtung der Mittelachse CE in der Reihenfolge der Beschreibung ausgehend von der Seite der Maschine 12 koaxial zueinander angeordnet sind.
  • 2 ist die Ansicht zum Erläutern von Hauptabschnitten eines Steuerungssystems, welches vorgesehen ist, um das Antriebssystem 10 zu steuern. Die in 2 gezeigte elektronische Steuerungsvorrichtung 40 ist ein sogenannter Mikrocomputer, welcher eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle enthält, und welche betrieben werden kann, um Signal-Verarbeitungsvorgänge gemäß Programmen durchzuführen, die in dem ROM gespeichert sind, während eine temporäre Daten-Speicherfunktion des RAM verwendet wird, um verschiedene Antriebssteuerungen des Antriebssystems 10, wie eine Antriebssteuerung der Maschine 12 und Hybrid-Antriebssteuerungen des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2, durchzuführen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 einer Antriebs-Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit dem Antriebssystem 10. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 kann nach Bedarf durch voneinander unabhängige Steuerungseinheiten für jeweilige Steuerungen, wie eine Ausgangs-Steuerung der Maschine 12 und Antriebssteuerungen des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2, aufgebaut sein.
  • Wie in 2 angegeben, ist die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 derart konfiguriert, dass diese verschiedene Signale von in dem Antriebssystem 10 vorgesehenen Sensoren und Schaltern empfängt. Genauer gesagt, die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 empfängt: ein Schalt-Positionssignal Sh, welches durch eine manuell betätigte Schaltvorrichtung 41 erzeugt wird, und welches bezeichnend ist für eine gegenwärtig ausgewählte Position einer Parkposition, einer neutralen Position, einer Vorwärts-Antriebs-Position, einer Rückwärts-Antriebs-Position usw.; ein Ausgangssignal eines Gaspedal-Betätigungsbetrag-Sensors 42, welches bezeichnend ist für einen Betätigungsbetrag oder Winkel ACC eines Gaspedals (nicht gezeigt), und welches einem durch einen Fahrzeugbediener geforderten Fahrzeug-Ausgang entspricht; ein Ausgangssignal eines Maschinendrehzahlsensors 44, welches bezeichnend ist für eine Maschinendrehzahl NE, d.h., eine Betriebsdrehzahl der Maschine 12; ein Ausgangssignal eines MG1-Drehzahlsensors 46, welches bezeichnend ist für eine Betriebsdrehzahl NMG1 des ersten Elektromotors MG1; ein Ausgangssignal eines MG2-Drehzahlsensors 48, welches bezeichnend ist für eine Betriebsdrehzahl NMG2 des zweiten Elektromotors MG2; ein Ausgangssignal eines Ausgangs-Drehzahlsensors 50, welches bezeichnend ist für eine Drehzahl NOUT des Abtriebsritzels 30, was einer Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs entspricht; ein Ausgangssignal eines Rad-Drehzahlsensors 52, welches bezeichnend ist für eine Drehzahl Nw von Rädern in dem Antriebssystem 10; und ein Ausgangssignal eines Batterie-SOC-Sensors 54, welches bezeichnend ist für einen gespeicherten elektrischen Energiebetrag (Ladungszustand) SOC einer nicht gezeigten Batterie.
  • Die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 ist außerdem derart konfiguriert, dass diese verschiedene Steuerungsbefehle erzeugt, welche auf verschiedene Abschnitte des Antriebssystems 10 aufgebracht werden sollen. Genauer gesagt, die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 bringt auf eine Maschinen-Steuerungsvorrichtung 56 zum Steuern eines Ausgangs der Maschine 12 nachfolgende Maschinen-Ausgangs-Steuerungsbefehle zum Steuern des Ausgangs der Maschine 12 auf, wobei die Befehle enthalten: ein Kraftstoff-Einspritzbetrag-Steuerungssignal, um einen Einspritzbetrag eines Kraftstoffes durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in ein Ansaugrohr zu steuern; ein Zünd-Steuerungssignal, um einen Zündzeitpunkt der Maschine 12 durch eine Zündvorrichtung zu steuern; und ein Elektronik-Drosselventil-Antriebs-Steuerungssignal, um ein Drossel-Stellglied zum Steuern eines Öffnungswinkels ΘTH eines elektronischen Drosselventils zu steuern. Ferner bringt die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 zum Steuern von Vorgängen des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 Befehlssignale auf einen Wechselrichter 58 auf, so dass die ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2 mit elektrischer Energie betrieben werden, welche gemäß den Befehlssignalen von einer Batterie durch den Wechselrichter 58 dorthin zugeführt wird, um Ausgänge (Ausgangsdrehmomente) der Elektromotoren MG1 und MG2 zu steuern. Elektrische Energie, welche durch die ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2 erzeugt wird, wird durch den Wechselrichter 58 der Batterie zugeführt und dort gespeichert. Ferner bringt die elektronische Steuerungsvorrichtung 40 Befehlssignale zum Steuern der Betriebszustände der Kupplung CL und der Bremse BK auf lineare Magnetventile und andere elektromagnetische Steuerungsventile auf, welche in der Hydraulik-Steuerungseinheit 60 vorgesehen sind, so dass Hydraulikdrücke, welche durch diese elektromagnetischen Steuerungsventile erzeugt werden gesteuert werden, um die Betriebszustände der Kupplung CL und der Bremse BK zu steuern.
  • Ein Betriebszustand des Antriebssystems 10 wird über den ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 gesteuert, so dass das Antriebssystem 10 als ein elektrisch gesteuerter Differenzialabschnitt dient, dessen Differenz von Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen steuerbar ist. Beispielsweise wird eine durch den ersten Elektromotor MG1 erzeugte elektrische Energie durch den Wechselrichter 58 zu der Batterie oder dem zweiten Elektromotor MG2 geführt. Genauer gesagt, ein Hauptteil der Antriebskraft der Maschine 12 wird mechanisch zu dem Abtriebsritzel 30 übertragen, während der verbleibende Teil der Antriebskraft durch den als Generator arbeitenden ersten Elektromotor MG1 verbraucht wird, und in die elektrische Energie umgewandelt, welche über den Wechselrichter 58 zu dem zweiten Elektromotor MG2 geführt wird, so dass der zweite Elektromotor MG2 derart betrieben wird, um eine Antriebskraft zu erzeugen, welche zu dem Abtriebsritzel 30 übertragen werden soll. Komponenten in Zusammenhang mit der Erzeugung der elektrischen Energie und dem Verbrauch der erzeugten elektrischen Energie durch den zweiten Elektromotor MG2 bilden einen elektrischen Pfad, durch welchen ein Teil der Antriebskraft der Maschine 12 in eine elektrische Energie umgewandelt wird, welche in eine mechanische Energie umgewandelt wird.
  • In dem Hybridfahrzeug, welches mit dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten Antriebssystem 10 vorgesehen ist, wird gemäß den Betriebszuständen der Maschine 12, des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2, und den Betriebszuständen der Kupplung CL und der Bremse BK ein Antriebsmodus einer Mehrzahl von Antriebsmodi selektiv geschaffen. 3 ist die Tabelle, welche Kombinationen der Betriebszustände der Kupplung CL und der Bremse BK angibt, welche den jeweiligen fünf Antriebsmodi des Antriebssystems 10 entsprechen. In dieser Tabelle stellen „o“-Zeichen einen Eingriffszustand dar, während Leerzellen einen gelösten Zustand darstellen. Die in 3 angegebenen Antriebsmodi EV-1 und EV-2 sind EV-Antriebsmodi, in welchen die Maschine 12 im Ruhezustand gehalten wird, während der erste Elektromotor MG1 und/oder der zweite Elektromotor MG2 als eine Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird. Die Antriebsmodi HV-1, HV-2 und HV-3 sind Hybrid-Antriebsmodi (HV-Antriebsmodi), in welchen die Maschine 12 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle betrieben wird, während der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 nach Bedarf betrieben werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft und/oder eine elektrische Energie zu erzeugen. In diesen Hybrid-Antriebsmodi wird der erste Elektromotor MG1 und/oder der zweite Elektromotor MG2 betrieben, um eine Reaktionskraft zu erzeugen, oder in einem freien Zustand ohne Last angeordnet.
