DE112009004352T5

DE112009004352T5 - Steuervorrichtung für ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb

Info

Publication number: DE112009004352T5
Application number: DE112009004352T
Authority: DE
Inventors: Michiaki Nakao
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2012-06-21
Also published as: CN102271947A; US20110276241A1; JP5310746B2; CN102271947B; JPWO2010079604A1; WO2010079604A1

Abstract

Es ist eine Steuervorrichtung für ein Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit 4-Rad-Antrieb geschaffen worden, das einen verbesserten Freiheitsgrad bei der Antriebskraftverteilung gestattet für eine geeignete Antriebskraftverteilung des Kraftübertragungssystems. Eine Einrichtung (64) zur Änderung der Antriebskraftverteilung ist so aufgebaut, dass sie die Antriebskraftverteilung zu einer Vorderradantriebsabgabewelle (14) und einer Hinterradantriebsabgabewelle (16) ändert, indem eine Antriebskraft, die durch eine zweite Antriebskraftquelle (13) erzeugt wird, und eine Einrückkapazität (Momentkapazität) einer Kupplungsvorrichtung (41) derart geändert werden, dass ein Anteil einer Antriebskraft (T2), die durch die zweite Antriebskraftquelle (13) erzeugt wird, zu der Vorderradantriebsabgabewelle (14) durch einen Teileingriff (Rutscheingriff) der Kupplungsvorrichtung (41) übertragen wird. Des Weiteren ermöglicht die Einrichtung (64) zur Änderung der Antriebskraftverteilung eine Verbesserung der Freiheit bei der Antriebskraftverteilung zu den Vorderrädern und den Hinterrädern (18, 20), indem die durch die zweite Antriebskraftquelle (13) erzeugte Antriebskraft (T2) geändert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb und genauer gesagt auf Techniken zum Verbessern der Freiheit der Verteilung einer Antriebskraft eines Kraftfahrzeugs.
Hintergrund des Standes der Technik
Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb bekannt, das eine erste Antriebskraftquelle, eine zweite Antriebskraftquelle und einen mittleren Differenzialmechanismus aufweist, der zwischen der ersten und zweiten Antriebskraftquelle angeordnet ist, und bei dem der mittlere Differenzialmechanismus ein Eingangsdrehelement und ein Paar an Ausgangsdrehelementen aufweist und so aufgebaut ist, dass er eine Abgabeleistung der erste Antriebskraftquelle, die durch das Eingangsdrehelement aufgenommen wird, zu dem Paar an Ausgangsdrehelementen verteilt, um die Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle zu den Vorderrädern und Hinterrädern des Kraftfahrzeugs zu übertragen, während die zweite Antriebskraftquelle in einem Kraftübertragungspfad zwischen einem Abgabedrehelement aus dem Paar an Abgabedrehelementen und den Vorderrädern oder Hinterrädern angeordnet ist. Das Patentdokument 1 offenbart ein Hybridfahrzeugantriebssystem, das ein Beispiel eines derartigen vorstehend beschriebenen Kraftübertragungssystems ist. Dieses Patentdokument offenbart eine Technik zum Verringern der Länge des Kraftfahrzeugs in seiner Längsrichtung, indem der mittlere Differenzialmechanismus (Kraftverteilmechanismus) zwischen der ersten Antriebskraftquelle und der zweiten Antriebskraftquelle in der Längsrichtung des Kraftfahrzeuges angeordnet wird.
Patentdokument 1: JP-2004-114944 A
Offenbarung der Erfindung
In dem Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit dem Vierradantrieb, das in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet ist, wird eine Antriebskraft der zweiten Antriebskraftquelle zu lediglich einem Abgabedrehelement aus dem Paar an Abgabedrehelementen übertragen und wird nicht zu dem anderen Abgabedrehelement übertragen. Somit hat dieses Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit Vierradantrieb ein Problem eines relativ geringen Freiheitsgrades der Antriebskraftverteilung und ermöglicht daher keine geeignete Antriebskraftverteilung während eines Fahrzustandes des Kraftfahrzeugs, was das Problem eines unzureichenden Fahrvermögens des Fahrzeugs aufwirft.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb zu schaffen, die einen verbesserten Freiheitsgrad der Antriebskraftverteilung gestattet für eine geeignete Antriebskraftverteilung des Kraftübertragungssystems.
