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DE10141923A1 - Leistungsabgabegerät, Motorfahrzeug einschließlich des Leistungsabgabegeräts und ihre Steuerverfahren - Google Patents

Leistungsabgabegerät, Motorfahrzeug einschließlich des Leistungsabgabegeräts und ihre Steuerverfahren

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Publication number
DE10141923A1
DE10141923A1 DE10141923A DE10141923A DE10141923A1 DE 10141923 A1 DE10141923 A1 DE 10141923A1 DE 10141923 A DE10141923 A DE 10141923A DE 10141923 A DE10141923 A DE 10141923A DE 10141923 A1 DE10141923 A1 DE 10141923A1
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DE
Germany
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power
drive
electric
shaft
drive shaft
Prior art date
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Application number
DE10141923A
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English (en)
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DE10141923B4 (de
DE10141923B8 (de
Inventor
Hiroshi Hata
Masahiko Kojima
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of DE10141923B4 publication Critical patent/DE10141923B4/de
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Abstract

Bei einem Hybridmotorfahrzeug (20), das als ein elektrisches Motorfahrzeug einer hybriden Reihenbauart aufgebaut ist, ist in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung eine Hohlradwelle (37) und somit eine Vorderachse (50) von einem Planetengetriebe (31) durch eine Kupplung (C2) entkoppelt, und ein Zwischenrad (35) und ein Hohlrad (36) und somit eine Kurbelwelle (24) und eine Sonnenradwelle (33) sind durch eine Kupplung (C1) miteinander verbunden, wodurch ein Moment entsprechend einem Niederdrückungsbetrag eines Beschleunigungspedals (85) zu der Vorderachse (50) und einer Hinterachse (60) durch einen Motor (MG2) und einen Motor (MG3) bei einer optimalen Momentenverteilung für eine Rückwärtsbewegung abgegeben wird. Wenn ein Ladezustand (SOC) einer Batterie (70) klein ist, dann wird Leistung durch einen Motor (MG1) durch Nutzung einer Leistung erzeugt, die durch Antreiben einer Kraftmaschine (22) erhalten wird, um sie dem Motor (MG2) und dem Motor (MG3) zuzuführen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsabgabegerät und auf ein Motorfahrzeug, das mit demselben versehen ist, sowie insbesondere auf ein Leistungsabgabegerät zum Abgeben von Leistung zu einer Vielzahl Antriebswellen einschließlich einer ersten Antriebswelle, auf ein Motorfahrzeug einschließlich eines Leistungsabgabegerätes und auf ihre Steuerverfahren.
Es wurden ein Leistungsabgabegerät für ein vierrädriges Antriebsfahrzeug mit Elektromotoren, die an einer mit einem Vorderrad verbundenen Vorderachse beziehungsweise an einer mit einem Hinterrad verbundenen Hinterachse angebracht sind, und ein Leistungsabgabegerät für ein vierrädriges Antriebsmotorfahrzeug vorgeschlagen, das Elektromotoren hat, die jeweils an Drehwellen von vier Rädern angebracht sind. Bei diesen Leistungsabgabegeräten wird der Elektromotor durch Nutzung von elektrischer Energie angetrieben, die in einer Batterie geladen ist, oder der Elektromotor wird durch Nutzung von elektrischer Leistung angetrieben, die durch Antreiben eines Generators durch Leistung von einer Verbrennungskraftmaschine erhalten wird.
Des weiteren wurden durch den Anmelder als andere Leistungsabgabegeräte ein Leistungsabgabegerät, bei dem Leistung zu einer ersten Antriebswelle durch Nutzung von Leistung von einer Verbrennungskraftmaschine und von geladener und entladener elektrischer Energie von einer Batterie durch ein Planetengetriebe und zwei Elektromotoren abgegeben wird, und bei dem Leistung von einem dritten Elektromotor zu einer zweiten Antriebswelle durch Nutzung der geladenen und entladenen elektrischen Energie von der Batterie abgegeben wird (in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-175203 beschrieben, bei der im Nachfolgenden auf ein Leistungsabgabegerät der mechanischen Verteilerbauart Bezug genommen wird), und ein Leistungsabgabegerät vorgeschlagen, bei dem Leistung zu einer ersten Antriebswelle durch Nutzung von Leistung von einer Verbrennungskraftmaschine und von geladener und entladener elektrischer Energie von einer Batterie durch einen Doppelrotor- Elektromotor mit einem mit einer Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine verbundenen ersten Rotor und einem mit einer ersten Antriebswelle verbundenen zweiten Rotor und durch einen zweiten Elektromotor abgegeben, der an der ersten Antriebswelle angebracht ist, und bei dem Leistung von einem dritten Elektromotor zu einer zweiten Antriebswelle durch Nutzung der geladenen und entladenen elektrischen Energie von der Batterie abgegeben wird (wie dies in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-332020 beschrieben ist, bei der nachfolgend auf ein Leistungsabgabegerät einer elektrischen Verteilerbauart Bezug genommen wird).
Falls das vorstehend erwähnte Leistungsabgabegerät an einem bewegbaren Körper und insbesondere an einem Fahrzeug angebracht ist, dann ist es notwendig, die Leistung entsprechend einer für den bewegbaren Körper erforderlichen Bewegung abzugeben. Falls das Leistungsabgabegerät zum Beispiel an dem Fahrzeug angebracht ist, dann ist sowohl Leistung zum Vorwärtsbewegen des Fahrzeug als auch Leistung zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs erforderlich.
Bei dem Gerät, das den Elektromotor durch Nutzung der in der vorstehend erwähnten Batterie geladenen elektrischen Energie antreibt, und bei dem Gerät, das den Elektromotor durch Nutzung der durch die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten elektrischen Leistung antreibt, ist es möglich, einen Betrieb zwischen einer Vorwärtsbewegung und einer Rückwärtsbewegung nur durch ein Ändern einer Drehrichtung des Elektromotors umzuschalten, so dass es beim Umschalten der Richtung kein Problem gibt. Jedoch ist es bei dem erstgenannten unmöglich, gegenüber einem langen Zeitraum ununterbrochenem Gebrauchs stillzustehen, da zum Laden der Batterie ein langer Zeitraum erforderlich ist, und bei dem letztgenannten ist der energetische Wirkungsgrad reduziert, da ein Wirkungsgrad bei der Leistungserzeugung und ein Wirkungsgrad des Elektromotors berücksichtigt werden müssen.
Bei dem Leistungsabgabegerät der elektrischen Verteilerbauart und bei dem Leistungsabgabegerät der mechanischen Verteilerbauart, die durch den Anmelder vorgeschlagen wurden, wird ein Teil der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine zu der ersten Antriebswelle direkt abgegeben, um die erste Antriebswelle zu drehen. Des weiteren ist es normal, die Drehrichtung der ersten Antriebswelle zu diesem Zeitpunkt als eine Drehrichtung entsprechend einer Richtung zum Vorwärtsbewegen des Fahrzeugs festzulegen. Falls sich das Fahrzeug zurückbewegt, und zwar im Falle einer Rückwärtsdrehung der ersten Antriebswelle, ist es demgemäß notwendig, die von der Verbrennungskraftmaschine direkt abgegebene Leistung zu berücksichtigen. In diesem Fall wurde für das Leistungsabgabegerät der elektrischen Verteilerbauart ein Beispiel einer Steuerung im Falle einer Rückwärtsdrehung der ersten Antriebswelle in der vorstehend erwähnten Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-332020 vorgeschlagen.
Es ist ein Aspekt der Erfindung, die Nutzbarkeit eines Leistungsabgabegeräts zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung kann ein Leistungsabgabegerät Leistung zu einer Vielzahl Antriebswellen einschließlich einer ersten Antriebswelle abgeben. Das Leistungsabgabegerät ist mit einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgabewelle, einer Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung, einer ersten elektrischen Antriebseinrichtung, einer zweiten elektrischen Antriebseinrichtung, einer dritten elektrischen Antriebseinrichtung, einer Batterie, einer Ladezustandserfassungseinrichtung und einer Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung versehen.
Die Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung ist mit drei Drehwellen verbunden, die eine Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine, die erste Antriebswelle und eine Leistungsverteilungs- und sammelwelle aufweisen, und sie ist so aufgebaut, dass, wenn Leistung von einer beliebigen der drei Drehwellen eingegeben wird, die Leistung zu den anderen beiden Drehwellen verteilt wird. Wenn Leistung von beliebigen zwei der drei Drehwellen eingegeben wird, dann wird die eingegebene Leistung gesammelt, um sie zu der anderen Drehwelle abzugeben.
Die erste elektrische Antriebseinrichtung ist mit der Leistungsverteilungs- und sammelwelle verbunden und kann elektrische Leistung erzeugen. Die zweite elektrische Antriebseinrichtung ist mit der ersten Antriebswelle verbunden und kann elektrische Leistung erzeugen. Die dritte elektrische Antriebseinrichtung ist mit zumindest einer mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle außer der ersten Antriebswelle verbunden und kann elektrische Leistung erzeugen. Die Batterie kann elektrische Leistung jeweils hinsichtlich der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung übertragen und aufnehmen. Die Ladezustandserfassungseinrichtung erfasst einen Ladezustand der Batterie. Die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung steuert auf der Grundlage des erfassten Ladezustands den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine, den Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, den Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und den Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung derart, dass Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu einer normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben wird.
Bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung werden der Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine, der Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, der Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung durch die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung auf der Grundlage des Ladezustands der Batterie gesteuert. Das Leistungsabgabegerät kann demgemäß die Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu der normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei dem geeigneten Momentenverhältnis abgeben. Hierbei meint die "normale Drehung" eine Drehung in einer Momentenrichtung der auf die erste Antriebswelle aufgebrachten Leistung, wenn die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine zu der ersten Antriebswelle und der Leistungsverteilungs- und -sammelwelle durch die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung verteilt wird. Des weiteren meint "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" eine Antriebswelle und zwei oder mehrere Antriebswellen. Die "dritte elektrische Antriebseinrichtung" meint für den Fall, dass die mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle eine (einzige) Antriebswelle ist, eine elektrische Antriebsvorrichtung wie zum Beispiel ein oder zwei oder mehrere Elektromotoren oder dergleichen, die mit der Antriebswelle verbunden sind. Falls mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswellen zwei oder mehrere Antriebswellen sind, dann meint "dritte elektrische Antriebseinrichtung" eine Vielzahl von elektrischen Antriebsvorrichtungen wie zum Beispiel ein oder zwei oder mehrere Elektromotoren oder dergleichen, die mit den jeweiligen Antriebswellen verbunden sind.
Bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung aus einer Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung dergestalt bestehen, dass die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle von der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung durch Nutzung der elektrischen Leistung von der Batterie abgegeben wird, wenn der Ladezustand der Batterie gleich wie oder größer als ein erster Wert ist. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Leistung für eine Rückwärtsdrehung ohne Nutzung der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine abzugeben.