  • Wie aus 3 ersichtlich, bestehen die EV-Antriebsmodi des Antriebssystems 10, in welchen die Maschine 12 im Ruhezustand gehalten wird, während der erste Elektromotor MG1 und/oder der zweite Elektromotor MG2 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird, aus: einem Modus 1 (erster Antriebsmodus) in Form des Antriebsmodus EV-1, welcher bei dem Eingriffszustand der Bremse BK und dem gelösten Zustand der Kupplung CL geschaffen wird; und einem Modus 2 (zweiter Antriebsmodus) in Form des Antriebsmodus EV-2, welcher bei den Eingriffszuständen von sowohl der Bremse BK als auch der Kupplung CL geschaffen wird. Die Hybrid-Antriebsmodi, bei welchen die Maschine 12 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle betrieben wird, während der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 nach Bedarf betrieben werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft und/oder eine elektrische Energie zu erzeugen, bestehend aus: einem Modus 3 (dritter Antriebsmodus) in Form des Antriebsmodus HV-1, welcher bei dem Eingriffszustand der Bremse BK und dem gelösten Zustand der Kupplung CL geschaffen wird; einem Modus 4 (vierter Antriebsmodus) in Form des Antriebsmodus HV-2, welcher bei dem gelösten Zustand der Bremse BK und dem Eingriffszustand der Kupplung CL geschaffen wird; und einem Modus 5 (fünfter Antriebsmodus) in Form des Antriebsmodus HV-3, welcher bei den gelösten Zuständen von sowohl der Bremse BK als auch der Kupplung CL geschaffen wird.
  • Die 4 bis 7 sind die Kollineardiagramme mit geraden Linien, welche darauf eine Bezeichnung bzw. Bestimmung von relativen Drehzahlen der verschiedenen Drehelemente des Antriebssystems 10 (erster Planetengetriebesatz 14 und zweiter Planetengetriebesatz 16) ermöglichen, wobei die Drehelemente entsprechend jeweiliger Kombinationen der Betriebszustände der Kupplung CL und der Bremse BK in unterschiedlichen Arten und Weisen miteinander verbunden sind. Diese Kollineardiagramme sind in einem zweidimensionalen Koordinatensystem mit einer horizontalen Achse, entlang welcher relative Übersetzungsverhältnisse p der ersten und zweiten Planetengetriebesätze 14 und 16 aufgetragen sind, und einer vertikalen Achse, entlang welcher die relativen Drehzahlen aufgetragen sind, definiert. Die Kollineardiagramme geben die relativen Drehzahlen an, wenn das Abtriebsritzel 30 in der positiven Richtung rotiert wird, um das Hybridfahrzeug in der Vorwärtsrichtung anzutreiben. Eine horizontale Linie X1 stellt die Drehzahl „null“ dar, während vertikale Linien Y1 bis Y4, die in der Reihenfolge der Beschreibung in der Richtung nach rechts angeordnet sind, die jeweiligen relativen Drehzahlen des Sonnenrads S1, des Sonnenrads S2, des Trägers C1 und des Hohlrads R1 darstellen. Genauer gesagt, eine durchgehende Linie Y1 stellt die relative Drehzahl des Sonnenrads S1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 dar (Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors MG1), eine unterbrochene Linie Y2 stellt die relative Drehzahl des Sonnenrads S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 dar (Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotor das MG2), eine durchgehende Linie Y3 stellt die relative Drehzahl des Trägers C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 dar (Betriebsdrehzahl der Maschine 12), eine unterbrochene Linie Y3' stellt die relative Drehzahl des Trägers C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 dar, eine durchgehende Linie Y4 stellt die relative Drehzahl des Hohlrads R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 dar (Drehzahl des Abtriebsritzels 30), und eine unterbrochene Linie Y4' stellt die relative Drehzahl des Hohlrads R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 dar. In den 4 bis 7 liegen die vertikalen Linien Y3 und Y3' übereinander, während die vertikalen Linien Y4 und Y4' übereinander liegen. Da die Hohlräder R1 und R2 fest miteinander verbunden sind, sind die Drehzahlen der Hohlräder R1 und R2, welche durch die vertikalen Linien Y4 und Y4' dargestellt sind, gleich.
  • In den 4 bis 7 stellt eine durchgehende Linie L1 die relativen Drehzahlen der drei Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes 14 dar, während eine unterbrochene Linie L2 die relativen Drehzahlen der drei Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes 16 darstellt. Abstände zwischen den vertikalen Linien Y1 bis Y4 (Y2 bis Y4') werden durch die Übersetzungsverhältnisse ρ1 und ρ2 der ersten und zweiten Planetengetriebesätze 14 und 16 bestimmt. Genauer beschrieben, betreffend die vertikalen Linien Y1, Y3 und Y4 entsprechend der jeweiligen drei Drehelemente in Form des Sonnenrads S1, des Trägers C1 und des Hohlrads R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14, entspricht ein Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y3 „1“, während ein Abstand zwischen den vertikalen Linien Y3 und Y4 dem Übersetzungsverhältnis „ρ1“ entspricht. Betreffend die vertikalen Linien Y2, Y3' und Y4' entsprechend der jeweiligen drei Drehelemente in Form des Sonnenrads S2, des Trägers C2 und des Hohlrads R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16, entspricht ein Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3' „1“, während ein Abstand zwischen den vertikalen Linien Y3' und Y4' dem Übersetzungsverhältnis „ρ2“ entspricht. In dem Antriebssystem 10 ist das Übersetzungsverhältnis ρ2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 größer als das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 (ρ2 > ρ1). Die Antriebsmodi des Antriebssystems 10 sind mit Bezug auf die 4 bis 7 beschrieben.
  • Der in 3 angegebene Antriebsmodus EV-1 entspricht dem Modus 1 (erster Antriebsmodus) des Antriebssystems 10, welcher vorzugsweise der EV-Antriebsmodus ist, bei welchem die Maschine 12 im Ruhezustand gehalten wird, während der zweite Elektromotor MG2 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird. 4 ist das Kollineardiagramm entsprechend Modus 1. Beschrieben mit Bezug auf dieses Kollineardiagramm sind der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 und der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 im gelösten Zustand der Kupplung CL relativ zueinander drehbar. In dem Eingriffszustand der Bremse BK ist der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 mit dem stationären Element in Form des Gehäuses 26 gekoppelt (fixiert), so dass die Drehzahl des Trägers C2 auf null gehalten wird. In diesem Modus 1 sind die Drehrichtung des Sonnenrads S2 und die Drehrichtung des Hohlrads R2 in dem zweiten Planetengetriebesatz 16 zueinander gegensinnig, so dass, wenn der zweite Elektromotor MG2 betrieben wird, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen (welches in der negativen Richtung wirkt), das Hohlrad R2, das heißt, das Abtriebsritzel 30, durch das erzeugte negative Drehmoment in der positiven Richtung rotiert wird. Genauer gesagt, das mit dem Antriebssystem 10 vorgesehene Hybridfahrzeug wird in der Vorwärtsrichtung angetrieben, wenn das negative Drehmoment durch den zweiten Elektromotor MG2 erzeugt wird. In diesem Fall wird der erste Elektromotor MG1 vorzugsweise in einem freien Zustand gehalten. In diesem Modus 1 ist es möglich, dass die Träger C1 und C2 relativ zueinander rotiert werden, so dass das Hybridfahrzeug in dem EV-Antriebsmodus angetrieben werden kann, in welchem ein Fahren unter Verwendung des zweiten Elektromotors MG2 in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung durchgeführt werden kann, ähnlich einem EV (elektrischen)-Antriebsmodus, welcher bei einem Fahrzeug geschaffen wird, das mit einem sogenannten „THS“ (Toyota-Hybridsystem) vorgesehen ist, und in welchem der Träger C2 an dem stationären Element festgelegt bzw. fixiert ist.