Lösung der Aufgabe
Die vorstehend dargelegte Aufgabe ist gemäß der in Anspruch 1 definierten vorliegenden Erfindung gelöst, die eine Steuervorrichtung schafft für ein Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit 4-Rad-Antrieb, das eine erste Antriebskraftquelle, eine zweite Antriebskraftquelle und einen mittleren Differentialmechanismus aufweist, der zwischen der ersten und der zweiten Antriebskraftquelle angeordnet ist, und wobei der mittlere Differentialmechanismus ein Eingangsdrehelement und ein Paar an Ausgangsdrehelementen aufweist und so aufgebaut ist, dass er eine Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle, die durch das Eingangsdrehelement empfangen wird, zu dem Paar an Ausgangsdrehelementen verteilt, um die Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle zu Vorderrädern und Hinterrädern des Fahrzeugs zu übertragen, während die zweite Antriebskraftquelle in einem Kraftübertragungspfad zwischen einem Element des Paars an Abgabedrehelementen und den Vorderrädern oder Hinterrädern angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes aufweist: eine Kupplungsvorrichtung, die zwischen den als Paar vorgesehenen Abgabedrehelementen angeordnet ist; und eine Einrichtung zum Ändern einer Antriebskraftverteilung zum Ändern der Antriebskraftverteilung zu dem Paar an Abgabedrehelementen, indem eine durch die zweite Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft und eine Einrückkapazität der Kupplungsvorrichtung geändert werden.
Gemäß der in Anspruch 2 definierten Erfindung ist die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Ändern der Antriebskraftverteilung die Antriebskraftverteilung zu dem Paar an Abgabedrehelementen ändert, indem eine durch die erste Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft des Weiteren geändert wird.
Gemäß der in Anspruch 3 definierten Erfindung ist die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebskraftquelle Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor; einen elektrischen Differentialmotor; und eine Differentialgetriebevorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie eine Abgabeleistung des Verbrennungsmotors zu dem elektrischen Differentialmotor und dem Eingangsdrehelement verteilt, und wobei sie als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe fungiert, das dazu in der Lage ist, ein Drehzahlverhältnis des Verbrennungsmotors in Bezug auf das Eingangsdrehelement kontinuierlich zu ändern, während ein Betriebszustand des elektrischen Differentialmotors gesteuert wird.
Gemäß der in Anspruch 4 definierten Erfindung ist die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend aufgezeigte zweite Antriebskraftquelle ein Elektromotor ist.
Vorteile der vorliegenden Erfindung
In der Steuervorrichtung gemäß der in Anspruch 1 definierten Erfindung für das Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit Vierradantrieb ist die Einrichtung zur Änderung der Antriebskraftverteilung so aufgebaut, dass sie die Antriebskraftverteilung zu dem vorstehend aufgezeigten Paar an Ausgabedrehelementen ändert, indem die durch die vorstehend erwähnte zweite Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft und die Eingriffsleistungskapazität der vorstehend aufgezeigten Kupplungsvorrichtung so geändert werden, dass ein Anteil der Antriebskraft, der durch die vorstehend erwähnte zweite Antriebskraftquelle erzeugt wird, zu dem anderen Element aus dem Paar der Ausgabedrehelemente übertragen wird durch den Teileingriff (Rutschen) der vorstehend erwähnten Kupplungsvorrichtung. Des Weiteren ermöglicht die Einrichtungsänderung der Antriebskraftverteilung eine Verbesserung der Freiheit der Antriebskraftverteilung zu den vorstehend erwähnten Vorderrädern und Hinterrädern, indem die durch die vorstehend erwähnte zweite Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft geändert wird und auch die Eingriffsleistungskapazität der vorstehend erwähnten Kupplungsvorrichtung geändert wird.