Des weiteren kann bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung durch eine Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung dergestalt bestehen, dass die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine in ein Moment umgewandelt wird, das als die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle abgegeben wird, wenn der Ladezustand der Batterie gleich wie oder geringer als ein zweiter Wert ist. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Leistung für eine Rückwärtsdrehung durch Nutzung der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine abzugeben, ohne die Batterie zu laden und zu entladen.
Des weiteren kann das Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung so aufgebaut sein, dass es mit einer Sollleistungsfestlegungseinrichtung zum Festlegen einer Sollleistung als einen Sollwert der Leistung für eine Rückwärtsdrehung versehen ist. Hierbei entspricht die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung einer Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der Verbrennungskraftmaschine, des Antriebsvorgangs der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung auf der Grundlage des durch die Ladezustandserfassungseinrichtung erfassten Ladezustands und der durch die Sollleistungsfestlegungseinrichtung festgelegten Sollleistung, wobei die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben wird. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die als der Sollwert der Leistung für eine Rückwärtsdrehung festgelegte Sollleistung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei dem geeigneten Momentenverhältnis abzugeben.
Bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das mit der Sollleistungsfestlegungseinrichtung versehen ist, kann die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung einer Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung dergestalt entsprechen, dass die Sollleistung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle von der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung durch Nutzung der elektrischen Leistung von der Batterie abgegeben wird, wenn der erfasste Ladezustand der Batterie gleich wie oder größer als ein erster Ladezustand ist und die festgelegte Sollleistung gleich wie oder geringer als eine erste Leistung ist. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Sollleistung ohne die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine abzugeben.
Bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das mit der Sollleistungsfestlegungseinrichtung versehen ist, kann die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung des weiteren einer Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der Verbrennungskraftmaschine und zumindest eines Antriebsvorgangs von dem Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, dem Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und dem Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung entsprechen, wobei die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine in ein Moment umgewandelt wird, das als die Sollleistung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle abgegeben wird, wenn der erfasste Ladezustand der Batterie geringer als der erste Ladezustand ist oder die festgelegte Sollleistung gleich wie oder größer als die erste Leistung ist. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Sollleistung mit der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine abzugeben, ohne die Batterie zu laden und zu entladen.
Andererseits kann bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das mit der Sollleistungsfestlegungseinrichtung versehen ist, die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung einer Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der Verbrennungskraftmaschine und zumindest eines Antriebsvorgangs von dem Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, dem Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und dem Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung entsprechen, wobei die Sollleistung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle durch Nutzung der geladenen und entladenen elektrischen Energie von der Batterie und der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine abgegeben wird, wenn der erfasste Ladezustand der Batterie geringer als der erste Ladezustand ist oder die festgelegte Sollleistung gleich wie oder größer als die erste Leistung ist. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Sollleistung mit der geladenen und entladenen elektrischen Energie von der Batterie und der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine abzugeben. Bei dem ersten Leistungsabgabegerät der Erfindung kann die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung einer Einrichtung zum Steuern zumindest eines Antriebsvorgangs von dem Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, dem Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und dem Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung durch Nutzung der entladenen elektrischen Energie von der Batterie entsprechen. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Sollleistung durch Nutzung der entladenen elektrischen Energie von der Batterie und der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine abzugeben.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Leistungsabgabegerät vorgesehen, das Leistung zu einer Vielzahl Antriebswellen einschließlich einer ersten Antriebswelle abgeben kann. Das Leistungsabgabegerät ist mit einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgabewelle, einer Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung, einer ersten elektrischen Antriebseinrichtung, einer zweiten elektrischen Antriebseinrichtung, einer dritten elektrischen Antriebseinrichtung, einer Batterie, einer ersten Koppel- und Entkoppeleinrichtung und einer Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung versehen.
Hierbei ist die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung mit drei Drehwellen verbunden, die eine Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine, die erste Antriebswelle und eine Leistungsverteilungs- und -sammelwelle aufweisen. Wenn Leistung von einer beliebigen der drei Drehwellen eingegeben wird, dann verteilt die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung die Leistung zu den anderen beiden Drehwellen, und wenn Leistung von beliebigen zwei der drei Drehwellen eingegeben wird, dann wird die eingegebene Leistung gesammelt, um sie zu der anderen Drehwelle abzugeben. Die erste elektrische Antriebseinrichtung ist mit der Leistungsverteilungs- und -sammelwelle verbunden und kann elektrische Leistung erzeugen. Die zweite elektrische Antriebseinrichtung ist mit der ersten Antriebswelle verbunden und kann elektrische Leistung erzeugen. Die dritte elektrische Antriebseinrichtung ist mit zumindest einer Antriebswelle außer der ersten Antriebswelle verbunden und kann elektrische Leistung erzeugen. Die Batterie kann elektrische Leistung jeweils hinsichtlich der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung übertragen und aufnehmen. Die erste Koppel- und Entkoppeleinrichtung koppelt die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung mit der ersten Antriebswelle und entkoppelt die Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung von der ersten Antriebswelle. Die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung steuert den Antriebsvorgang der ersten Koppel- und Entkoppeleinrichtung derart, dass die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung und die erste Antriebswelle voneinander entkoppelt werden, und sie steuert den Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und den Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung derart, dass Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu einer normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben wird.
Bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung werden der Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung durch die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung gesteuert. Die Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu der normalen Drehung wird demgemäß zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei dem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben. Da die erste Koppel- und Entkoppeleinrichtung so gesteuert wird, dass die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung und die erste Antriebswelle voneinander entkoppelt werden, kann sich des weiteren die erste Antriebswelle trotz der Verteil- und sammelfunktion der Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung frei drehen. Es ist infolgedessen möglich, einen energetischen Wirkungsgrad auf ein Maß zu erhöhen, das durch die Verteil- und sammelfunktion der Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung nicht beeinflusst wird. Es ist des weiteren möglich, die zweite elektrische Antriebseinrichtung zum Abgeben der Leistung zu der ersten Antriebswelle in einfacher Weise zu steuern. Hierbei meint die "normale Drehung" eine Drehung in einer Momentenrichtung der auf die erste Antriebswelle aufgebrachten Leistung, wenn die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine durch die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung zu der ersten Antriebswelle und der Leistungsverteilungs- und -sammelwelle verteilt wird. Die Begriffe "Zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" und "dritte elektrische Antriebseinrichtung" haben dieselbe Bedeutung wie bei dem ersten Leistungsabgabegerät der vorstehend erwähnten Erfindung.
Das Leistungsabgabegerät gemäß dem zweiten Aspekt der vorstehend erwähnten Erfindung kann eine zweite Koppel- und Entkoppeleinrichtung zum direkten Koppeln der Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine mit der Leistungsverteilungs- und -sammelwelle und zum Entkoppeln der direkten Koppelung aufweisen. Die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung steuert den Antriebsvorgang der zweiten Koppel- und Entkoppeleinrichtung derart, dass die Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine und die Leistungsverteilungs- und -sammelwelle direkt miteinander gekoppelt werden. Des weiteren werden der Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine und der Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung so gesteuert, dass zumindest ein Teil der durch die erste elektrische Antriebseinrichtung durch Nutzung der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine erzeugten elektrischen Leistung der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung zugeführt wird. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle durch Nutzung der elektrischen Leistung abzugeben, die durch Umwandeln der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine erhalten wird.
Des weiteren kann das Leistungsabgabegerät gemäß dem zweiten Aspekt der vorstehend erwähnten Erfindung mit einer zweiten Koppel- und Entkoppeleinrichtung zum direkten Koppeln der Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine mit der Leistungsverteilungs- und sammelwelle und zum Entkoppeln der direkten Kopplung und mit einer Ladezustandserfassungseinrichtung zum Erfassen des Ladezustands der Batterie versehen sein. Hierbei steuert die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung den Antriebsvorgang der zweiten Koppel- und Entkoppeleinrichtung derart, dass die Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine und die Leistungsverteilungs- und sammelwelle direkt miteinander gekoppelt werden, wenn der durch die Ladezustandserfassungseinrichtung erfasste Ladezustand gleich wie oder geringer als ein geeigneter Wert ist. Des weiteren steuert die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine und den Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung derart, dass zumindest ein Teil der elektrischen Leistung, die durch Umwandeln der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine erhalten wird, der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung zugeführt wird. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle durch Nutzung der elektrischen Leistung abzugeben, die durch Umwandeln der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine erhalten wird. Es ist des weiteren möglich, eine beträchtliche Reduzierung des Ladezustands der Batterie zu verhindern.
Bei dem Leistungsabgabegerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, das mit der zweiten Koppel- und Entkoppeleinrichtung versehen ist, kann die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung als eine Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der Verbrennungskraftmaschine, des Antriebsvorgangs der ersten elektrischen Antriebseinrichtung, des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung so aufgebaut sein, dass die elektrische Stromaufnahme durch die zweite elektrische Antriebseinrichtung und die dritte elektrische Antriebseinrichtung durch die Erzeugung von elektrischer Leistung durch die erste elektrische Antriebseinrichtung durch Nutzung der Leistung von dem Verbrennungskraftmaschine ausgeglichen wird. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle abzugeben, ohne die Batterie zu laden und zu entladen.
Das zweite Leistungsabgabegerät der Erfindung kann des weiteren so aufgebaut sein, dass es mit einer Sollleistungsfestlegungseinrichtung zum Festlegen einer Sollleistung als einen Sollwert der Leistung für eine Rückwärtsdrehung versehen ist. Hierbei ist die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung eine Einrichtung zum Steuern des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung, wobei die Sollleistung von der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung abgegeben wird. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Rückwärtsdrehung mit einer gewünschten Leistung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle abzugeben, da es möglich ist, die Leistung für eine Rückwärtsdrehung festzulegen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Motorfahrzeug vorgesehen, an dem das Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung angebracht ist. Hierbei ist die erste Antriebswelle mit einer Vorderachse verbunden, die mit einem Vorderrad eines Fahrzeugs verbunden ist. Die ist mit einer Hinterachse verbunden, die mit einem Hinterrad des Fahrzeugs verbunden ist. Die normale Drehung ist eine Drehung zum Vorwärtsbewegen des Fahrzeugs.