  • Der in 3 angegebene Antriebsmodus EV-2 entspricht dem Modus 2 (zweiter Antriebsmodus) des Antriebssystems 10, welcher vorzugsweise dem EV-Antriebsmodus entspricht, in welchem die Maschine 12 in einem Ruhezustand gehalten wird, während der erste Elektromotor MG1 und/oder der zweite Elektromotor MG2 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird. 5 ist das Kollineardiagramm entsprechend Modus 2. Beschrieben mit Bezug auf dieses Kollineardiagramm sind der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 und der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 in dem Eingriffszustand der Kupplung CL nicht relativ zueinander drehbar. Ferner sind in dem Eingriffszustand der Bremse BK der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 und der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14, welcher mit dem Träger C2 verbunden ist, mit dem stationären Element in Form des Gehäuses 26 gekoppelt (fixiert), so dass die Drehzahlen der Träger C1 und C2 auf null gehalten werden. In diesem Modus 2 sind die Drehrichtung des Sonnenrads S1 und die Drehrichtung des Hohlrads R1 in dem ersten Planetengetriebesatz 14 zueinander gegensinnig, und die Drehrichtung des Sonnenrads S2 und die Drehrichtung des Hohlrads R2 in dem zweiten Planetengetriebesatz 16 sind zueinander gegensinnig, so dass, wenn der erste Elektromotor MG1 und/oder der zweite Elektromotor MG2 betätigt wird bzw. werden, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen (welches in der negativen Richtung wirkt), die Hohlräder R1 und R2 rotiert werden, das heißt, das Abtriebsritzel 30 durch das erzeugte negative Drehmoment in der positiven Richtung rotiert wird. Genauer gesagt, das mit dem Antriebssystem 10 vorgesehene Hybridfahrzeug kann durch den ersten Elektromotor MG1 und/oder den zweiten Elektromotor MG2 in der Vorwärts- oder der Rückwärtsrichtung angetrieben werden.
  • In Modus 2 kann der erste Elektromotor MG1 und/oder der zweite Elektromotor MG2 als der elektrische Generator betrieben werden. In diesem Fall können einer oder beide der ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2 bei einem Betriebspunkt betrieben werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft (Drehmoment) zu erzeugen, welcher einen relativ hohen Grad an Betriebswirtschaftlichkeit sicherstellt, und/oder mit einem reduzierten Grad von Drehmoment-Beschränkung aufgrund einer Wärmeerzeugung. Ferner kann der erste und/oder der zweite Elektromotor MG1 und MG2 in einem freien Zustand gehalten werden, wenn die Erzeugung einer elektrischen Energie durch einen regenerativen Betrieb der Elektromotoren MG1 und MG2 durch ein Volladen der Batterie verhindert wird. Genauer gesagt, der Modus 2 entspricht einem EV-Antriebsmodus, welcher unter verschiedenen Fahrbedingungen des Hybridfahrzeugs geschaffen werden kann, oder welcher für eine relativ lange Zeitdauer aufrechterhalten werden kann. Entsprechend wird der Modus 2 vorteilhaft bei einem Hybridfahrzeug, wie einem Plug-In-Hybridfahrzeug, vorgesehen, welches häufig in einem EV-Antriebsmodus angeordnet ist.
  • Der in 3 angegebene Antriebsmodus HV-1 entspricht dem Modus 3 (dritter Antriebsmodus) des Antriebssystems 10, welcher vorzugsweise dem HV-Antriebsmodus entspricht, in welchem die Maschine 12 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird, während der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 nach Bedarf verwendet werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft und/oder eine elektrische Energie zu erzeugen. 4 ist das Kollineardiagramm entsprechend Modus 3. Beschrieben mit Bezug auf dieses Kollineardiagramm sind der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 und der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 in dem gelösten Zustand der Kupplung CL relativ zueinander drehbar. In dem Eingriffszustand der Bremse BK ist der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 mit dem stationären Element in Form des Gehäuses 26 gekoppelt (fixiert), so dass die Drehzahl des Trägers C2 auf null gehalten wird. In diesem Modus 3 wird die Maschine 12 betrieben, um ein Ausgangsdrehmoment zu erzeugen, durch welches das Abtriebsritzel 30 rotiert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der erste Elektromotor MG1 betrieben, um in dem ersten Planetengetriebesatz 14 ein Reaktionsdrehmoment zu erzeugen, so dass der Ausgang der Maschine 12 zu dem Abtriebsritzel 30 übertragen werden kann. In dem zweiten Planetengetriebesatz 16 ist die Drehrichtung des Sonnenrads S2 und die Drehrichtung des Hohlrads R2 im Eingriffszustand der Bremse BK zueinander gegensinnig, so dass, wenn der zweite Elektromotor MG2 betrieben wird, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen (welches in der negativen Richtung wirkt), die Hohlräder R1 und R2 rotiert werden, das heißt, das Abtriebsritzel 30 durch das erzeugte negative Drehmoment in der positiven Richtung rotiert wird.
  • Der in 3 angegebene Antriebsmodus HV-2 entspricht dem Modus 4 (vierter Antriebsmodus) des Antriebssystems 10, welcher vorzugsweise dem HV-Antriebsmodus entspricht, in welchem die Maschine 12 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird, während der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 nach Bedarf verwendet werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft und/oder eine elektrische Energie zu erzeugen. 6 ist das Kollineardiagramm entsprechend Modus 4. Beschrieben mit Bezug auf dieses Kollineardiagramm sind der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 und der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 im Eingriffszustand der Kupplung CL nicht relativ zueinander drehbar, d.h., die Träger C1 und C2 werden als ein einziges Drehelement integral rotiert. Die miteinander fest verbundenen Hohlräder R1 und R2 werden als ein einziges Drehelement integral rotiert. Genauer gesagt dienen in Modus 4 des Antriebssystems 10 der erste Planetengetriebesatz 14 und der zweite Planetengetriebesatz 16 als ein Differenzialmechanismus mit einer Gesamtzahl von vier Drehelementen. Das heißt, der Antriebsmodus 4 ist ein zusammengesetzter Split-Modus bzw. Teilungsmodus, in welchem die vier Drehelemente bestehend aus dem Sonnenrad S1 (welches mit dem ersten Elektromotor MG1 verbunden ist), dem Sonnenrad S2 (welches mit dem zweiten Elektromotor MG2 verbunden ist), dem Drehelement, welches durch die miteinander (und mit der Maschine 12) verbundenen Träger C1 und C2 gebildet wird, und dem Drehelement, welches durch die miteinander fest verbundenen (und mit dem Abtriebsritzel 30 verbundenen) Hohlräder R1 und R2 gebildet wird, in der Reihenfolge der Beschreibung in der Richtung nach rechts, wie in 6 zu sehen, miteinander verbunden sind.
  • In Modus 4 sind die Drehelemente des ersten Planetengetriebesatzes 14 und des zweiten Planetengetriebesatzes 16 vorzugsweise derart angeordnet, wie dies in dem Kollineardiagramm von 6 angegeben ist, das heißt, in der Reihenfolge des Sonnenrads S1, welches durch die vertikale Linie Y1 dargestellt ist, des Sonnenrads S2, welches durch die vertikale Linie Y2 dargestellt ist, der Träger C1 und C2, welche durch die vertikale Linie Y3 (Y3') dargestellt sind, und der Hohlräder R1 und R2, welche durch die vertikale Linie Y4 (Y4') dargestellt sind. Die Übersetzungsverhältnisse ρ1 und ρ2 der ersten und zweiten Planetengetriebesätze 14 und 16 sind derart ermittelt, dass die vertikale Linie Y1, welche dem Sonnenrad S1 entspricht, und die vertikale Linie Y2, welche dem Sonnenrad S2 entspricht, derart positioniert sind, wie dies in dem Kollineardiagramm von 6 angegeben ist, und zwar derart, dass der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y3 größer ist als der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3'. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen den vertikalen Linien entsprechend dem Sonnenrad S1 und dem Träger C1 und der Abstand zwischen den vertikalen Linien entsprechend dem Sonnenrad S2 und dem Träger C2 entspricht „1“, während der Abstand zwischen den vertikalen Linien entsprechend dem Träger C1 und dem Hohlrad R1 und der Abstand zwischen den vertikalen Linien entsprechend dem Träger C2 und dem Hohlrad R2 den jeweiligen Übersetzungsverhältnissen ρ1 und ρ2 entsprechen. Entsprechend ist das Antriebssystem 10 derart konfiguriert, dass das Übersetzungsverhältnis ρ2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 größer ist als das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 14.