In der Steuervorrichtung gemäß der in Anspruch 2 definierten Erfindung für das Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit dem Vierradantrieb ändert die Einrichtung zur Änderung der Antriebskraftverteilung die Antriebskraftverteilung zu dem vorstehend aufgezeigten Paar an Ausgabedrehelementen, indem des Weiteren die Antriebskraft, die durch die erste Antriebskraftquelle erzeugt wird, geändert wird, was eine weitere Verbesserung der Freiheit der Antriebskraftverteilung zu den vorstehend aufgezeigten Vorderrädern und Hinterrädern ermöglicht.
In der Steuervorrichtung gemäß der in Anspruch 3 definierten Erfindung für das Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit dem Vierradantrieb weist die vorstehend aufgezeigte erste Antriebskraftquelle Folgendes auf: einen Verbrennungsmotor; einen ersten Differenzialelektromotor; und eine Differenzialgetriebevorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie eine Abgabeleistung des Verbrennungsmotors zu dem Differenzialelektromotor und dem vorstehend aufgezeigten Eingangsdrehelement verteilt, wobei sie als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe fungiert, das dazu in der Lage ist, in kontinuierlicher Weise ein Übersetzungsverhältnis des Verbrennungsmotors in Bezug auf das Eingangsdrehelement zu ändern, während der Betriebszustand des Differenzialelektromotors gesteuert wird. Demgemäß kann die zu dem vorstehend aufgezeigten Eingangsdrehelement übertragene Antriebskraft kontinuierlich geändert werden.
In der Steuervorrichtung gemäß der in Anspruch 4 definierten Erfindung für das Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit dem Vierradantrieb ist die vorstehend aufgezeigte zweite Antriebskraftquelle ein Elektromotor, so dass die Antriebskraft der zweiten Antriebskraftquelle kontinuierlich geändert werden kann.
Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise so aufgebaut, dass sie eine Antriebskraftverteilung zu den Vorderrädern und Hinterrädern auf der Grundlage eines Vorderradantriebskraftverhältnisses oder eines Hinterradantriebskraftverhältnisses festlegt, das gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs vorbestimmt ist, so dass die Eingriffsleistungskapazität der Kupplungsvorrichtung, die Antriebskraft der ersten Antriebskraftquelle und die Antriebskraft der zweiten Antriebskraftquelle auf der Grundlage des vorbestimmten Vorderradantriebskraftverhältnisses oder Hinterradantriebskraftverhältnisses gesteuert werden, um in geeigneter Weise die Antriebskraftverteilung des Kraftfahrzeugs zu steuern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftübertragungssystems eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Abschnittes des Kraftübertragungssystems von 1, das heißt ein Abschnitt, der eine erste Antriebskraftquelle, einen mittleren Differenzialmechanismus, eine Hinterradantriebsabgabewelle, eine Vorderradantriebsabgabewelle, eine zweite Antriebskraftquelle und ein Automatikgetriebe aufweist.
3 zeigt eine Ansicht von Eingangssignalen und Ausgangssignalen einer elektronischen Steuervorrichtung, die für das Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit dem Vierradantrieb gemäß 1 vorgesehen ist.
4 zeigt eine Funktionsblockdarstellung von hauptsächlichen Steuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung, die als eine Steuervorrichtung zum Steuern des Kraftübertragungssystems fungiert.
5 zeigt ein Kraftflussdiagramm, das die Momentübertragungsbeziehung einer Antriebskraftquelle zeigt, die aus der ersten und zweiten Antriebskraftquelle besteht.
6 zeigt ein Kraftflussdiagramm einer Momentübertragungsbeziehung der ersten Antriebskraftquelle und einer Kupplungsvorrichtung.
7 zeigt ein Kraftflussdiagramm einer Momentübertragungsbeziehung der zweiten Antriebskraftquelle und der Kupplungsvorrichtung.
8 zeigt ein Flussdiagramm von einer der hauptsächlichen Steuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung, nämlich einen Betrieb zum Berechnen eines Momentes, das von der Kupplungsvorrichtung übertragen werden soll.