Das Motorfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann die Leistung zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs zu den Vorderrädern und den Hinterrädern bei dem geeigneten Momentenverhältnis abgeben, wobei das Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung angebracht ist. Bei einigen anzubringenden Leistungsabgabegeräten ist es des weiteren möglich, die gewünschte Rückwärtsbewegungsleistung mit einem verbesserten energetischen Wirkungsgrad abzugeben. Falls hierbei die "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" eine (einzige) Antriebswelle ist, dann ist es ausreichend, dass die "dritte elektrische Antriebseinrichtung, die mit zumindest einer Antriebswelle außer der ersten Antriebswelle verbunden ist und Leistung erzeugen kann" mit der Antriebswelle verbunden ist, die mit der Hinterachse verbunden ist. Daher ist die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel der Elektromotor oder dergleichen hierin enthalten, an der die Antriebswelle außer die erste Antriebswelle angebracht ist. Zusätzlich ist die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel ein oder zwei oder mehrere Elektromotoren hierin enthalten, die an der Hinter­ achse oder dergleichen angebracht ist, und zwar die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel zwei Elektromotoren, die zwei an der Hinterachse angebrachte Hinterräder oder dergleichen direkt antreiben. Falls die dritte elektrische Antriebseinrichtung direkt an der Hinterachse angebracht ist, dann stimmt die zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle mit der Hinterachse überein. Falls die "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" zwei oder mehrere Antriebswellen sind, dann entspricht dies dem Fahrzeug, das zusätzlich zu der Vorderachse zwei oder mehrere Hinterachsen hat. Hierbei meinen die "Hinterräder" alle Räder außer den Vorderrädern. Zum Beispiel entspricht dies einem Traktionsfahrzeug oder dergleichen. Es ist ausreichend, dass die "dritte elektrische Antriebseinrichtung, die mit zumindest einer Antriebswelle außer der ersten Antriebswelle verbunden ist und Leistung erzeugen kann" mit den Antriebswellen außer der ersten Antriebswelle verbunden ist, die jeweils mit zwei oder mehreren Hinterachsen verbunden sind, falls die "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" zwei oder mehrere Antriebswellen sind. Daher ist die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel zwei oder mehreren Elektromotoren hierin enthalten, an die zwei oder mehrer Antriebswellen angebracht sind. Zusätzlich ist die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel ein oder zwei oder mehrere Elektromotoren hierin enthalten, die an den jeweiligen Hinterachsen angebracht ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Motorfahrzeug vorgesehen, an dem das Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung angebracht ist. Hierbei ist die erste Antriebswelle mit einer Vorderachse verbunden, die mit einem Hinterrad eines Fahrzeugs verbunden ist. Die zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle ist mit einer mit Rädern verbundenen Achse einschließlich einer Vorderachse verbunden, die mit Vorderrädern außer einem Hinterrad verbunden ist. Die normale Drehung ist eine Drehung zum Vorwärtsbewegen des Fahrzeugs.
Das Motorfahrzeug gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann die Leistung zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs zu den Vorderrädern und zu den Hinterrädern bei dem geeigneten Momentenverhältnis abgeben, wobei das Leistungsabgabegerät gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung angebracht ist. Des weiteren ist es bei einigen anzubringenden Leistungsabgabegeräten möglich, die gewünschte Rückwärtsbewegungsleistung mit einem verbesserten energetischen Wirkungsgrad abzugeben. Falls hierbei die "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" eine (einzige) Antriebswelle ist, dann ist die "mit den Rädern verbundene Achse" die "mit den Vorderrädern verbundene Vorderachse". Falls die "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" zwei oder mehrere Antriebswellen sind, dann hat die "mit den Vorderrädern verbundene Achse" die "mit den Vorderrädern verbundene Vorderachse" und die mit den anderen Rädern verbundene Achse außer die Vorderachse und die Hinterachse. Zum Beispiel entspricht dies einer Achse für Räder eines Fahrzeugs, das durch ein Traktionsfahrzeug geschleppt wird. Falls die "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" eine (einzige) Antriebswelle ist, dann ist es ausreichend, dass die "dritte elektrische Antriebseinrichtung, die mit zumindest einer Antriebswelle außer der ersten Antriebswelle verbunden ist und Leistung erzeugen kann" mit der Antriebswelle verbunden ist, die mit der Vorderachse verbunden ist. Daher ist die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel der Elektromotor oder dergleichen hierin enthalten, an der die zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle angebracht ist. Zusätzlich ist die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel ein oder zwei oder mehrere Elektromotoren hierin enthalten, die an die Vorderachse oder dergleichen angebracht ist, und zwar die elektrische Antriebsausstattung wie zum Beispiel zwei Elektromotoren, die zwei an der Vorderachse angebrachte Vorderräder oder dergleichen direkt antreiben. Falls die dritte elektrische Antriebseinrichtung an der Hinterachse direkt angebracht ist, dann stimmt die zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle mit der Vorderachse überein. Die "dritte elektrische Antriebseinrichtung, die mit zumindest einer Antriebswelle verbunden ist, die mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbunden ist, und die Leistung erzeugen kann" ist in der gleichen Art und Weise aufgebaut, falls die "zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle" zwei oder mehrere Antriebswellen sind.
Bei dem Motorfahrzeug gemäß dem dritten oder gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann das geeignete Momentenverhältnis ein Verhältnis eines auf das Hinterrad aufgebrachten Moments bezogen auf ein auf das Vorderrad aufgebrachtes Moment sein, und es ist innerhalb eines Bereiches von 1 : 9 bis 9 : 1.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Motorfahrzeug vorgesehen, bei dem Leistung zu Vorderrädern und Hinterrädern abgegeben werden kann.
Das Motorfahrzeug ist mit einer Vorderradleistungsabgabeeinrichtung, einer Hinterradleistungsabgabeeinrichtung, einer Batterie, einer Ladezustandserfassungseinrichtung, einer Momentenverhältnisfestlegungseinrichtung und einer Rückwärtsbewegungsantriebssteuereinrichtung versehen.
In diesem Fall hat die Vorderradleistungsabgabeeinrichtung einen ersten Elektromotor, der die Leistung zu dem Vorderrad abgeben kann. Die Hinterradleistungsabgabeeinrichtung hat einen zweiten Elektromotor, der Leistung zu dem Hinterrad abgeben kann. Die Batterie führt einen elektrischen Strom zu der Vorderradleistungsabgabeeinrichtung und der Hinterradleistungsabgabeeinrichtung zu. Die Ladezustandserfassungseinrichtung erfasst einen Ladezustand der Batterie. Die Momentenverhältnisfestlegungseinrichtung legt ein Momentenverhältnis zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad auf der Grundlage des erfassten Ladezustands fest. Die Rückwärtsbewegungsantriebssteuereinrichtung steuert den Antriebsvorgang der Vorderradleistungsabgabeeinrichtung und den Antriebsvorgang der Hinterradleistungsabgabeeinrichtung derart, dass die Leistung zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs mit dem festgelegten Momentenverhältnis zu dem Vorderrad und dem Hinterrad abgegeben wird.
Bei dem Motorfahrzeug gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung wird das Momentenverhältnis zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad auf der Grundlage des Ladezustands der Batterie festgelegt. Dann werden die Vorderradleistungsabgabeeinrichtung und die Hinterradleistungsabgabeeinrichtung so gesteuert, dass die Leistung zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs bei dem festgelegten Momentenverhältnis zu dem Vorderrad und dem Hinterrad abgegeben wird. Es ist daher möglich, die Rückwärtsbewegung entsprechend dem Ladezustand der Batterie zu steuern.
Bei dem Motorfahrzeug gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung kann die Momentenverhältnisfestlegungseinrichtung das Momentenverhältnis so festlegen, dass das Verhältnis des auf das Hinterrad aufgebrachten Moments bezogen auf das auf das Vorderrad aufgebrachte Moment innerhalb eines Bereiches von 1 : 9 bis 9 : 1 fällt, wenn der erfasste Ladezustand gleich wie oder größer als ein geeigneter Wert ist, und sie kann dann das Momentenverhältnis so festlegen, dass das auf das Vorderrad aufgebrachte Moment 0 beträgt, wenn der erfasste Ladezustand geringer als der Wert ist. Bei diesem Aufbau wird eine stabile Rückwärtsbewegung des vierrädrigen Antriebs erreicht, wenn der Ladezustand der Batterie gleich wie oder größer als der Wert ist, und wenn der Ladezustand der Batterie geringer als der Wert ist. Dann wird die Rückwärtsbewegung erreicht, während die Reduzierung des Ladezustands begrenzt wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Hybridmotorfahrzeugs einschließlich eines Leistungsabgabegerätes gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Flusskarte eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine gemäß der Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine Abbildung einer Beziehung zwischen einer Beschleunigungspedalposition AP, einer Bremspedalposition BP, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Antriebswellenmoment Td* in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung;
Fig. 4 zeigt eine Flusskarte einer Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Teil eines Aufbaus eines Hybridmotorfahrzeugs eines anderen exemplarischen Ausführungsbeispiels darstellt;
Fig. 6 zeigt eine Flusskarte einer durch das Hybridmotorfahrzeug gemäß der in Fig. 5 ausgeführten Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine;
Fig. 7 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Gerade in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung bei angehaltenem Motor darstellt, und
Fig. 8 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Bestimmungsgeraden in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung, während der Motor Leistung abgibt.
Als nächstes werden verschiedene exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Hybridmotorfahrzeugs 20 einschließlich eines Leistungsabgabegerätes gemäß der Erfindung. Das Hybridmotorfahrzeug 20 hat eine Kraftmaschine 22, eine Getriebeeinheit 30, einen Motor MG1, einen Motor MG2, einen Motor MG3, eine Batterie 70 und eine hybride elektronische Steuereinheit (nachfolgend als eine ECU bezeichnet) 80.
Die Getriebeeinheit 30 ist mit einer Kurbelwelle 24 der Kraftmaschine 22 verbunden, und sie kann von der Kraftmaschine 22 abgegebene Leistung zu einer Sonnenradwelle 33 und zu einer Hohlradwelle 37 bei einem konstanten Momentenverhältnis verteilen. Der Motor MG1 ist mit der Sonnenradwelle 33 der Getriebeeinheit 30 verbunden und kann elektrische Leistung erzeugen. Der Motor MG2 ist mit der Hohlradwelle 37 verbunden und mit einer Vorderachse 50 von Vorderrädern 54 und 56 verbunden, und er kann elektrische Leistung erzeugen. Der Motor MG3 ist mit einer Hinterachse 60 von Hinterrädern 64 und 66 verbunden, und er kann elektrische Leistung erzeugen. Die Batterie 70 kann jeweils zu den Motoren MG1, MG2 und MG3 elektrische Leistung übertragen und von diesen aufnehmen. Die ECU 80 steuert das ganze System.
Die Kraftmaschine 22 ist eine mit Benzin betriebene Verbrennungskraftmaschine. Die Kraftmaschine 22 wird durch eine Kraftmaschinen-ECU 28 gesteuert. Der Antriebsvorgang der Kraftmaschine 22 wird durch die Kraftmaschinen-ECU 28 gesteuert, indem eine Kraftstoffeinspritzmenge und ein Einlassluftvolumen derart gesteuert werden, dass die Kraftmaschine 22 von jenen Arbeitspunkten, die einen von der ECU 80 eingegebenen Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* von der Kraftmaschine 22 abgeben können, an dem wirksamsten Arbeitspunkt auf der Grundlage des Sollkraftmaschinenabgabewertes Pe* angetrieben wird.