  • In Modus 4 sind der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 und der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 im Eingriffszustand der Kupplung CL miteinander verbunden, so dass die Träger C1 und C2 integral miteinander rotiert werden. Entsprechend kann entweder einer oder beide des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 eine Reaktionskraft entsprechend dem Ausgang der Maschine 12 empfangen bzw. aufnehmen. Genauer gesagt, einer oder beide der ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2 kann bzw. können betrieben werden, um eine Reaktionskraft während eines Betriebs der Maschine 12 aufzunehmen, so dass beide der ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2 bei einem Betriebspunkt betrieben werden können, welcher einen relativ hohen Grad von Betriebswirtschaftlichkeit sicherstellt, und/oder mit einem reduzierten Grad an Drehmoment-Beschränkung aufgrund einer Wärmeerzeugung.
  • Der in 3 angegebene Antriebsmodus HV-3 entspricht dem Modus 5 (fünfter Antriebsmodus) des Antriebssystems 10, welcher vorzugsweise dem Hybrid-Antriebsmodus entspricht, in welchem die Maschine 12 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle verwendet wird, während der erste Elektromotor MG1 betrieben wird, um eine elektrische Energie zu erzeugen, mit einer kontinuierlichen Veränderung des Drehzahlverhältnisses und mit einem Betriebspunkt der Maschine 12, welche entlang einer vorbestimmten optimalen Betriebskurve bewegt wird. In diesem Modus 5 können die Maschine 12 und der erste Elektromotor MG1 betrieben werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft zu erzeugen, wobei der zweite Elektromotor MG2 von einem Antriebssystem getrennt ist. 7 ist das Kollineardiagramm entsprechend diesem Modus 5. Beschrieben mit Bezug auf dieses Kollineardiagramm sind der Träger C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 und der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 im gelösten Zustand der Kupplung CL relativ zueinander drehbar. In dem gelösten Zustand der Bremse BK ist der Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 relativ zu dem stationären Element in Form des Gehäuses 26 drehbar. Bei dieser Anordnung kann der zweite Elektromotor MG2 in einem Ruhezustand gehalten werden, während dieser von dem Antriebssystem (Leistungs-Übertragungspfad) getrennt ist.
  • In Modus 3, bei dem die Bremse BK in dem Eingriffszustand angeordnet ist, wird der zweite Elektromotor MG2 während einer Fahrt des Fahrzeugs zusammen mit einer Drehbewegung des Abtriebsritzels 30 (Hohlrad R2) in einem betriebenen Zustand gehalten. In diesem Betriebszustand kann die Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors MG2 während einer Fahrt des Fahrzeugs bei einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit einen oberen Grenzwert (Obergrenze) erreichen, oder eine Drehbewegung des Hohlrads R2 bei einer hohen Geschwindigkeit wird zu dem Sonnenrad S2 übertragen. Diesbezüglich ist es aus Sicht der Betriebswirtschaftlichkeit nicht notwendigerweise erstrebenswert, den zweiten Elektromotor MG2 während einer Fahrt des Fahrzeugs bei einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit in dem betriebenen Zustand zu halten. In Modus 5 können andererseits die Maschine 12 und der erste Elektromotor MG1 betrieben werden, um während einer Fahrt des Fahrzeugs bei einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit die Fahrzeug-Antriebskraft zu erzeugen, während der zweite Elektromotor MG2 von dem Antriebssystem getrennt ist, so dass es möglich ist, einen Leistungsverlust aufgrund von Schleppen des unnötigerweise betriebenen zweiten Elektromotors MG2 zu reduzieren und eine Beschränkung der höchsten Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit entsprechend der höchstzulässigen Betriebsdrehzahl (Obergrenze der Betriebsdrehzahl) des zweiten Elektromotors MG2 zu beseitigen.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass das Antriebssystem 10 selektiv in einen der drei Hybrid-Antriebsmodi gebracht wird, in welchen die Maschine 12 als die Fahrzeug-Antriebs-Leistungsquelle betrieben wird, während die ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2 nach Bedarf betrieben werden, um eine Fahrzeug-Antriebskraft und/oder eine elektrische Energie zu erzeugen, und zwar, in einen Antriebsmodus des Antriebsmodus HV-1 (Modus 3), des Antriebsmodus HV-2 (Modus 4) und des Antriebsmodus HV-3 (Modus 5), welche durch jeweilige Kombinationen der Eingriffszustände und der gelösten Zustände der Kupplung CL und der Bremse BK selektiv geschaffen werden. Entsprechend kann die Übertragungseffizienz durch selektives Schaffen von einem der drei Hybrid-Antriebsmodi entsprechend der Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit und dem Übersetzungsverhältnis verbessert werden, bei welchen die ÜbertragungsWirtschaftlichkeit am höchsten ist, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu verbessern.
  • 8 ist das funktionelle Blockdiagramm zum Erläutern von Haupt-Steuerungsfunktionen der elektronischen Steuerungsvorrichtung 40, wie in 2 gezeigt. Ein in 8 gezeigter Schaltpositions-Ermittlungsabschnitt 70 ist derart konfiguriert, dass dieser die gegenwärtig gewählte Schaltposition der manuell betätigten Schaltvorrichtung 41 ermittelt. Der Schaltpositions-Ermittlungsabschnitt 70 ermittelt beispielsweise basierend auf dem Schalt-Positionssignal Sh, welches von der manuell betätigten Schaltvorrichtung 41 empfangen wird, ob die gegenwärtig gewählte Schaltposition der Park-Position entspricht. Ein Maschinen-Stop-Anforderungs-Ermittlungsabschnitt 72 ist derart konfiguriert, dass dieser ermittelt, ob die Maschine 12, welche in einem betriebenen Zustand gehalten wurde (unter der Steuerung der Maschinen-Steuerungsvorrichtung 56), angehalten werden soll. Der Maschinen-Stop-Anforderungs-Ermittlungsabschnitt 72 ermittelt beispielsweise, dass die Maschine 12 angehalten werden soll, falls eine erforderliche Fahrzeug-Antriebskraft, welche durch den Gaspedal-Betätigungsbetrag und die Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit dargestellt wird, kleiner wurde als eine vorbestimmte Untergrenze, falls der gespeicherte elektrische Energiebetrag SOC einer nicht gezeigten Speichervorrichtung für elektrische Energie eine Lade-Obergrenze überschritten hat und ein Laden eingeschränkt ist, oder falls sich ein Ausgangssignal eines nicht gezeigten Zündschalters von einem EIN-Zustand (Betriebszustand), um die Maschine 12 zu betreiben, hin zu einem AUS-Zustand (nicht betriebenen Zustand) verändert hat, um die Maschine 12 anzuhalten. Ein Modus-Ermittlungsabschnitt 74 ist derart konfiguriert, dass dieser basierend auf Fahrzeug-Parametern, wie der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft, der Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit V, dem Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc, dem gespeicherten elektrischen Energiebetrag SOC und den Betriebstemperaturen, oder basierend auf Ausgangszuständen der Maschinen-Steuerungsvorrichtung 56 und des Wechselrichters 58, einem Ausgangszustand eines Modus-Umschalt-Steuerabschnittes 76 oder einem bereits eingestellten Zustand eines bestimmten Speicher-Kennzeichens, einen gegenwärtig geschaffenen Modus der fünf Modi bestehend aus den Antriebsmodi EV-1 (Modus 1), EV-2 (Modus 2), HV-1 (Modus 3), HV-2 (Modus 4) und HV-3 (Modus 5) ermittelt.