Bezugszeichenliste

10: Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs mit Vierradantrieb
12: erste Antriebskraftquelle
13: zweite Antriebskraftquelle
14: Vorderradantriebsausgangswelle (Paar an Ausgangswellen)
16: Hinterradantriebsausgangswelle (Paar an Ausgangswellen)
18: Vorderräder
20: Hinterräder
22: mittlerer Differenzialmechanismus
41: Kupplungsvorrichtung
42: Verbrennungsmotor
44: Differenzialgetriebevorrichtung
46: Kraftübertragungselement (Eingangsdrehelement)
64: Einrichtung zur Änderung der Antriebskraftverteilung
MG1: erster Elektromotor (Differenzialelektromotor)
MG2: zweiter Elektromotor (Elektromotor)

Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte verständlich sein, dass die das Ausführungsbeispiel, das nachstehend beschrieben ist, darstellenden Zeichnungen vereinfacht sind bzw. schematisch dargestellt sind und nicht genau die Abmessungen und Formen der Elemente des Ausführungsbeispiels repräsentieren.
Ausführungsbeispiel
1 zeigt eine Ansicht eines Kraftübertragungssystems 10 für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb (nachstehend ist dieses als „Kraftübertragungssystem 10” bezeichnet). Wie dies in 1 gezeigt ist, weist das Kraftübertragungssystem 10 Folgendes auf: eine erste Antriebskraftquelle 12, die als eine Hauptantriebskraftquelle des Fahrzeugs mit Vierradantrieb vorgesehen ist, einen mittleren Differenzialmechanismus 22, der mit der ersten Antriebskraftquelle 12 verbunden ist und so aufgebaut ist, dass er eine Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle 12 zu seiner Vorderradantriebsabgabewelle 14 und seiner Hinterradantriebsabgabewelle 16 verteilt, um die Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle 12 zu Vorderrädern 18 und Hinterrädern 20 zu übertragen, und eine zweite Antriebskraftquelle 13, die mit einem Kraftübertragungspfad zwischen der Hinterradantriebsabgabewelle 16 und den Hinterrädern 20 verbunden ist. Zwischen der Vorderradantriebsabgabewelle 14 und der Hinterradantriebsabgabewelle 16 ist eine Kupplungsvorrichtung in der Form einer Kupplungsvorrichtung 41 angeordnet. Es sollte hierbei verständlich sein, dass die Vorderradantriebsabgabewelle 14 als ein Element aus einem Paar an Abgabedrehelementen des mittleren Differenzialmechanismus 22 dient, während die Hinterradantriebsabgabewelle 16 als das andere Element des Paares der Abgabedrehelemente dient.
Eine Antriebskraft (ein Drehmoment), die zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 übertragen wird, wird zu dem Paar an Vorderrädern 18 (ein rechtes und ein linkes Rad) durch ein Paar an Kraftübertragungszahnrädern 28, die miteinander durch eine Kette 26 verbunden sind, eine Vorderradantriebsantreibewelle (Kardanwelle) 30, eine Vorderradantriebs-Differenzialgetriebevorrichtung 32 und ein Paar an Vorderradantriebswellen 34 (rechte und linke Welle) übertragen. Andererseits wird eine Antriebskraft (ein Drehmoment), die zu der Hinterradantriebsabgabewelle 16 übertragen wird, zu dem Paar an Hinterrädern 20 (ein rechtes und ein linkes Rad) durch eine Hinterradantriebs-Antreibewelle Vorderradantriebsantreibewelle (Kardanwelle) 36, eine Hinterradantriebs-Differenzialgetriebevorrichtung 38 und ein Paar an Hinterradantriebswellen 40 (rechte und linke Welle) übertragen. Die Hinterradantriebsabgabewelle 16 empfängt die Antriebskräfte von der ersten Antriebskraftquelle 12 und der zweiten Antriebskraftquelle 13.