Die Getriebeeinheit 30 hat ein Planetengetriebe 31 ein­ schließlich eines Sonnenrads 32, eines Hohlrads 36 und einer Vielzahl dazwischen vorgesehene Planetenritzel 34. Eine Kurbelwelle 24 der Kraftmaschine 22 ist mit einem Zwischenrad (Stegrad) 35 verbunden, der die Planetenritzel 34 des Planetengetriebes 31 über einen Dämpfer 26 verbindet. Der Motor MG1 ist über die Sonnenradwelle 33 mit dem Sonnenrad 32 verbunden. Das Hohlrad 36 ist mit dem Zwischenrad 35 und der Hohlradwelle 37 entsprechend einem Kopplungszustand einer Kupplung C1 und einer Kupplung C2 verbunden. Ein Zahnrad 38, das mit einem an einer Drehwelle 40 des Motors MG2 vorgesehenen Zahnrad 42 und einem Riemen 44 verbunden ist, ist an der Hohlradwelle 37 angebracht. Die Drehwelle 40 des Motors MG2 ist über ein Zahnrad 46 und ein Differentialgetriebe 52 mit der Vorderachse 50 verbunden. Demgemäß ist die Hohlradwelle 37 mit der Vorderachse 50 von den Vorderrädern 54 und 56 verbunden.
Jeder Motor MG1, MG2 und MG3 ist ein PM-Synchron-Generator- Motor, der mit einem Rotor, an dem an einer äußeren Umfangsfläche ein Dauermagnet geklebt ist, und mit einem Stator versehen ist, um den eine Drei-Phasen-Spule gewickelt ist. Des weiteren wird ein dreiphasiger elektrischer Blindstrom in die Drei-Phasen-Spule eingespeist, der durch Schaltvorgänge von sechs Schaltelementen erzeugt wird, wodurch die Motoren MG1, MG2 und MG3 angetrieben werden. Die Schaltelemente sind jeweils in Wechselrichterschaltungen 72, 74 und 76 vorgesehen, die elektrische Leitungen L1 und L2 als eine positive Sammelleitung und als eine negative Sammelleitung haben, die mit einem Anschluss der Batterie 70 verbunden sind. In diesem Fall wird eine Schaltsteuerung von jedem Schaltelement in den Wechselrichterschaltungen 72, 74 und 76, und zwar eine Antriebssteuerung der Motoren MG1, MG2 und MG3, durch eine Motor-ECU 78 ausgeführt. Die Antriebssteuerung der Motoren MG1, MG2 und MG3 durch die Motor-ECU 78 wird durch Schalten und Steuern der Schaltelemente in den Wechselrichterschaltungen 72, 74 und 76 so ausgeführt, dass Momente entsprechend Momentvorgaben Tm1*, Tm2* und Tm3* von den Motoren MG1, MG2 und MG3 auf der Grundlage der Momentvorgaben Tm1*, Tm2* und Tm3* der Motoren MG1, MG2 und MG3 abgegeben werden, die von der ECU 80 eingegeben werden.
Die Batterie 70 ist eine Batterieeinheit, die durch eine Reihenschaltung einer Vielzahl Einheitszellen gebildet ist, die geladen und entladen werden können, wie zum Beispiel eine Nickelhydridbatterie, einen Lithiumionenbatterie und dergleichen, und sie wird durch eine Batterie-ECU 71 gesteuert. Die durch die Batterie-ECU 71 ausgeführte Steuerung der Batterie 70 beinhaltet eine Berechnung eines Ladezustands, die auf der Grundlage von elektrischen Lade- und Entladeströmen ausgeführt wird, die durch einen elektrischen Stromsensor (nicht gezeigt) oder einen elektrischen Spannungssensor (nicht gezeigt), die mit den Abgabeanschlüssen der Batterie 70 verbunden sind, oder durch eine elektrische Spannung zwischen den Anschlüssen erfasst werden. Die Steuerung beinhaltet des weiteren ein Angleichen des Batterieladezustands SOC von jeder Einheitszelle, das in ähnlicher Weise auf der Grundlage der elektrischen Lade- und Entladeströme ausgeführt wird, die durch den elektrischen Stromsensor oder durch den elektrischen Spannungssensor oder durch die Spannung zwischen den Anschlüssen erfasst werden, und eine Kühlvorgangssteuerung, die auf der Grundlage einer Batterietemperatur ausgeführt wird, die durch einen an der Batterie 70 angebrachten Temperatursensor (nicht gezeigt) erfasst wird.
Die ECU 80 ist ein Mikroprozessor, der durch eine CPU gebildet ist, und sie ist mit einem ROM, der ein Verarbeitungsprogramm speichert, einem RAM, der Daten vorübergehend speichert, einem Eingabe- und Abgabeanschluss und mit einem Verbindungsanschluss versehen. Der Verbindungsanschluss der ECU 80 ist mit Verbindungsanschlüssen der Kraftmaschinen-ECU 28, der Batterie- ECU 71 und der Motor-ECU 78 verbunden, und er kann verschiedenartige Daten hinsichtlich der Kraftmaschinen-ECU 28, der Batterie-ECU 71 und der Motor-ECU 78 übertragen und aufnehmen. Des weiteren nimmt die ECU 80 durch die Eingabeanschlüsse eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 81, ein Zündsignal von einem Zündschalter 82, eine Gangposition SP von einem Gangpositionssensor 84, der eine Position eines Ganghebels 83 erfasst, eine Beschleunigungspedalposition AP von einem Beschleunigungspedalpositionssensor 86, der eine Position eines Beschleunigungspedals 85 erfasst, eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositionssensor 88, der eine Position eines Bremspedals 87 erfasst, und Raddrehzahlen Vw1 bis Vw4 von verschiedenen Rädern von Raddrehzahlsensoren 55, 57, 65 beziehungsweise 67 auf, die an den Vorderrädern 54 und 56 und den Hinterrädern 64 und 66 angebracht sind. Außerdem überträgt die ECU 80 durch die Abgabeanschlüsse Antriebssignale zu den Kupplungen C1 und C2.
Als nächstes wird eine Steuerung des Hybridmotorfahrzeugs 20 für eine Rückwärtsfahrt beschrieben. Die Fig. 2 zeigt eine Flusskarte eines Beispiels einer Steuerungsroutine für eine Rückwärtsfahrt, die durch die ECU 80 des Hybridmotorfahrzeugs 20 ausgeführt wird. Diese Routine wird zu einem Zeitpunkt ausgeführt, wenn der Gangpositionssensor 84 erfasst, dass der Ganghebel 83 in der Rückwärtsposition betätigt wird.
Wenn die Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine ausgeführt wird, dann kuppelt die CPU der ECU 80 bei S100 die Kupplung C1 ein, und sie entkuppelt die Kupplung C2. Durch diese Kupplungsfestlegung wird das Planetenritzel 34 mit dem Hohlrad 36 gekoppelt, und zwar wird die Kurbelwelle 24 der Kraftmaschine 22 direkt mit dem Motor MG1 verbunden. Des weiteren wird die Hohlradwelle 37 von dem Planetengetriebe 31 entkoppelt, und zwar die Kopplung zwischen der Drehwelle 40 des über das Getriebe mit der Vorderachse 50 verbundenen Motors MG2 und dem Planetengetriebe 31, und die Drehwelle 40 und das Planetengetriebe 31 sind voneinander entkoppelt. Wenn die Kupplungen C1 und C2 in der Art und Weise wie bei dem Schritt S100 festgelegt werden, dann schreitet die Steuerungsroutine zu S102 weiter, und die ECU 80 liest die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 81 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Beschleunigungspedalpositionssensor 86 erfasste Beschleunigungspedalposition AP, die durch den Bremspedalpositionssensor 88 erfasste Bremspedalposition BP und den durch die Batterie-ECU 71 berechnete Batterie-SOC über die Eingabeanschlüsse und die Verbindungsanschlüsse ein. Hierbei ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V eine durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 81 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit, jedoch kann die Fahrzeuggeschwindigkeit V von den Raddrehzahlen Vw1 bis Vw4 berechnet werden, die durch die Raddrehzahlsensoren 55, 57, 65, 67 erfasst werden.
Bei S104 wird ein erforderliches Antriebswellenmoment Td* entsprechend einem für die Antriebswelle des Fahrzeugs erforderlichem Moment auf der Grundlage der Beschleunigungspedalposition AP, der Bremspedalposition BP und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Abbildung, die eine Beziehung zwischen der Beschleunigungspedalposition AP, der Bremspedalposition BP, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem erforderlichen Antriebswellenmoment Td* definiert, im Voraus in dem ROM der ECU 80 gespeichert. Das entsprechende erforderliche Antriebswellenmoment Td* wird aus der Abbildung als Reaktion auf die Eingabe der Beschleunigungspedalposition AP, der Bremspedalposition BP und der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten. Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Beschleunigungspedalposition AP, der Bremspedalposition BP, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem erforderlichen Antriebswellenmoment Td* in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das erforderliche Antriebswellenmoment Td* ein positiver Wert, wenn das Beschleunigungspedal 85 niedergedrückt wird, und das erforderliche Antriebswellenmoment Td* ist ein negativer Wert, wenn das Bremspedal 87 niedergedrückt wird.
Als nächstes wird bei S106 bestimmt, ob der Batterieladezustand SOC gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Ladezustand S1 der Batterie 70 ist oder nicht. Der vorbestimmte Ladezustand S1 ist ein Ladezustand der Batterie 70, der zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs erforderlich ist, und er wird auf der Grundlage einer Kapazität und einer Funktion der Batterie 70 bestimmt. Wenn der Batterieladezustand SOC gleich wie oder größer als der vorbestimmte Ladezustand S1 ist (S106: JA), dann wird bestimmt, dass die zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs erforderliche elektrische Energie in der Batterie 70 vorhanden ist, und die Steuerungsroutine schreitet zu S108 weiter, bei dem der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe*, der Momentvorgabenwert Tm1* und die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 auf 0 festgelegt werden. Die Steuerungsroutine schreitet dann zu S112 weiter, bei dem die Momentvorgabenwerte Tm2* und Tm3* der Motoren MG2 und MG3 so festgelegt werden, dass das erforderliche Antriebswellenmoment Td* zu den Vorderrädern und den Hinterrädern bei einem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT verteilt wird. Hierbei ist das Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT ein Momentenverhältnis für eine Rückwärtsbewegung, das von Momentenverhältnissen zwischen einem auf die Vorderräder 54, 56 abgegebenen Moment und einem auf die Hinterräder 64, 66 abgegebenen Moment ausgewählt wird. Das Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT wird auf der Grundlage der Bauart und Spezifikation des Fahrzeugs definiert, und es wird vorzugsweise auf einen Wert innerhalb eines Bereiches zwischen 1 : 9 und 9 : 1 festgelegt.