  • Der Modus-Umschalt-Steuerabschnitt 76 ist derart konfiguriert, dass dieser eine Modus-Umschaltsteuerung zum Versetzen des Antriebssystems 10 in einen der Antriebsmodi, welcher durch den Modus-Ermittlungsabschnitt 74 ausgewählt wird, implementiert. Der Modus-Umschalt-Steuerungsabschnitt 76 ermittelt beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob die vom Bediener des Fahrzeugs geforderte Antriebskraft, welche durch die Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit V und den Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc dargestellt wird, in einem vorbestimmten Elektrik-Antriebsbereich oder einem Maschinen-Antriebsbereich liegt, oder basierend auf einem Erfordernis auf Basis des gespeicherten elektrischen Energiebetrags SOC, ob das Antriebssystem 10 in einen Elektrik-Antriebsmodus oder einen Hybrid-Antriebsmodus gebracht werden soll. Falls der Elektrik-Antriebsmodus ausgewählt ist, schafft der Modus-Umschalt-Steuerabschnitt 76 basierend auf dem Erfordernis auf Basis des gespeicherten elektrischen Energiebetrags SOC und der Auswahl des Bedieners einen Modus der Antriebsmodi EV-1 (Modus 1) und EV-2 (Modus 2). Falls der Hybrid-Antriebsmodus ausgewählt ist, schafft der Modus-Umschalt-Steuerabschnitt 76 basierend auf der Betriebswirtschaftlichkeit der Maschine 12, der Übertragungswirtschaftlichkeit, der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft usw. einen der Antriebsmodi HV-1 (Modus 3), HV-2 (Modus 4) und HV-3 (Modus 5), um einen guten Kompromiss zwischen der Fahrbarkeit des Fahrzeugs und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit vorzusehen. Der Modus-Umschalt-Steuerabschnitt 76 schafft beispielsweise den Antriebsmodus HV-1 (Modus 3) bei einer relativ niedrigen Fahrgeschwindigkeit in einem relativ niedrigen Gangbereich (hohes Übersetzungsverhältnis), den Antriebsmodus HV-2 (Modus 4) bei einer relativ mittleren Fahrgeschwindigkeit in einem relativ mittleren Gangbereich (mittleres Übersetzungsverhältnis), den Antriebsmodus HV-3 (Modus 5) bei einer relativ hohen Fahrgeschwindigkeit in einem relativ hohen Gangbereich (niedriges Übersetzungsverhältnis). Dieser Modus-Umschalt-Steuerungsabschnitt 76 löst durch die Hydraulik-Steuerungseinheit 60 die Kupplung CL und bringt die Bremse BK in Eingriff, um den Antriebsmodus ausgehend von dem Antriebsmodus HV-2 (Modus 4) hin zu dem Antriebsmodus HV-1 (Modus 3) umzuschalten. Genauer gesagt, der Modus-Umschalt-Steuerabschnitt 76 schaltet den Betriebszustand ausgehend von dem in dem Kollineardiagramm von 6 gezeigten Zustand hin zu dem in dem Kollineardiagramm von 4 gezeigten Zustand um.
  • Ein Rückwärts-Antriebs-Ermittlungsabschnitt 78 ist derart konfiguriert, dass dieser ermittelt, dass ein Rückwärts-Antriebsmodus des Hybridfahrzeugs geschaffen wurde, falls der Schaltpositions-Ermittlungsabschnitt 70 ermittelt, dass eine „R“-Position ausgewählt ist, während das Hybridfahrzeug beispielsweise mit betätigten Radbremsen in einem stationären Zustand gehalten wird. Ein Bremsen-Fehlfunktions-Ermittlungsabschnitt 80 ist derart konfiguriert, dass dieser ermittelt, ob die Bremse nicht normal funktioniert. Diese Ermittlung wird beispielsweise in Abhängigkeit davon gemacht, ob bei Vorliegen eines Befehls, um die Bremse BK in Eingriff zu bringen, durch einen in der Hydraulik-Steuerungseinheit 60 vorgesehenen HydraulikdruckSensor ein ausreichender Eingriffs-Hydraulikdruck der Bremse BK erfasst wird. Alternativ wird die Ermittlung in Abhängigkeit davon gemacht, ob bei Vorliegen eines Befehls, um die Bremse BK in Eingriff zu bringen, die Drehzahl des Trägers C2, welche aus der Betriebsdrehzahl NMG2 des zweiten Elektromotors MG2 (Drehzahl des Sonnenrads S2) und der Drehzahl NOUT des Abtriebsritzels 30 (Drehzahl des Hohlrads 30) entsprechend der Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit V berechnet wird, null ist.
  • Ein Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt 82 ist derart konfiguriert, dass dieser den EV-1 Modus oder den EV-2 Modus schafft und zunächst den zweiten Elektromotor MG2 oder den ersten und den zweiten Elektromotor MG1 und MG2 betätigt, um ein Rückwärts-Antriebs-Kriechmoment zu erzeugen, und anschließend den zweiten Elektromotor MG2 betätigt, um eine Rückwärts-Antriebskraft entsprechend dem Gaspedal-Betätigungsbetrag zu erzeugen, wenn die manuell betätigte Schaltvorrichtung 41 hin zu der „R“-Position betätigt wird, wenn der Bremsen-Fehlfunktions-Ermittlungsabschnitt 80 ermittelt, dass die Bremse BK normal funktioniert. Wenn der Bremsen-Fehlfunktions-Ermittlungsabschnitt 80 jedoch ermittelt, dass die Bremse nicht normal funktioniert, kann der EV-1 Modus oder der EV-2 Modus aufgrund einer Fehlfunktion der Bremse BK nicht geschaffen werden. In diesem Fall betätigt der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt 82 den ersten Elektromotor MG1, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und betätigt den zweiten Elektromotor MG2, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen, wobei die Kupplung CL in dem Eingriffszustand angeordnet ist, um eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft zu erzeugen, so dass die Maschine 12 in einem Ruhezustand gehalten wird, oder so dass die Betriebsdrehzahl der Maschine 12 aufrechterhalten wird (Maschinendrehzahl NE wird konstant gehalten), wie in 9 angegeben ist.
  • 9 ist das Kollineardiagramm zum Erläutern des Rückwärts-Antriebs-Steuerungsbetriebs im Falle einer Fehlfunktion der Bremse BK, während die Maschine 12 in einem nicht betriebenen Zustand angeordnet ist. In diesem Zustand wird die Kupplung CL in den Eingriffszustand gebracht und der erste Elektromotor MG1 wird betrieben, um eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einem vorbestimmten Kriechmoment zu erzeugen, wobei eine erforderliche Fahrzeug-Antriebskraft null ist, oder um eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft oder ein Drehmoment entsprechend der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft zu erzeugen, genauer gesagt in der positiven Richtung betrieben, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, wobei die erforderliche Fahrzeug-Antriebskraft nicht null ist, wie in 9 angegeben. Andererseits wird der zweite Elektromotor MG2 in der positiven Richtung betrieben, um eine Rückwärts-Reaktionskraft, das heißt, ein negatives Drehmoment zu erzeugen, so dass die Maschine 12 in einem Ruhezustand gehalten wird, und zwar, um eine Drehbewegung der Maschine 12 in einer positiven oder negativen Richtung zu verhindern, wie ebenso in 9 angegeben ist, während der erste Elektromotor MG1 in der positiven Richtung betrieben wird, um das positive Drehmoment zu erzeugen. Der zweite Elektromotor MG2 wird in der positiven Richtung betrieben, um das negative Drehmoment zu erzeugen, und um die Maschine 12 daran zu hindern, aufgrund deren Drehbewegung ein Drehmoment aufzunehmen, welches größer ist als ein Reibmoment.
  • 10 ist das Kollineardiagramm zum Erläutern des Rückwärts-Antriebs-Steuerungsbetriebs im Falle einer Fehlfunktion der Bremse BK, während die Maschine 12 bei einer vorbestimmten Drehzahl betrieben wird, um einen Aufwärmvorgang durchzuführen oder um die Speichervorrichtung für elektrische Energie zu laden. In diesem Zustand wird die Kupplung CL in den Eingriffszustand gebracht und der erste Elektromotor MG1 wird betrieben, um eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einem vorbestimmten Kriechmoment zu erzeugen, wobei die erforderliche Fahrzeug-Antriebskraft null ist, oder um eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft oder ein Drehmoment entsprechend der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft zu erzeugen, genauer gesagt in der positiven Richtung betrieben, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, wobei die erforderliche Fahrzeug-Antriebskraft nicht null ist, wie in 10 angegeben ist. Andererseits wird der zweite Elektromotor MG2 in der positiven Richtung betrieben, um ein Rückwärts-Reaktionskraft-Drehmoment, das heißt, ein negatives Drehmoment zu erzeugen, so dass die Maschine 12 auf der gleichen Drehzahl gehalten wird, um den Aufwärmvorgang oder die Ladung der Speichervorrichtung für elektrische Energie durchzuführen, genauer gesagt, um einen Anstieg oder eine Abnahme der Betriebsdrehzahl der Maschine 12 zu verhindern, wie ebenso in 10 angegeben ist, während der erste Elektromotor MG1 in der positiven Richtung betrieben wird, um das positive Drehmoment zu erzeugen.