Die vorstehend beschriebene erste Antriebskraftquelle 12 weist einen Verbrennungsmotor 42, eine Dämpfervorrichtung 47, die vorgesehen ist, um eine Schwankung der Drehbewegung des Verbrennungsmotors 42 zu verringern, einen ersten Elektromotor MG1 (Differenzialelektromotor) und eine Differenzialgetriebevorrichtung 44 auf, die so angeordnet ist, dass sie eine Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 42 zu dem ersten Elektromotor MG1 und dem mittleren Differenzialmechanismus 22 (zu einem nachstehend beschriebenen Träger CA2) verteilt. Andererseits weist die zweite Antriebskraftquelle 13 einen zweiten Elektromotor MG2 (Elektromotor) und ein Automatikgetriebe 24 auf, das so angeordnet ist, dass es eine Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors MG2 ändert.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Abschnitts des Kraftübertragungssystems 10 von 1, das heißt einen Abschnitt, der die erste Antriebskraftquelle 12, den mittleren Differenzialmechanismus 22, die Hinterradantriebsabgabewelle 14, die Vorderradantriebsabgabewelle 16, die zweite Antriebskraftquelle 13 und das Automatikgetriebe 24 umfasst. Wie es in 2 gezeigt ist, wird die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 42 zu der Differenzialgetriebevorrichtung 44 durch die Dämpfervorrichtung 47 übertragen, und die zu der Differenzialgetriebevorrichtung 44 übertragene Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 42 wird zu dem ersten Elektromotor MG1 und zu dem mittleren Differenzialmechanismus 22 verteilt.
Die vorstehend beschriebene Differenzialgetriebevorrichtung 44 ist durch eine Planetengetriebevorrichtung einer Einzelantriebszahnradart gebildet, die ein Sonnenrad S1, das mit dem ersten Elektromotor MG1 verbunden ist, einen Träger CA1, der mit einer Abgabewelle des Verbrennungsmotors 42 durch die Dämpfervorrichtung 47 verbunden ist, und ein Hohlrad R1 aufweist, das mit dem mittleren Differenzialmechanismus 22 (Träger CA2) durch ein Kraftübertragungselement 46, das als ein Eingangsdrehelement dient, verbunden ist.
Der vorstehend beschriebene Verbrennungsmotor 42 ist ein derartiger Verbrennungsmotor sowie beispielsweise ein Otto-Verbrennungsmotor oder ein Diesel-Verbrennungsmotor. Die Betriebsbedingungen dieses Verbrennungsmotors wie beispielsweise ein Öffnungswinkel eines Drosselventils oder einer Einlassluftmenge, eine Liefermenge eines Kraftstoffs, eine Zündzeit und dergleichen werden durch eine nachstehend beschriebene elektronische Steuervorrichtung 54, die in 4 gezeigt ist, elektrisch gesteuert, wobei diese Vorrichtung hauptsächlich beispielsweise durch einen Mikrocomputer gebildet ist. Die elektronische Steuervorrichtung 54 ist so aufgebaut, dass sie Abgabesignale eines Gaspedalbetätigungsbetragsensors, eines Sensors zum Erfassen eines Öffnungswinkels eines Drosselventils, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, eines Sensors für die Drehzahl des ersten Elektromotors, eines Sensors für die Drehzahl des zweiten Elektromotors etc., die nicht gezeigt sind, empfängt.
Sowohl der vorstehend beschriebene erste Elektromotor MG1 als auch der vorstehend beschriebene zweite Elektromotor MG2 sind ein Motorgenerator, der wahlweise als ein Elektromotor zum Erzeugen eines Antriebsmomentes oder als ein elektrischer Generator fungiert. Wie dies in 4 gezeigt ist, sind der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 durch einen Inverter 48 mit einer Vorrichtung 52 zum Speichern von elektrischer Energie wie beispielsweise eine Batterie oder ein Kondensator elektrisch verbunden. Der Inverter 48 wird durch die in 4 gezeigte elektronische Steuervorrichtung 54 gesteuert, um das Antriebsmoment oder das regenerative Bremsmoment des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 einzustellen.