Dann gibt die ECU 80 bei S114 den Sollkraftmaschinenabgabewert Pe*, die Momentvorgaben Tm1*, Tm2* und Tm3* der Motoren MG1, MG2 und MG3 und die Solldrehzahl Nm1 des Motors MG1 zu der Kraftmaschinen-ECU 28 und der Motor-ECU 78 ab. Daraufhin endet die Steuerungsroutine. Nachdem die Kraftmaschinen-ECU 28 den Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* aufgenommen hat, steuert sie den Antriebsvorgang der Kraftmaschine 22 so, dass die Kraftmaschine 22 an einem Arbeitspunkt angetrieben wird, der als der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* festgelegt ist, und zwar an einem Arbeitspunkt, der auf der Grundlage des Sollkraftmaschinenmoments Te* und der Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* festgelegt ist. Da der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* auf 0 festgelegt ist, wird hierbei ein Haltebefehl ausgeführt, um die Kraftmaschine 22 anzuhalten. Nachdem die Motor-ECU 78 die Momentvorgabenwerte Tm1*, Tm2* und Tm3* der Motoren MG1, MG2 und MG3 sowie die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 aufgenommen hat, steuert sie die Drehzahl des Motors MG1 unter Verwendung des Momentvorgabenwerts Tm1* so, dass der Motor MG1* bei der Solldrehzahl Nm1* angetrieben wird. Gleichzeitig steuert die Motor-ECU 78 den Antriebsvorgang des Motors MG2 und des Motors MG3 derart, dass ein Moment entsprechend den Momentvorgabenwerte Tm2* und Tm3* von dem Motor MG2 beziehungsweise dem Motor MG3 abgegeben wird. Da sowohl die Solldrehzahl Nm1* als auch der Momentvorgabenwert Tm1* des Motors MG1 auf 0 festgelegt sind, wird der Motor MG1 hierbei angehalten. Des weiteren werden die Motoren MG2 und MG3 so gesteuert, dass die Momentvorgabenwerte Tm2* und Tm3* abgegeben werden.
Wenn der Batterieladezustand SOC geringer als der vorbestimmte Ladezustand S1 ist (S106: NEIN), dann wird andererseits bestimmt, dass die zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs erforderliche elektrische Energie nicht in der Batterie 70 vorhanden ist. Die Steuerungsroutine schreitet dann zu S110 weiter, bei dem der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* auf einen Rückwärtsbewegungszeitabgabewert Ps festgelegt wird, und der Momentvorgabenwert Tm1* und die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 werden auf ein Sollkraftmaschinenmoment Te* beziehungsweise auf eine Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* festgelegt, die als ein Arbeitspunkt des Sollkraftmaschinenabgabewerts Pe* festgelegt sind. Hierbei wurden das Sollkraftmaschinenmoment Te* und die Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* im Voraus als ein Arbeitspunkt festgelegt, der den höchsten Kraftmaschinenwirkungsgrad von den Arbeitspunkten hat (Punkte, die auf der Grundlage des Moments und der Drehzahl bestimmt wurden), die den Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* von der Kraftmaschine 22 abgeben können. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Beziehung zwischen dem Sollkraftmaschinenabgabewert Pe*, dem Sollkraftmaschinenmoment Te* und der Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* im Voraus als eine Abbildung gespeichert. Wenn der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* festgelegt ist, werden demgemäß das Sollkraftmaschinenmoment Te* und die Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* entsprechend dem Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* aus der Abbildung erhalten.
Die Steuerungsroutine schreitet zu S112 weiter, bei dem die Momentvorgabenwerte Tm2* und Tm3* der Motoren MG2 und MG3 so festgelegt werden, dass das erforderliche Antriebswellenmoment Td* zu den Vorderrädern und den Hinterrädern bei dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT verteilt wird. Dann gibt die ECU 80 bei S114 den Sollkraftmaschinenabgabewert Pe*, die Momentvorgaben Tm1*, Tm2* und Tm3* der Motoren MG1, MG2 und MG3 und die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 zu der Kraftmaschinen- ECU 28 und der Motor-ECU 78 durch die Verbindungsanschlüsse ab. Daraufhin endet die Steuerungsroutine. Da der Rückwärtsbewegungszeitabgabewert Ps als der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* festgelegt wird, wird der Antriebsvorgang der Kraftmaschine 22 hierbei bei dem Arbeitspunkt gesteuert, der als der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* durch die Kraftmaschinen-ECU 28 festgelegt wird, und zwar der Arbeitspunkt, der auf der Grundlage des Sollkraftmaschinenmoments Te* und der Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* festgelegt wird. Da der Antriebsvorgang des Motors MG1 durch die Motor-ECU 78 bei dem Arbeitspunkt der Solldrehzahl Nm1* und des Momentvorgabenwerts Tm1* zur Rückgewinnung gesteuert wird, erzeugt der Motor MG1 des weiteren Leistung durch Nutzung der Leistung von der Kraftmaschine 22, und die Leistung wird den Motoren MG2 und MG3 zugeführt. Wenn die Erzeugung der elektrischen Leistung von dem Motor MG1 größer ist als die Leistungsaufnahme der Motoren MG2 und MG3, dann wird überschüssige elektrische Energie in die Batterie 70 geladen. Wenn die Erzeugung der elektrischen Leistung von dem Motor MG1 kleiner ist als die Leistungsaufnahme der Motoren MG2 und MG3, dann wird im Gegensatz dazu eine Verknappung durch das Entladen der Batterie 70 ausgeglichen.
Das Hybridmotorfahrzeug 20 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles ist so aufgebaut, dass im Zeitraum einer Rückwärtsbewegung die Hohlradwelle 37 bzw. die Vorderachse 50 von dem Planetengetriebe 31 durch die Kupplung C2 entkoppelt wird, und das Zwischenrad 35 und das Hohlrad 36 bzw. die Kurbelwelle 24 und die Sonnenradwelle 33 durch die Kupplung C1 miteinander gekoppelt werden. Dies ist ein hybrides Elektromotorfahrzeug der Reihenbauart. Durch den Motor MG2 und den Motor MG3 ist es demgemäß möglich, ein Moment entsprechend der Niederdrückung des Beschleunigungspedals 85 auf die Vorderachse 50 und die Hinterachse 60 bei einer geeigneten Momentenverteilung im Zeitraum einer Rückwärtsbewegung abzugeben. Wenn der Batterieladezustand SOC geringer wird als der vorbestimmte Ladezustand S1, dann veranlasst die ECU 80 des weiteren eine Erzeugung von elektrischer Leistung durch den Motor MG1 durch Nutzung von Leistung, die durch den Antriebsvorgang der Kraftmaschine 22 erhalten wird. Infolgedessen ist es möglich, einen Teil oder die gesamte elektrische Leistungsaufnahme des Motors MG2 und des Motors MG3 durch die Erzeugung von elektrischer Leistung von dem Motor MG1 auszugleichen.
Bei dem Hybridmotorfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der Rückwärtsbewegungszeitabgabewert Ps ungeachtet des erforderlichen Antriebswellenmoments Td* auf den Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* festgelegt, wenn der Batterieladezustand SOC geringer als der vorbestimmte Ladezustand S1 ist. Darüber hinaus kann ein Überschuss oder ein Defizit der elektrischen Leistungsaufnahme des Motors MG2 und des Motors MG3 hinsichtlich der Erzeugung von elektrischer Leistung von dem Motor MG1 durch das Laden beziehungsweise Entladen der Batterie 70 ausgeglichen werden. Der Aufbau kann so geschaffen sein, dass der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* entsprechend dem erforderlichen Antriebswellenmoment Td* festgelegt wird, und die elektrische Leistungsaufnahme des Motors MG2 und des Motors MG3 wird durch die Erzeugung der elektrischen Leistung von dem Motor MG1 direkt ausgeglichen. In diesem Fall können anstatt des Prozesses in S110 bei der Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine gemäß der Fig. 2 Prozesse in S120 bis S124 in einer in der Fig. 4 gezeigten Routine ausgeführt werden. Und zwar wird bei S120 die erforderliche Antriebswellenleistung Pd* durch Multiplizieren des erforderlichen Antriebswellenmoments Td* mit einer Drehzahl N1 (N1 = r • V) der Vorderachse 50 berechnet, wobei N1 aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V bei einem proportionalen Verhalten erhalten wird. Der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* wird bei S122 festgelegt, indem die berechnete erforderliche Antriebswellenleistung Pd* mit einem Kehrwert ηg eines Wirkungsgrads einer Leistungserzeugung multipliziert wird. Dann werden bei S124 das Sollkraftmaschinenmoment Te* bei dem Arbeitspunkt des festgelegten Sollkraftmaschinenabgabewertes Pe* und die Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* auf den Momentvorgabenwert Tm1* und die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 festgelegt. Es ist demgemäß möglich, die elektrische Leistungsaufnahme des Motors MG2 und des Motors MG3 durch die Erzeugung der elektrischen Leistung von dem Motor MG1 direkt auszugleichen.
Das Hybridmotorfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass ein Moment zu den Vorderrädern 54 und 56 und den Hinterrädern 64 und 66 durch Nutzung des Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnisses DT abgegeben wird, das als das Momentenverhältnis in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung zwischen einem zu den Vorderrädern 54 und 56 abgegebenen Moment und einem zu den Hinterrädern 64 und 66 abgegebenen Moment festgelegt wird. Hierbei wird die Batterie- SOC nicht berücksichtigt. Wenn der Batterieladezustand SOC geringer ist als der vorbestimmte Ladezustand S1, dann kann ein anderes Vorder- und Hinterradmomentenverhältnis außer dem voreingestellten Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT verwendet werden. Der Aufbau kann zum Beispiel dergestalt sein, dass von den Vorderrädern 54 und 56 kein Moment abgegeben wird.
Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Verringerung des Batterieladezustands SOC zu reduzieren. Hierbei ist vorzuziehen, dass das Vorder- und Hinterradmomentenverhältnis auf 1 : 9 bis 9 : 1 festgelegt wird.
Das Hybridmotorfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird wie ein hybrides Elektromotorfahrzeug der Reihenbauart betrieben, wobei es sich beim Betätigen der Kupplungen C1 und C2 zurückbewegt. Selbst wenn der Batterie-SOC geringer als der vorbestimmte Ladezustand S1 ist, falls die Kraftmaschine 22 nicht angetrieben wird, dann kann dieser Aufbau auf ein Elektromotorfahrzeug angewendet werden, das ohne Kraftmaschine 22 vorgesehen ist, wie zum Beispiel ein Elektromotorfahrzeug, das so aufgebaut ist, dass Leistung von an den Vorderrädern und den Hinterrädern angebrachten Elektromotoren durch Nutzung von elektrischer Leistung von der Batterie 70 abgegeben wird, oder ein Elektromotorfahrzeug, das so aufgebaut ist, dass Leistung zu vier Rädern von jeweiligen Elektromotoren durch Nutzung von elektrischer Leistung von der Batterie 70 abgegeben wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, ein anderes Vorder- und Hinterradmomentenverhältnis außer dem voreingestellten Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis festzulegen, wenn der Batterieladezustand SOC geringer als der vorbestimmte Ladezustand S1 ist, und es ist zum Beispiel vorzuziehen, von den Vorderrädern 54 und 56 kein Moment abzugeben und nur das minimal erforderliche Moment von den Hinterrädern 64 und 66 abzugeben. Es ist demgemäß möglich, die Verringerung des Batterieladezustands SOC zu reduzieren. Hierbei ist es vorzuziehen, dass das Vorder- und Hinterradmomentenverhältnis auf 1 : 9 bis 9 : 1 festgelegt wird.