  • Ein Motor-Steuerungsabschnitt 84 ist derart konfiguriert, dass dieser zum Betreiben der ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2, um die erforderlichen Drehmomente zu erzeugen, über den Wechselrichter 58 entsprechend Steuerungsbefehlen, welche von dem Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt 82 empfangen werden, elektrische Energie auf die ersten und zweiten Elektromotoren MG1 und MG2 aufbringt.
  • 11 ist das Flussdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnitts eines Rückwärts-Antriebs-Steuerungsbetriebs der elektronischen Steuerungsvorrichtung 40 von 2. Der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsbetrieb wird mit einer vorbestimmten Zykluszeit wiederholend durchgeführt.
  • Der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsbetrieb wird mit Schritt S1 (auf „Schritt“ wird nachfolgend verzichtet) entsprechend dem Rückwärts-Antriebs-Ermittlungsabschnitt 78 eingeleitet, um in Abhängigkeit davon, ob der Schaltpositions-Ermittlungsabschnitt 70 ermittelt hat, dass die „R“-Position ausgewählt ist, zu ermitteln, ob der Fahrzeugbediener möchte, dass der Rückwärts-Antriebsmodus geschaffen wird. Falls bei S1 eine negative Ermittlung erhalten wird, schreitet der Steuerungsfluss zu weiteren Steuerschritten. Falls bei S1 eine zustimmende Ermittlung erhalten wird, schreitet der Steuerungsfluss zu S2 entsprechend dem Bremsen-Fehlfunktions-Ermittlungsabschnitt 80, um in Abhängigkeit davon, ob bei Vorliegen des Befehls, um die Bremse BK in Eingriff zu bringen, durch den in der Hydraulik-Steuerungseinheit 60 vorgesehenen Hydraulikdrucksensor der ausreichende Eingriffs-Hydraulikdruck der Bremse BK erfasst wird, zu ermitteln, ob die Bremse BK, eine Fehlfunktion aufweist. Falls bei S2 eine negative Ermittlung erhalten wird, schreitet der Steuerungsfluss zu S5 entsprechend dem Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt 82, um eine gewöhnliche Rückwärts-Antriebssteuerung durchzuführen, das heißt, um den zweiten Elektromotor in der positiven Richtung zu betreiben, um das positive Drehmoment zu erzeugen, wobei die Bremse BK in dem Eingriffszustand angeordnet ist, um das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung mit einem Kriechmoment oder mit einer Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft zu fahren.
  • Falls bei S2 eine zustimmende Ermittlung erhalten wird, schreitet der Steuerungsfluss zu S3 entsprechend dem Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt 82, um die Kupplung CL in den Eingriffszustand zu bringen, und schreitet anschließend zu S4 entsprechend dem Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt 82, um den ersten Elektromotor MG1 zu betreiben, um das positive Drehmoment zu erzeugen, und um den zweiten Elektromotor MG2 zu betreiben, um das negative Drehmoment zu erzeugen, um die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft zu erzeugen, so dass die Maschine 12 in einem Ruhezustand gehalten wird oder dass die Betriebsdrehzahl der Maschine 12 aufrechterhalten wird (Maschinendrehzahl NE wird konstant gehalten).
  • Die Antriebs-Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug entsprechend der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform ist vorgesehen mit: dem ersten Planetengetriebesatz 14 (erster Differenzialmechanismus) mit dem Sonnenrad S1 (erstes Drehelement), welches mit dem ersten Elektromotor MG1 verbunden ist, dem Träger C1 (zweites Drehelement), welcher mit der Maschine 12 verbunden ist, und dem Hohlrad R1 (drittes Drehelement), welches mit dem Abtriebsritzel 30 (Ausgangs-Drehelement) verbunden ist; dem zweiten Planetengetriebesatz 16 (zweiter Differenzialmechanismus) mit dem Sonnenrad S2 (erstes Drehelement), welches mit dem zweiten Elektromotor MG2 verbunden ist, dem Träger C2 (zweites Drehelement) und dem Hohlrad R2 (drittes Drehelement), wobei eines dieser zweiten und dritten Drehelemente mit dem dritten Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes 14 (erster Differenzialmechanismus) verbunden ist; der Kupplung CL zum selektiven Verbinden des Trägers C1 (zweites Drehelement) des ersten Planetengetriebesatzes 14 mit demjenigen anderen Element des Trägers C2 (zweites Drehelement) und des Hohlrads R2 (drittes Drehelement) des zweiten Planetengetriebesatzes 16, welches mit dem Hohlrad R1 (drittes Drehelement) des ersten Planetengetriebesatzes 14 nicht verbunden ist; und der Bremse BK zum selektiven Fixieren bzw. Festlegen des vorstehend bezeichneten anderen Elements des Trägers C2 (zweites Drehelement) und des Hohlrads R2 (drittes Drehelement) des zweiten Planetengetriebesatzes 16 (zweiter Differenzialmechanismus), welches mit dem Hohlrad R1 (drittes Drehelement) des ersten Planetengetriebesatzes 14 nicht verbunden ist, an dem Gehäuse 26 (stationäres Element). Die Antriebs-Steuerungsvorrichtung ist derart konfiguriert, dass diese den ersten Elektromotor MG1 in der positiven Richtung betreibt, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und den zweiten Elektromotor MG2 in der positiven Richtung betreibt, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen, wobei die Kupplung CL in dem Eingriffszustand angeordnet ist, anstelle der Bremse BK, welche eine Fehlfunktion aufweist, um das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung zu fahren. Entsprechend kann eine ausreichende Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft erhalten werden, ohne die Maschine 12 betreiben oder die Betriebsdrehzahl der Maschine 12 verändern zu müssen.
  • Die Antriebs-Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ferner derart konfiguriert, dass das positive Drehmoment und das negative Drehmoment, welche in dem nicht betriebenen Zustand der Maschine 12 durch den ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 erzeugt werden, derart gesteuert werden, um eine Drehbewegung der Maschine 12 zu verhindern. Entsprechend wird die Maschine 12 ohne eine Drehbewegung in dem nicht betriebenen Zustand gehalten, während das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung gefahren wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Reibungsverlusts der in der positiven Richtung betätigten Maschine 12 und eine Reduktion der Haltbarkeit der Maschine 12 aufgrund deren Drehbewegung in der negativen Richtung zu verhindern.
  • Die Antriebs-Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist außerdem derart konfiguriert, dass das durch den ersten Elektromotor MG1 erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert wird, dass eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einer erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, und das durch den zweiten Elektromotor MG2 erzeugte negative Drehmoment wird derart gesteuert, dass eine Drehbewegung der Maschine 12 in einer positiven oder negativen Richtung verhindert wird. Entsprechend wird das durch den ersten Elektromotor MG1 erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert, dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, so dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einem Willen des Benutzers des Hybridfahrzeugs erzeugt wird. Ferner wird das durch den zweiten Elektromotor MG2 erzeugte negative Drehmoment derart gesteuert, dass eine Drehbewegung der Maschine 12 in der positiven oder negativen Richtung verhindert wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Reibungsverlusts der in der positiven Richtung rotierten Maschine 12 und eine Reduktion der Haltbarkeit der Maschine 12 aufgrund deren Drehbewegung in der negativen Richtung zu verhindern.
  • Die Antriebs-Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ferner derart konfiguriert, dass das positive Drehmoment und das negative Drehmoment, welche in einem betriebenen Zustand der Maschine 12 durch den ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 erzeugt werden, derart gesteuert werden, dass eine Veränderung der Betriebsdrehzahl der Maschine 12 verhindert wird. Entsprechend wird die Betriebsdrehzahl der Maschine 12 konstant gehalten, während das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung gefahren wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Reibungsverlusts der Maschine 12, welcher durch einen Anstieg der Betriebsdrehzahl der Maschine 12 hervorgerufen wird, und eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Aufwärmvorgangs der Maschine 12 bei einer vorbestimmten Drehzahl, welcher beispielsweise infolge eines Abfalls der Maschinendrehzahl durchgeführt würde, zu verhindern.