Die wie vorstehend beschrieben aufgebaute erste Antriebskraftquelle 12 wirkt als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe, das dazu in der Lage ist, ein Drehzahlverhältnis (Übersetzungsverhältnis) des Verbrennungsmotors 42 und des Kraftübertragungselementes 46 kontinuierlich zu ändern, während der Betriebszustand des ersten Elektromotors MG1 gesteuert wird. Genauer gesagt wird die Drehzahl (die Betriebsdrehzahl) des ersten Elektromotors MG1 geändert, während die Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors 42 beispielsweise konstant gehalten wird, um in kontinuierlicher Weise (nicht in Schritten erfolgend) die Drehzahl des Kraftübertragungselements 46 zu ändern. Alternativ wird die Betriebsdrehzahl des ersten Elektromotors MG1 geändert, während die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 46 konstant gehalten wird, um in kontinuierlicher Weise (nicht in Schritten erfolgend) die Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors 42 zu ändern.
Der vorstehend beschriebene mittlere Differenzialmechanismus 22 ist durch eine Planetengetriebevorrichtung einer Einzelantriebszahnradart gebildet, die ein Sonnenrad S2, das mit der Drahtantriebsabgabewelle 16 verbunden ist, den Träger CA2, der mit dem Hohlrad R1 des Differenzialgetriebemechanismus 44 durch das Kraftübertragungselement 46 verbunden ist, und ein Hohlrad R2 aufweist, das mit der Vorderradantriebsabgabewelle 14 verbunden ist. Dieser mittlere Differenzialmechanismus 22 verteilt eine Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle 12, die durch den Träger CA2 empfangen wird, zu dem Hohlrad R2 (Vorderradantriebsabgabewelle 14) und dem Sonnenrad S2 (Hinterradantriebsabgabewelle 16), um die Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle 12 zu den Vorderrädern und Hinterrädern 14 und 16 zu übertragen. Die zwischen der Vorderradantriebsabgabewelle 14 und der Hinterradantriebsabgabewelle 16 angeordnete Kupplungsvorrichtung 41 wird in einem Teileingriffszustand (Rutschzustand) oder in einen gänzlich eingerückten Zustand versetzt, um eine Kraftübertragung zwischen den Abgabewellen 14 und 16 zu ermöglichen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Übertragungsvorrichtung (Antriebskraftverteilvorrichtung) hauptsächlich durch den mittleren Differenzialmechanismus 22, die Vorderradantriebsabgabewelle 14, die Hinterradantriebsabgabewelle 16, die Kette 26 und das Paar an Kraftübertragungszahnrädern 28 gebildet. Diese Übertragungsvorrichtung weist außerdem die Kupplungsvorrichtung 41 auf, die die Kraftübertragung zwischen der Vorderradantriebsabgabewelle 14 und der Hinterradantriebsabgabewelle 16 ermöglicht. Diese Kupplungsvorrichtung 41 ist beispielsweise durch eine sogenannte Reibungskupplungsvorrichtung gebildet, die durch Reibung ein Bremsmoment erzeugt und die eine hydraulisch betätigte Reibungskupplungsvorrichtung einer Nassmehrscheibenart ist, die eine Vielzahl an zueinander übereinander angeordneten Reibungsplatten aufweist, die gegeneinander durch einen hydraulischen Aktuator gedrängt werden, oder ist eine Bandbremse, die ein Band oder zwei Bänder hat, das/die an der Außenumfangsfläche einer Drehtrommel gewunden ist/sind und an einem Ende des Bandes (der Bänder) durch einen hydraulischen Aktuator festgezogen ist/sind. Die Kupplungsvorrichtung 41 wird wahlweise in ihren Teileingriffszustand oder gänzlich eingerückten Zustand gebracht, um die beiden Elemente, zwischen denen die Kupplungsvorrichtung 41 angeordnet ist, zu verbinden, das heißt die Vorderradantriebsabgabewelle 14 und die Hinterradantriebsabgabewelle 16 miteinander zu kuppeln. Der Druck des Arbeitsöls des hydraulischen Aktuators (Eingriffsdruck oder Einrückdruck) der Kupplungsvorrichtung 41 wird durch eine hydraulische Steuerschaltung 59 gesteuert, deren Betriebszustand unter der Steuerung der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung 54 geändert wird, so dass die Momentkapazität (Einrückleistungskapazität oder Eingriffsleistungskapazität) der Kupplungsvorrichtung 41 gemäß dem gesteuerten Druck des Arbeitsöls kontinuierlich variabel ist. Wenn die Kupplungsvorrichtung 41 in ihren gänzlich eingerückten Zustand versetzt ist, wird der mittlere Differenzialmechanismus 22 in seinen Nicht-Differenzialzustand versetzt, um die empfangene Fahrzeugantriebskraft gleichmäßig zu den Vorderrädern und den Hinterrädern 18 und 20 zu verteilen. Wenn die Kupplungsvorrichtung 41 in ihren Teileinrückzustand (Rutschzustand) versetzt ist, wird das Moment, das von der Hinterradantriebsabgabewelle 16 zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 übertragen wird, gemäß der Einrückkraft der Kupplungsvorrichtung 41 geändert.