Das Hybridmotorfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist so aufgebaut, dass der Motor MG3 an der Hinterachse 60 über das Differentialgetriebe 62 angebracht ist. Der Aufbau kann so geschaffen sein, dass zwei Motoren direkt an den Hinterrädern 64 und 66 angebracht sind. In diesem Fall können beide Motoren durch Nutzung des Momentvorgabenwerts Tm3* des Motors MG3 unabhängig gesteuert werden.
Das vorstehend beschriebene Hybridmotorfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist als ein vierrädriges Antriebsmotorfahrzeug beschrieben. Es ist jedoch möglich, die Erfindung auf ein sechsrädriges Antriebsmotorfahrzeug mit Hilfsantriebsrädern wie zum Beispiel ein Motorfahrzeug anzuwenden, das einen vierrädrigen Antrieb hat und ein Fahrzeug mit Hilfsantriebsrädern schleppt. In diesem Fall kann der Aufbau so geschaffen sein, dass der Motor an der Achse des Hilfsantriebsrads angebracht ist und die durch diesen Motor und dem an der Hinterachse 60 über das Differentialgetriebe 62 angebrachten Motor MG3 verbrauchte oder rückgewonnene elektrische Leistung kann mit der elektrischen Leistung übereinstimmen, die durch den Motor MG3 des Hybridmotorfahrzeugs 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel verbraucht oder rückgewonnen wird. Das Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT kann ein Moment des Hilfsantriebsrads enthalten oder auch nicht.
Das Hybridmotorfahrzeug 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist als ein Elektromotorfahrzeug der hybriden Reihenbauart aufgebaut, wobei die Kupplungen C1 und C2 im Zeitraum einer Rückwärtsbewegung betätigt werden. Wie dies jedoch durch einen Abschnitt des Aufbaus eines Hybridmotorfahrzeugs 20B eines anderen exemplarischen Ausführungsbeispieles in der Fig. 5 gezeigt ist, kann der Aufbau so geschaffen sein, dass die Getriebeeinheit 30B nicht mit den Kupplungen C1 und C2 versehen ist. In diesem Fall wird eine in der Fig. 6 gezeigte Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine anstelle der in der Fig. 2 gezeigten Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine ausgeführt. Nachfolgend wird eine Rückwärtsbewegungssteuerung bei einem Hybridmotorfahrzeug 20B eines anderen exemplarischen Ausführungsbeispieles beschrieben.
Wenn die Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine ausgeführt wird, dann schreitet die Steuerungsroutine zu S200 weiter, bei dem die CPU der ECU 80 die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 81 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Beschleunigungspedalpositionssensor 86 erfasste Beschleunigungspedalposition AP, die durch den Bremspedalpositionssensor 88 erfasste Bremspedalposition BP und den durch die Batterie-ECU 71 berechneten Batterieladezustand SOC durch die Verbindungsanschlüsse einliest. Dann schreitet die Steuerungsroutine zu S202 weiter, bei dem ein Prozess zum Berechnen des erforderlichen Antriebswellenmoments Td* und der erforderlichen Antriebswellenleistung Pd* auf der Grundlage der Beschleunigungspedalposition AP, der Bremspedalposition BP und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgeführt wird, die (bei dem Schritt S202) eingelesen wurden. Dann wird bei S204 der Batterieladezustand SOC mit dem vorbestimmten Ladezustand S1 verglichen, und die erforderliche Antriebswellenleistung Pd* wird mit einer vorbestimmten Leistung Pd1 verglichen. Hierbei ist die vorbestimmte Leistung Pd1 eine Leistung, die durch die entladene elektrische Energie von der Batterie 70 ohne die Abgabe von der Kraftmaschine 22 ausgeglichen werden kann und die durch die Kapazität und die Funktion der Batterie 70 bestimmt werden kann.
Wenn der Batterieladezustand SOC gleich wie oder größer als der vorbestimmte Ladezustand S1 ist und die erforderliche Antriebswellenleistung Pd* gleich wie oder geringer als die vorbestimmte Leistung Pd1 ist (S204: JA), dann schreitet die Steuerungsroutine zu S206 weiter, bei dem der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* und der Momentvorgabenwert Tm1* des Motors MG1 auf 0 festgelegt werden. Dann werden bei S208 die Momentvorgabewerte Tm2* und Tm3* der Motoren MG2 und MG3 so festgelegt, dass das Antriebswellenmoment Td* zu den Vorderrädern und den Hinterrädern bei dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT verteilt wird. Die Steuerungsroutine schreitet zu S214 weiter, bei dem die ECU 80 den Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* und die Momentvorgaben Tm1*, Tm2* und Tm3* der Motoren MG1, MG2 und MG3 zu der Kraftmaschinen-ECU 28 und der Motor-ECU 78 durch die Verbindungsanschlüsse abgibt. Daraufhin endet die Steuerungsroutine. Bei diesem Prozess wird das erforderliche Antriebswellenmoment Td* als ein Moment abgegeben, das bei dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT zu der Vorderachse 50 und der Hinterachse 60 verteilt wird. Bei dem Hybridmotorfahrzeug 20B gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Getriebeeinheit 30B nicht mit den Kupplungen C1 und C2 versehen, so dass ein Teil des von dem Motor MG2 abgegebenen Moments zum Drehen der Kraftmaschine 22 oder des Motors MG1 verwendet wird. Da eine Trägheit des Motors MG1 normalerweise kleiner ist als eine Trägheit der Kraftmaschine 22, wird der Motor MG1 gedreht. Dieser Zustand ist in der Fig. 7 als ein Bestimmungsgraph gezeigt, der auf dem Gebiet der Verarbeitungsmechanismen verwendet wird. In der Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen G2 eine Drehzahl Nr der Hohlradwelle 37 hinsichtlich einer Drehzahl Nm2 der Drehwelle 40 des Motors MG2 (G2 = Nr/Nm2).
Wenn der Batterieladezustand SOC geringer ist als der vorbestimmte Ladezustand S1 oder wenn die erforderliche Antriebswellenleistung Pd* größer ist als die vorbestimmte Leistung Pd1 (S264: NEIN), dann schreitet die Steuerungsroutine andererseits zu S210 weiter, bei dem der Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* festgelegt wird, indem die erforderliche Antriebswellenleistung Pd* mit einem Kehrwert ηt eines Wirkungsgrads ηe einer Momentenumwandlung hinsichtlich der Abgabe von der Kraftmaschine 22 multipliziert wird. Dann werden bei S212 die Momentvorgabenwerte Tm1*, Tm2* und Tm3* der Motoren MG1, MG2 und MG3 und die Solldrehzahlen Nm1* des Motors MG1 so festgelegt, dass die elektrische Leistungsaufnahme des Motors MG2 und des Motors MG3 durch die Erzeugung von elektrischer Leistung von dem Motor MG1 direkt ausgeglichen wird, und das erforderliche Antriebswellenmoment Td* wird zu der Vorderachse 50 und der Hinterachse 60 bei dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT abgegeben. Die Fig. 8 zeigt einen Bestimmungsgraphen in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung, während die Leistung von der Kraftmaschine 22 abgegeben wird. Hierbei ist es vorzuziehen, dass das Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT von 1 : 9 bis 9 : 1 festgelegt wird. Die Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* entspricht der Drehzahl Nr des Zwischenrads 35. Die Drehzahl Nr der Hohlradwelle 37 kann durch r.V.G1.G2 durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgedrückt werden, indem das Drehzahlverhältnis G1 (G1 = Nm2/N1) und das Drehzahlverhältnis G2 verwendet werden. Demgemäß kann die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 mit der Formel (1) berechnet werden. Wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist, drehen sich in diesem Fall das Sonnenrad 32 und somit der Motor MG1 mit einer hohen Drehzahl, da sich das Hohlrad 36 rückwärts dreht und eine bestimmte Drehzahl für das Zwischenrad 35 erforderlich ist. In einigen Fällen ist demgemäß die berechnete Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 größer als eine maximale Nenndrehzahl Nmax des Motors MG1. Hierbei ist die maximale Nenndrehzahl Nmax als die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 festgelegt. Des weiteren werden die Sollkraftmaschinendrehzahl Ne* und das Sollkraftmaschinenmoment Te* als die Arbeitspunkte der Kraftmaschine 22 auf Werte festgelegt, die durch die Formeln (2) und (3) auf der Grundlage der Solldrehzahl Nm1* berechnet werden. Dann wird der Momentvorgabenwert Tm1* des Motors MG1 durch eine Formel (4) berechnet, und die Momentvorgabenwerte Tm2* und Tm3* der Motoren MG2 und MG3 werden durch Formeln (5) und (6) auf der Grundlage des Sollkraftmaschinenmoments Te*, des erforderlichen Antriebswellenmoments Td* und des Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnisses DT berechnet. Hierbei bezeichnet G3 ein Verhältnis der Drehzahl Nm3 des Motors MG3 bezogen auf die Drehzahl N2 der Hinterachse 60 (G3 = Nm3/N2).
Nm1* = r.V.G1.G2 - (r.V.G1.G2 - Ne*).((1 + ρ)/ρ) (1),
Ne* = r.V.G1.G2 - (r.V.G1.G2 - Nmax).(ρ/(1 + ρ)) (2),
Te* = Pe*/Ne* (3),
Tm1* = Te*.(1/(1 + ρ)) (4),
Tm2* = (1/G1).(Td*/(1 + DT)) - (G2.Te*).(1/(1 + ρ)) (5),
Te3* = (1/G3).(DT.Td*)/(1 + DT) (6).
Dann gibt die ECU 80 bei S214 das Sollkraftmaschinenmoment Te*, die Sollkraftmaschinendrehzahl Ne*, die Momentvorgaben Tm1*, Tm2* und Tm3* der Motoren MG1, MG2 und MG3 und die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 zu der Kraftmaschinen-ECU 28 und der Motor- ECU 78 ab. Daraufhin endet die Routine. Dieser Prozess ermöglicht die Umwandlung der von der Kraftmaschine 22 abgegebenen Leistung zu einem Moment und die Abgabe des erforderlichen Antriebswellenmoments Td* durch die Verteilung mit dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT zu der Vorderachse 50 und der Hinterachse 60, ohne dass die Batterie 70 geladen und entladen wird.
Wenn der Batterieladezustand SOC geringer ist als der vorbestimmte Ladezustand S1 oder wenn die erforderliche Antriebswellenleistung Pd* größer ist als die vorbestimmte Leistung Pd1, dann gibt das Hybridmotorfahrzeug 20B gemäß dem abgewandelten Ausführungsbeispiel das erforderliche Antriebswellenmoment Td* als ein Moment ab, das mit dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT zu der Vorderachse und der Hinterachse 60 verteilt wird. Hierbei wird die Leistung von der Kraftmaschine 22 nicht in ein Moment umgewandelt, so dass die Batterie 70 geladen und entladen wird. Der Aufbau kann dergestalt sein, dass das erforderliche Antriebswellenmoment Td* als ein Moment abgegeben wird, das mit dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT zu der Vorderachse 50 und der Hinterachse 60 verteilt wird, während die Batterie 70 geladen und entladen wird. In diesem Fall kann anstelle des Prozesses gemäß S210 bei der in der Fig. 6 gezeigten Rückwärtsbewegungssteuerungsroutine der Rückwärtsbewegungszeitabgabewert Ps auf den Sollkraftmaschinenabgabewert Pe* festgelegt werden. Es ist demgemäß möglich, das erforderliche Antriebswellenmoment Td* als ein Moment abzugeben, das mit dem Rückwärtsbewegungsmomentenverhältnis DT zu der Vorderachse 50 und der Hinterachse 60 verteilt wird, indem die Leistung von der Kraftmaschine 2 04728 00070 552 001000280000000200012000285910461700040 0002010141923 00004 046092 genutzt wird, während die Batterie 70 geladen und entladen wird.