  • Die Antriebs-Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist außerdem derart konfiguriert, dass das durch den ersten Elektromotor MG1 erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert wird, dass eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einer erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, und dass das durch den zweiten Elektromotor MG2 erzeugte negative Drehmoment derart gesteuert wird, dass die Veränderung der Betriebsdrehzahl der Maschine 12 verhindert wird. Entsprechend wird das durch den ersten Elektromotor MG1 erzeugte positive Drehmoment derart gesteuert, dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend der erforderlichen Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, so dass die Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einem Willen des Bedieners des Hybridfahrzeugs erzeugt wird. Ferner wird das durch den zweiten Elektromotor MG2 erzeugte negative Drehmoment derart gesteuert, dass die Veränderung der Betriebsdrehzahl der Maschine 12 verhindert wird, so dass es möglich ist, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund des Reibungsverlusts der Maschine 12, welcher aufgrund des Anstiegs der Maschinendrehzahl hervorgerufen wird, und eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund eines Leerlaufbetriebs der Maschine 12 bei einer vorbestimmten Drehzahl, welcher beispielsweise infolge einer Abnahme der Maschinendrehzahl durchgeführt würde, zu verhindern.
  • Die Antriebs-Steuerungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ferner derart konfiguriert, dass der erste Elektromotor MG1 in der positiven Richtung betrieben wird, um das positive Drehmoment zu erzeugen, während der zweite Elektromotor MG2 in der positiven Richtung betrieben wird, um das negative Drehmoment zu erzeugen. Entsprechend führt der zweite Elektromotor MG2 einen regenerativen Betrieb durch, um das negative Drehmoment zu erzeugen, so dass eine durch den regenerativen Betrieb erzeugte elektrische Energie durch den ersten Elektromotor MG1 verbraucht werden kann, um das positive Drehmoment zu erzeugen.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind mit Bezug auf die Abbildungen detailliert beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um bei den unterschiedlichen Ausführungsformen gleiche Elemente zu bezeichnen, welche nicht wiederholend beschrieben werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die 12 bis 17 sind die schematischen Ansichten zum Erläutern von Anordnungen von jeweiligen Hybridfahrzeug-Antriebssystemen 100, 110, 120, 130, 140 und 150 entsprechend weiterer bevorzugter Modi dieser Erfindung, welche anstelle des Hybridfahrzeug-Antriebssystems 10 der vorhergehenden Ausführungsform verwendet werden. Die Hybridfahrzeug-Antriebs-Steuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ebenso auf Antriebssysteme wie das in 12 gezeigte Antriebssystem 100 und das in 13 gezeigte Antriebssystem 110 anwendbar, welche jeweils unterschiedliche Anordnungen des ersten Elektromotors MG1, des ersten Planetengetriebesatzes 14, des zweiten Elektromotors MG2, des zweiten Planetengetriebesatzes 16, der Kupplung CL und der Bremse BK in der Richtung der Mittelachse CE besitzen. Die vorliegende Hybridfahrzeug-Antriebs-Steuerungsvorrichtung ist ebenso auf Antriebssysteme wie das in 14 gezeigte Antriebssystem 120 anwendbar, welche eine Einwegkupplung OWC besitzen, die zwischen dem Träger C2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 und dem stationären Element in Form des Gehäuses parallel zu der Bremse BK angeordnet ist, so dass die Einwegkupplung OWC eine Drehbewegung des Trägers C2 in einer von entgegengesetzten Richtungen relativ zu dem Gehäuse 26 ermöglicht und eine Drehbewegung des Trägers C2 in der anderen Richtung verhindert. Die vorliegende Hybridfahrzeug-Antriebs-Steuerungsvorrichtung ist ferner auf Antriebssysteme wie das in 15 gezeigte Antriebssystem 130, dass in 16 gezeigte Antriebssystem 140 und das in 17 gezeigte Antriebssystem 150 anwendbar, welche anstelle des zweiten Planetengetriebesatzes 16 vom Einzelritzel-Typ mit einem zweiten Differenzialmechanismus in Form eines zweiten Planetengetriebesatzes 16' vom Doppelritzel-Typ vorgesehen sind. Dieser zweite Planetengetriebesatz 16' ist mit Drehelementen (Elementen) vorgesehen, welche bestehen aus: einem ersten Drehelement in Form eines Sonnenrads S2'; einem zweiten Drehelement in Form eines Trägers C2', welcher eine Mehrzahl von Ritzel bzw. Zahnräder P2' trägt, die miteinander in Eingriff stehen, so dass jedes Zahnrad P2' um dessen Achse und die Achse des Planetengetriebesatzes drehbar ist; und einem dritten Drehelement in Form eines Hohlrads R2', welches über die Zahnräder P2' mit dem Sonnenrad S2' in Eingriff steht.
  • Jedes der Hybridfahrzeug-Antriebssysteme 100, 110, 120, 130, 140 und 150 entsprechend der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist vorgesehen mit: einem ersten Differenzialmechanismus in Form des ersten Planetengetriebesatzes 14 mit einem ersten Drehelement in Form des Sonnenrads S1, welches mit dem ersten Elektromotor MG1 verbunden ist, einem zweiten Drehelement in Form des Trägers C1, welcher mit der Maschine 12 verbunden ist, und einem dritten Drehelement in Form des Hohlrads R1, welches mit einem Ausgangs-Drehelement in Form des Abtriebsritzels 30 verbunden ist; einem zweiten Differenzialmechanismus in Form des zweiten Planetengetriebesatzes 16 (16') mit einem ersten Drehelement in Form des Sonnenrads S2 (S2'), welches mit dem zweiten Elektromotor MG2 verbunden ist, einem zweiten Drehelement in Form des Trägers C2 (C2') und einem dritten Drehelement in Form des Hohlrads R2 (R2'), wobei der Träger C2 (C2') oder das Hohlrad R2 (R2') mit dem Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 verbunden ist; der Kupplung CL zum selektiven Verbinden des Trägers C1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 mit demjenigen anderen Element des Trägers C2 (C2') und des Hohlrads R2 (R2'), welches mit dem Hohlrad R1 nicht verbunden ist; und der Bremse BK zum selektiven Verbinden des anderen Elementes des Trägers C2 (C2') und des Hohlrads R2 (R2'), welches mit dem Hohlrad R1 nicht verbunden ist, mit einem stationären Element in Form des Gehäuses 26. Entsprechend ermöglicht die auf die vorliegende zweite Ausführungsform angewendete elektronische Steuerungsvorrichtung 40 durch Betreiben des ersten Elektromotors MG1 in der positiven Richtung, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und Betreiben des zweiten Elektromotors MG2 in der positiven Richtung, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen, die Erzeugung einer ausreichenden Fahrzeug-Rückwärts-Antriebskraft, ohne dass die Maschine 12 betrieben werden muss oder die Betriebsdrehzahl der Maschine 12 verändert werden muss, wobei die Kupplung CL anstelle der eine Fehlfunktion aufweisenden Bremse BK in dem Eingriffszustand angeordnet ist, um das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung zu fahren, wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • Dritte Ausführungsform
  • Die 18 bis 20 sind die Kollineardiagramme zum Erläutern von Anordnungen und Vorgängen von jeweiligen Hybridfahrzeug-Antriebssystemen 160, 170 und 180 entsprechend weiterer bevorzugter Modi dieser Erfindung anstelle des Antriebssystems 10 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Wie vorstehend beschrieben ist, sind die relativen Drehzahlen des Sonnenrads S1, des Trägers C1 und des Hohlrads R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 durch die durchgehende Linie L1 dargestellt, während die relativen Drehzahlen des Sonnenrads S2, des Trägers C2 und des Hohlrads R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 durch die unterbrochene Linie L2 dargestellt sind.