Der Ladezustand S1 muss kein vorbestimmter Wert sein, sondern er kann durch einen Zustand des Fahrzeugs bestimmt werden. Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel und die abgewandelten Ausführungsbeispiele können eine Neigungsvorrichtung aufweisen, die eine Neigung des Fahrzeugs erfasst. In diesem Fall wird der vorbestimmte Ladezustand S1 auf der Grundlage des Neigungsgrads bestimmt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und den abgewandelten Ausführungsbeispielen dienen die Drehwelle 40 und die Vorderachse 50 als die erste Antriebswelle gemäß der Erfindung. Das Sonnenrad 33 dient als die Leistungsverteilungs- und -sammelwelle gemäß der Erfindung. Die Getriebeeinheit 30 dient als die Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung gemäß der Erfindung. Der Motor MG1 dient als die erste elektrische Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung. Der Motor MG2 dient als die zweite elektrische Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung. Der Motor MG3 dient als die dritte elektrische Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung. Die hybride ECU 80 dient als die Rückwärtsdrehungsantriebssteuervorrichtung, die Rückwärtsbewegungsantriebssteuervorrichtung, die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung und die Rückwärtsbewegungsantriebssteuereinrichtung gemäß der Erfindung. Die Kupplung C2 dient als der erste Koppel- und Entkoppelmechanismus gemäß der Erfindung. Die Kupplung C1 dient als der zweite Koppel- und Entkoppelmechanismus gemäß der Erfindung.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und den abgewandelten Ausführungsbeispielen können die folgenden Wirkungen erhalten werden. Erstens ist es möglich, die Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu der normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle, zu der ein Teil der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine direkt abgegeben wird, und zu einer anderen Antriebswelle durch das Leistungsabgabegerät gemäß der Erfindung abzugeben. Zweitens ermöglicht das Leistungsabgabegerät gemäß der Erfindung eine wirksame Leistungsabgabe für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu der normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und einer anderen Antriebswelle. Drittens ermöglicht das Leistungsabgabegerät gemäß der Erfindung eine Leistungsabgabe zu der ersten Antriebswelle und einer anderen Antriebswelle bei dem gewünschten Momentenverhältnis für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu der normalen Drehung in der gewünschten Größe. Viertens kann das Motorfahrzeug gemäß der Erfindung wirksam und mit der gewünschten Größe die Leistung für eine Rückwärtsbewegung zu der Vorderachse, zu der ein Teil der von der Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Leistung direkt als die Leistung zum Vorwärtsbewegen des Fahrzeugs abgegeben wird, und zu der Hinterachse mit dem gewünschten Vorder- und Hinterradmomentenverhältnis abgeben.
Während die Erfindung mit Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele oder Aufbauten beschränkt ist. Die Erfindung soll im Gegensatz dazu verschiedene Abwandlungen und äquivalente Aufbauten abdecken, die innerhalb des Umfangs der Erfindung sind.
Bei einem Hybridmotorfahrzeug (20), das als ein elektrisches Motorfahrzeug einer hybriden Reihenbauart aufgebaut ist, ist in einem Zeitraum einer Rückwärtsbewegung eine Hohlradwelle (37) und somit eine Vorderachse (50) von einem Planetengetriebe (31) durch eine Kupplung (C2) entkoppelt, und ein Zwischenrad (35) und ein Hohlrad (36) und somit eine Kurbelwelle (24) und eine Sonnenradwelle (33) sind durch eine Kupplung (C1) miteinander verbunden, wodurch ein Moment entsprechend einem Niederdrückungsbetrag eines Beschleunigungspedals (85) zu der Vorderachse (50) und einer Hinterachse (60) durch einen Motor (MG2) und einen Motor (MG3) bei einer optimalen Momentenverteilung für eine Rückwärtsbewegung abgegeben wird. Wenn ein Ladezustand (SOC) einer Batterie (70) klein ist, dann wird Leistung durch einen Motor (MG1) durch Nutzung einer Leistung erzeugt, die durch Antreiben einer Kraftmaschine (22) erhalten wird, um sie dem Motor (MG2) und dem Motor (MG3) zuzuführen.

Claims (21)

1. Leistungsabgabegerät zum Abgeben von Leistung zu einer Vielzahl Antriebswellen einschließlich einer ersten Antriebswelle (50), das Folgendes aufweist:
eine Verbrennungskraftmaschine (22) mit einer Abgabewelle (24);
eine Leistungsverteilungs- und -sammeleinrichtung (30), die mit drei Drehwellen verbunden ist, die eine Abgabewelle (24) der Verbrennungskraftmaschine, die erste Antriebswelle (50) und eine Leistungsverteilungs- und -sammelwelle (33) aufweisen, und die so aufgebaut ist, dass, wenn Leistung von einer beliebigen der drei Drehwellen eingegeben wird, die Leistung zu den anderen beiden Drehwellen verteilt wird, und wenn die Leistung von beliebigen zwei der drei Drehwellen eingegeben wird, die eingegebene Leistung gesammelt wird, um sie zu der anderen Drehwelle abzugeben;
eine erste elektrische Antriebseinrichtung (MG1), die mit der Leistungsverteilungs- und sammelwelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine zweite elektrische Antriebseinrichtung (MG2), die mit der ersten Antriebswelle (50) verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine dritte elektrische Antriebseinrichtung (MG3), die mit zumindest einer Antriebswelle (60) außer der ersten Antriebswelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine Batterie (70), die dazu in der Lage ist, elektrische Leistung jeweils hinsichtlich der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) zu übertragen und aufzunehmen;
eine Ladezustandserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Ladezustands der Batterie; und
eine Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) zum Steuern eines Antriebsvorgangs der Verbrennungskraftmaschine (22), eines Antriebsvorgangs der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), eines Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und eines Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) auf der Grundlage des erfassten Ladezustands derart, dass Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu einer normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben wird.
2. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 1, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und den Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) derart steuert, dass die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle (50) und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle (60) von der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) durch Nutzung der elektrischen Leistung von der Batterie (70) abgegeben wird, wenn der Ladezustand der Batterie (70) gleich wie oder größer als ein erster Wert ist.
3. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 1, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine derart steuert, dass die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine zu einem Moment umgewandelt wird, um dieses als die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle (50) und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle (60) abzugeben, wenn der Ladezustand der Batterie (70) gleich wie oder geringer als ein zweiter Wert ist.
4. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 1, das des weiteren Folgendes aufweist:
eine Sollleistungsfestlegungseinrichtung (S104, S120, S202) zum Festlegen einer Sollleistung (Td*, Pd*) als einen Sollwert der Leistung für eine Rückwärtsdrehung;
wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine (22), den Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), den Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und den Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) auf der Grundlage des durch die Ladezustandserfassungseinrichtung erfassten Ladezustands und der Sollleistung (Td*, Pd*), die durch die Sollleistungsfestlegungseinrichtung festgelegt ist, derart steuert, dass die Leistung für eine Rückwärtsdrehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbunden Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis (DT) abgegeben wird.
5. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 4, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und den Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) derart steuert, dass die Sollleistung zu der ersten Antriebswelle (50) und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle (60) von der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) durch Nutzung der elektrischen Leistung von der Batterie abgegeben wird, wenn der erfasste Ladezustand der Batterie (70) gleich wie oder größer als ein erster Ladezustand ist und die festgelegte Sollleistung (Td*, Pd*) gleich wie oder geringer als eine erste Leistung ist.
6. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine (22) derart steuert, dass die Leistung von der Verbrennungskraftmaschine (22) zu einem Moment umgewandelt wird, um dieses als die Sollleistung zu der ersten Antriebswelle (50) und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle (60) abzugeben, wenn zumindest eine jener Bedingungen erfüllt ist, bei denen der erfasste Ladezustand (SOC) der Batterie (70) geringer ist als der erste Ladezustand (S1) und die festgelegte Sollleistung (Pd*) gleich wie oder größer als die erste Leistung (Pd1) ist.
7. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine (22) und zumindest einen des Antriebsvorgangs der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) derart steuert, dass die Sollleistung zu der ersten Antriebswelle (50) und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle (60) durch Nutzung der geladenen und entladenen elektrischen Energie von der Batterie und der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine (22) abgegeben wird, wenn zumindest eine jener Bedingungen erfüllt ist, bei denen der erfasste Ladezustand (SOC) der Batterie (70) geringer ist als der erste Ladezustand (S1) und die festgelegte Sollleistung (Pd*) gleich wie oder größer als die erste Leistung (Pd1) ist.
8. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 7, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) zumindest einen des Antriebsvorgangs der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) durch Nutzung der entladenen elektrischen Energie von der Batterie (70) steuert.
9. Leistungsabgabegerät zum Abgeben von Leistung zu einer Vielzahl Antriebswellen einschließlich einer ersten Antriebswelle (50), das Folgendes aufweist:
eine Verbrennungskraftmaschine (22) mit einer Abgabewelle (24);
eine Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung (30), die mit, drei Drehwellen verbunden ist, die eine Abgabewelle (24) der Verbrennungskraftmaschine, die erste Antriebswelle (50) und eine Leistungsverteilungs- und sammelwelle (33) aufweisen, und die so aufgebaut ist, dass, wenn Leistung von einer beliebigen der drei Drehwellen eingegeben wird, die Leistung zu den anderen beiden Drehwellen verteilt wird, und wenn die Leistung von beliebigen zwei der drei Drehwellen eingegeben wird, die eingegebene Leistung gesammelt wird, um sie zu der anderen Drehwelle abzugeben;
eine erste elektrische Antriebseinrichtung (MG1), die mit der Leistungsverteilungs- und sammelwelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine zweite elektrische Antriebseinrichtung (MG2), die mit der ersten Antriebswelle (50) verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine dritte elektrische Antriebseinrichtung (MG3), die mit zumindest einer Antriebswelle (60) außer der ersten Antriebswelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine Batterie (70), die dazu in der Lage ist, elektrische Leistung jeweils hinsichtlich der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) zu übertragen und aufzunehmen;
eine erste Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C2) zum Verbinden der Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung (30) mit der ersten Antriebswelle (50) und zum Entkoppeln der direkten Kopplung; und
eine Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) zum Steuern der ersten Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C2) derart, dass die Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung und die erste Antriebswelle voneinander entkoppelt werden, und zum Steuern des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) derart, dass Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu einer normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben wird.
10. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 9, das des weiteren Folgendes aufweist:
eine zweite Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C1) zum direkten Koppeln der Abgabewelle (24) der Verbrennungskraftmaschine mit der Leistungverteilungs- und -sammelwelle (33) und zum Entkoppeln der direkten Kopplung,
wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der zweiten Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C1) derart steuert, dass die Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine direkt mit der Leistungsverteilungs- und -sammelwelle gekoppelt wird, und den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine (22) und den Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1) derart steuert, dass zumindest ein Teil der elektrischen Leistung, die durch die erste elektrische Antriebseinrichtung (MG1) durch Nutzung der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine (22) erzeugt wird, der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) zugeführt wird.
11. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 9, das des weiteren Folgendes aufweist:
eine zweite Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C1) zum direkten Koppeln der Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine mit der Leistungsverteilungs- und sammelwelle und zum Entkoppeln der direkten Kopplung; und
eine Ladezustandserfassungseinrichtung zum Erfassen des Ladezustands der Batterie,
wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der zweiten Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C1) derart steuert, dass die Abgabewelle der Verbrennungskraftmaschine direkt mit der Leistungsverteilungs- und -sammelwelle gekoppelt wird, und den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine (22) und den Antriebsvorgang der elektrischen Antriebseinrichtung (MG1) derart steuert, dass zumindest ein Teil der elektrischen Leistung, die durch die erste elektrische Antriebseinrichtung (MG1) durch Nutzung der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine (22) erzeugt wird, der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) zugeführt wird.
12. Leistungsabgabegerät gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der Verbrennungskraftmaschine (22), den Antriebsvorgang der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), den Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und den Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) derart steuert, dass die von der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) aufgenommene elektrische Leistung durch die elektrische Leistung ausgeglichen wird, die durch die erste elektrische Antriebseinrichtung (MG1) durch Nutzung der Leistung von der Verbrennungskraftmaschine (22) erzeugt wird.
13. Leistungsabgabegerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, das des weiteren Folgendes aufweist:
eine Sollleistungsfestlegungseinrichtung (S104, S120, S202) zum Festlegen einer Sollleistung (Td*, Pd*) entsprechend einem Sollwert der Leistung für eine Rückwärtsdrehung, wobei die Rückwärtsdrehungsantriebssteuereinrichtung (80) den Antriebsvorgang der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und den Antriebsvorgang der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) derart steuert, dass die Sollleistung von der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) abgegeben wird.
14. Motorfahrzeug, an dem das Leistungsabgabegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 angebracht ist, wobei
die erste Antriebswelle (50) mit einer Vorderachse (50) verbunden ist, die mit einem Vorderrad (54, 56) eines Fahrzeugs verbunden ist;
die zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle (60) mit einer Hinterachse (60) verbunden ist, die mit einem Hinterrad (64, 66) des Fahrzeugs verbunden ist, und
die normale Drehung eine Drehung zum Vorwärtsbewegen des Fahrzeugs ist.
15. Motorfahrzeug, an dem das Leistungsabgabegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 angebracht ist, wobei
die erste Antriebswelle mit einer Hinterachse (60) verbunden ist, die mit einem Hinterrad (64, 66) eines Fahrzeugs verbunden ist;
die zumindest eine mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundene Antriebswelle mit einer mit einem Rad des Fahrzeugs verbundenen Achse einschließlich einer Vorderachse (50) verbunden ist, die mit einem Vorderrad (54, 56) des Fahrzeugs außer dem Hinterrad des Fahrzeugs verbunden ist, und
die normale Drehung eine Drehung zum Vorwärtsbewegen des Fahrzeugs ist.
16. Motorfahrzeug gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei das geeignete Momentenverhältnis ein Wert von einem Verhältnis eines auf das Hinterrad (64, 66) aufgebrachten Moments bezogen auf ein auf das Vorderrad (64, 56) aufgebrachtes Moment ist, der innerhalb eines Bereiches von 1 : 9 bis 9 : 1 ist.
17. Motorfahrzeug zum Abgeben von Leistung zu einem Vorderrad und zu einem Hinterrad, das Folgendes aufweist:
eine Vorderradleistungsabgabeeinrichtung mit einem ersten Elektromotor (MG2), der dazu in der Lage ist, die Leistung zu dem Vorderrad (54, 56) abzugeben;
eine Hinterradleistungsabgabeeinrichtung mit einem zweiten Elektromotor (MG3), der dazu in der Lage ist, Leistung zu dem Hinterrad (64, 66) abzugeben;
eine Batterie (70) zum Zuführen einer elektrischen Leistung zu der Vorderradleistungsabgabeeinrichtung und zu der Hinterradleistungsabgabeeinrichtung;
eine Ladezustandserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Ladezustands der Batterie;
eine Momentenverhältnisfestlegungseinrichtung zum Festlegen eines Momentenverhältnisses zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad auf der Grundlage des erfassten Ladezustands; und
eine Rückwärtsbewegungsantriebssteuereinrichtung (80) zum Steuern eines Antriebsvorgangs der Vorderradleistungsabgabeeinrichtung und eines Antriebsvorgangs der Hinterradleistungsabgabeeinrichtung derart, dass die Leistung zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs bei dem festgelegten Momentenverhältnis zu dem Vorderrad (54, 56) und dem Hinterrad (64, 66) abgegeben wird.
18. Motorfahrzeug gemäß Anspruch 17, wobei die Momentenverhältnisfestlegungseinrichtung das Momentenverhältnis derart festlegt, dass das Verhältnis eines auf das Hinterrad (64, 66) aufgebrachten Moments bezogen auf ein auf das Vorderrad (54, 56) aufgebrachtes Moment innerhalb eines Bereiches von 1 : 9 bis 9 : 1 fällt, wenn der erfasste Ladezustand (SOC) gleich wie oder größer als ein geeigneter Wert ist, und das Momentenverhältnis derart festlegt, dass das auf das Vorderrad aufgebrachte Moment 0 beträgt, wenn der erfasste Ladezustand (SOC) geringer als der Wert ist.
19. Steuerverfahren eines Leistungsabgabegerätes, das Folgendes aufweist:
eine Verbrennungskraftmaschine (22) mit einer Abgabewelle (24);
eine Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung (30), die mit drei Drehwellen verbunden ist, die eine Abgabewelle (24) der Verbrennungskraftmaschine, die erste Antriebswelle (50) und eine Leistungsverteilungs- und sammelwelle (33) aufweisen, und die so aufgebaut ist, dass, wenn Leistung von einer beliebigen der drei Drehwellen eingegeben wird, die Leistung zu den anderen beiden Drehwellen verteilt wird, und wenn die Leistung von beliebigen zwei der drei Drehwellen eingegeben wird, die eingegebene Leistung gesammelt wird, um sie zu der anderen Drehwelle abzugeben;
eine erste elektrische Antriebseinrichtung (MG1), die mit der Leistungsverteilungs- und -sammelwelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine zweite elektrische Antriebseinrichtung (MG2), die mit der ersten Antriebswelle (50) verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine dritte elektrische Antriebseinrichtung (MG3), die mit zumindest einer Antriebswelle (60) außer der ersten Antriebswelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen; und
eine Batterie (70), die dazu in der Lage ist, elektrische Leistung jeweils hinsichtlich der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) zu übertragen und aufzunehmen,
das Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
  • a) Erfassen eines Ladezustands der Batterie und
  • b) Steuern eines Antriebsvorgangs der Verbrennungskraftmaschine (22), eines Antriebsvorgangs der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), eines Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und eines Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) auf der Grundlage des erfassten Ladezustands derart, dass Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu einer normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben wird.
20. Steuerverfahren eines Leistungsabgabegeräts, das Folgendes aufweist:
eine Verbrennungskraftmaschine (22) mit einer Abgabewelle (24);
eine Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung (30), die mit drei Drehwellen verbunden ist, die eine Abgabewelle (24) der Verbrennungskraftmaschine, die erste Antriebswelle (50) und eine Leistungsverteilungs- und sammelwelle (33) aufweisen, und die so aufgebaut ist, dass, wenn Leistung von einer beliebigen der drei Drehwellen abgegeben wird, die Leistung zu den anderen beiden Drehwellen verteilt wird, und wenn die Leistung von beliebigen zwei der drei Drehwellen eingegeben wird, die eingegebene Leistung gesammelt wird, um sie zu der anderen Drehwelle abzugeben;
eine erste elektrische Antriebseinrichtung (MG1), die mit der Leistungsverteilungs- und sammelwelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine zweite elektrische Antriebseinrichtung (MG2), die mit der ersten Antriebswelle (50) verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine dritte elektrische Antriebseinrichtung (MG3), die mit zumindest einer Antriebswelle (60) außer der ersten Antriebswelle verbunden ist und dazu in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen;
eine Batterie (70), die dazu in der Lage ist, elektrische Leistung jeweils hinsichtlich der ersten elektrischen Antriebseinrichtung (MG1), der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) zu übertragen und aufzunehmen; und
eine erste Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C2) zum Verbinden der Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung (30) mit der ersten Antriebswelle (50) und zum Entkoppeln der direkten Koppelung,
und das Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
  • a) Steuern der ersten Koppel- und Entkoppeleinrichtung (C2) derart, dass die Leistungsverteilungs- und sammeleinrichtung und die erste Antriebswelle voneinander entkoppelt werden, und
  • b) Steuern des Antriebsvorgangs der zweiten elektrischen Antriebseinrichtung (MG2) und des Antriebsvorgangs der dritten elektrischen Antriebseinrichtung (MG3) derart, dass Leistung für eine Rückwärtsdrehung in entgegengesetzter Richtung zu einer normalen Drehung zu der ersten Antriebswelle und der zumindest einen mit der dritten elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle bei einem geeigneten Momentenverhältnis abgegeben wird.
21. Steuerverfahren für ein Motorfahrzeug, das Folgendes aufweist:
eine Vorderradleistungsabgabeeinrichtung mit einem ersten Elektromotor (MG2), der dazu in der Lage ist, die Leistung zu dem Vorderrad (54, 56) abzugeben;
eine Hinterradleistungsabgabeeinrichtung mit einem zweiten Elektromotor (MG3), der dazu in der Lage ist, Leistung zu dem Hinterrad (64, 66) abzugeben; und
eine Batterie (70) zum Zuführen einer elektrischen Leistung zu der Vorderradleistungsabgabeeinrichtung und zu der Hinterradleistungsabgabeeinrichtung,
und das Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
  • a) Erfassen eines Ladezustands der Batterie;
  • b) Festlegen eines Momentverhältnisses zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad auf der Grundlage des erfassten Ladezustands, und
  • c) Steuern eines Antriebsvorgangs der Vorderradleistungsabgabeeinrichtung und eines Antriebsvorgangs der Hinterradleistungsabgabeeinrichtung derart, dass die Leistung zum Rückwärtsbewegen des Fahrzeugs bei dem festgelegten Momentenverhältnis zu dem Vorderrad (54, 56) und zu dem Hinterrad (64, 66) abgegeben wird.
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