  • In dem Antriebssystem 160 für das Hybridfahrzeug sind das Sonnenrad S1, der Träger C1 und das Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 entsprechend mit dem ersten Elektromotor MG1, der Maschine 12 und dem zweiten Elektromotor MG2 verbunden, während das Sonnenrad S2, der Träger C2 und das Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 entsprechend mit dem zweiten Elektromotor MG2 und dem Abtriebsritzel 30, und dem Gehäuse 26 über die Bremse BK verbunden sind. Das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R2 sind über die Kupplung CL selektiv miteinander verbunden. In dem Antriebssystem 170 für das Hybridfahrzeug sind das Sonnenrad S1, der Träger C1 und das Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 entsprechend mit dem ersten Elektromotor MG1, dem Abtriebsritzel 30 und der Maschine 12 verbunden, während das Sonnenrad S2, der Träger C2 und das Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 entsprechend mit dem zweiten Elektromotor MG2 und dem Abtriebsritzel 30, und über die Bremse BK mit dem Gehäuse 26 verbunden sind. Das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R2 sind über die Kupplung CL selektiv miteinander verbunden. In dem Antriebssystem 180 für das Hybridfahrzeug sind das Sonnenrad S1, der Träger C1 und das Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebesatzes 14 entsprechend mit dem ersten Elektromotor MG1, dem Abtriebsritzel 30 und der Maschine 12 verbunden, während das Sonnenrad S2, der Träger C2 und das Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 entsprechend mit dem zweiten Elektromotor MG2, über die Bremse BK mit dem Gehäuse 26, und mit dem Abtriebsritzel 30 verbunden sind. Das Hohlrad R1 und der Träger C2 sind über die Kupplung CL selektiv miteinander verbunden.
  • Die elektronische Steuerungsvorrichtung 40, welche auf die vorliegende dritte Ausführungsform der 18 bis 20 angewendet wird, ermöglicht durch Betreiben des ersten Elektromotors MG1 in der positiven Richtung, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und Betreiben des zweiten Elektromotors MG2 in der positiven Richtung, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen, die Erzeugung einer ausreichenden Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft, ohne dass die Maschine 12 betrieben werden muss oder die Betriebsdrehzahl der Maschine 12 verändert werden muss, wobei die Kupplung CL anstelle der eine Fehlfunktion aufweisenden Bremse BK in dem Eingriffszustand angeordnet ist, um das Hybridfahrzeug in der rückwärtigen Richtung zu fahren, wie bei der ersten Ausführungsform von 9.
  • Die Antriebssysteme für das Hybridfahrzeug gemäß der Ausführungsformen von 9, der 13 bis 16 und der 17 bis 19 sind dahingehend identisch, dass jedes dieser Antriebssysteme für das Hybridfahrzeug mit dem ersten Differenzialmechanismus (erster Planetengetriebesatz 14) und dem zweiten Differenzialmechanismus (zweiter Planetengetriebesatz 16, 16') vorgesehen ist, welche insgesamt vier Drehelemente besitzen, die in dem Kollineardiagramm angegeben sind, und ferner mit dem ersten Elektromotor MG1, dem zweiten Elektromotor MG2, der Maschine 12 und dem Ausgangs-Drehelement (Abtriebsritzel 30) vorgesehen ist, welche mit den jeweiligen vier Drehelementen verbunden sind. In diesen Antriebssystemen für das Hybridfahrzeug wird eines der vier Drehelemente durch das Drehelement (S1, C1, R1) des ersten Differenzialmechanismus (erster Planetengetriebesatz 14) und das Drehelement (S2, R2, C2; S2', R2', C2') des zweiten Differenzialmechanismus (zweiter Planetengetriebesatz 16, 16'), welche über die Kupplung CL selektiv miteinander verbunden sind, gebildet, und das Drehelement (R2, R2', C2) des ersten Differenzialmechanismus, welches über die Kupplung CL selektiv mit dem Drehelement des ersten Planetengetriebesatzes 14 verbunden ist, ist über die Bremse BK selektiv an dem Gehäuse (stationäres Element) 26 fixiert bzw. festgelegt.
  • Während die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben wurden, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass diese mit verschiedenen Veränderungen ausgeführt werden kann, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180:
    Hybridfahrzeug-Antriebssystem
    12:
    Maschine
    14:
    Erster Planetengetriebesatz (erster Differenzialmechanismus)
    16, 16':
    Zweiter Planetengetriebesatz (zweiter Differenzialmechanismus)
    18, 22:
    Stator
    20, 24:
    Rotor
    26:
    Gehäuse (stationäres Element)
    28:
    Eingangswelle
    30:
    Abtriebsritzel (Ausgangs-Drehelement)
    40:
    Elektronische Steuerungsvorrichtung (Antriebs-Steuerungsvorrichtung)
    72:
    Maschinen-Stop-Anforderungs-Ermittlungsabschnitt
    74:
    Modus-Ermittlungsabschnitt
    78:
    Rückwärts-Antriebs-Ermittlungsabschnitt
    80:
    Bremsen-Fehlfunktions-Ermittlungsabschnitt
    82:
    Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt
    BK:
    Bremse
    CL:
    Kupplung
    C1, C2, C2':
    Träger (zweites Drehelement)
    MG1:
    Erster Elektromotor
    MG2:
    Zweiter Elektromotor
    R1, R2, R2':
    Hohlrad (drittes Drehelement)
    S1, S2, S2':
    Sonnenrad (erstes Drehelement)

Claims (6)

  1. Antriebs-Steuerungsvorrichtung (40) für ein Hybridfahrzeug, welches vorgesehen ist mit: einer Differentialvorrichtung (14, 16; 14, 16'), welche einen ersten Differentialmechanismus (14) und einen zweiten Differentialmechanismus (16; 16') enthält und welche vier Drehelemente (C1, C2/S1/S2/R1, R2; C1, R2`/S1/S2`/R1, C2') besitzt; und einer Maschine (12), einem ersten Elektromotor (MG1), einem zweiten Elektromotor (MG2) und einem Ausgangs-Drehelement (30), welche mit den vier Drehelementen entsprechend verbunden sind, und wobei eines (C1, C2; C1, R2') der vier Drehelemente durch eine Drehkomponente (C1; C1) des ersten Differentialmechanismus und eine Drehkomponente (C2; R2') des zweiten Differentialmechanismus gebildet ist, welche über eine Kupplung (CL) selektiv miteinander verbunden sind, und eine (C2; R2') der Drehkomponenten der ersten und zweiten Differentialmechanismen, welche über die Kupplung selektiv miteinander verbunden sind, über eine Bremse (BK) selektiv an einem stationären Element (26) fixiert ist, wobei die Antriebs-Steuerungsvorrichtung aufweist: einen Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt (82), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den ersten Elektromotor (MG1) derart betreibt, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und den zweiten Elektromotor (MG2) derart betreibt, um ein negatives Drehmoment zu erzeugen, wobei die Kupplung (CL) in einem Eingriffszustand angeordnet ist, um das Hybridfahrzeug in einer Rückwärtsrichtung zu fahren.
  2. Antriebs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt (82) das positive Drehmoment und das negative Drehmoment, welche in einem nicht betriebenen Zustand der Maschine (12) durch den ersten Elektromotor (MG1) und den zweiten Elektromotor (MG2) erzeugt werden, derart steuert, dass eine Drehbewegung der Maschine verhindert wird.
  3. Antriebs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt (82) das durch den ersten Elektromotor (MG1) erzeugte positive Drehmoment derart steuert, dass eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einer Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, welche von einem Bediener des Hybridfahrzeugs gefordert wird, und das durch den zweiten Elektromotor (MG2) erzeugte negative Drehmoment derart steuert, dass eine Drehbewegung der Maschine (12) in einer positiven oder negativen Richtung verhindert wird.
  4. Antriebs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt (82) das positive Drehmoment und das negative Drehmoment, welche in einem betriebenen Zustand der Maschine (12) durch den ersten Elektromotor (MG1) und den zweiten Elektromotor (MG2) erzeugt werden, derart steuert, dass eine Veränderung einer Betriebsdrehzahl der Maschine verhindert wird.
  5. Antriebs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt (82) das durch den ersten Elektromotor (MG1) erzeugte positive Drehmoment derart steuert, dass eine Rückwärts-Fahrzeug-Antriebskraft entsprechend einer Fahrzeug-Antriebskraft erzeugt wird, welche von einem Bediener des Hybridfahrzeugs gefordert wird, und das durch den zweiten Elektromotor (MG2) erzeugte negative Drehmoment derart steuert, dass die Veränderung der Betriebsdrehzahl der Maschine verhindert wird.
  6. Antriebs-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Rückwärts-Antriebs-Steuerungsabschnitt (82) den ersten Elektromotor (MG1) in einer positiven Richtung betreibt, um das positive Drehmoment zu erzeugen, und den zweiten Elektromotor (MG2) in einer positiven Richtung betreibt, um das negative Drehmoment zu erzeugen.
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