Die zweite Antriebskraftquelle 13 weist den zweiten Elektromotor MG2 und das Automatikgetriebe 24 auf. Das Automatikgetriebe 24 ist durch ein Paar an Planetengetriebemechanismen der Ravigneauxart gebildet. Das heißt das Automatikgetriebe 24 hat ein Sonnenrad S3, das wahlweise mit einem ortsfesten Element in der Form eines Gehäuses 60 durch eine Bremse B1 verbunden ist, ein Sonnenrad S4, das mit dem zweiten Elektromotor MG2 verbunden ist, einen Träger CA3, der eine Vielzahl an kurzen Antriebszahnrädern P3 und eine Vielzahl an langen Antriebszahnrädern P4 stützt und mit der Hinterradantriebsabgabewelle 16 verbunden ist, und ein Hohlrad R3, das wahlweise mit dem Gehäuse 60 durch eine Bremse B2 verbunden ist und mit der Vielzahl an langen Antriebszahnrädern P4 in Zahneingriff steht. Die kurzen Antriebszahnräder P3 stehen mit dem Sonnenrad S3 im Zahneingriff, während die langen Antriebszahnräder P4 mit den kurzen Antriebszahnrädern P3 und dem Sonnenrad S3 in Zahneingriff stehen. Der Träger CA3 stützt die langen und kurzen Antriebszahnräder P3 und P4 derart, dass jedes Antriebszahnrad P3 und P4 um seine Achse und um die Achse der Hinterradantriebsabgabewelle 16 drehbar ist. Das Sonnenrad S3 und das Hohlrad R3 arbeiten mit dem kurzen und langen Antriebszahnrad P3 und P4 zusammen, um eine Planetengetriebevorrichtung einer Doppelantriebszahnradart zu bilden, während das Sonnenrad S4 und das Hohlrad R4 mit den langen Antriebszahnrädern P4 zusammenarbeiten, um eine Planetengetriebevorrichtung einer Einzelantriebszahnradart auszubilden.
Wie bei der Kupplungsvorrichtung 41 ist jede der Bremsen B1 und B2 vorzugsweise durch eine sogenannte Reibungskupplungsvorrichtung gebildet, die ein Bremsmoment durch Reibung erzeugt und die eine hydraulisch betätigte Reibungskupplungsvorrichtung der Nassmehrscheibenart ist, die eine Vielzahl an miteinander übereinander angeordneten Reibungsplatten aufweist, die gegeneinander durch einen hydraulischen Aktuator gedrängt werden, oder ist eine Bandbremse, die ein Band oder zwei Bänder hat, die an der Außenumfangsfläche einer Drehtrommel gewunden ist/sind und das/die an einem Ende des Bandes/der Bänder durch einen hydraulischen Aktuator festgezogen wird/werden. Jede der Bremsen B1 und B2 wird wahlweise in ihren eingerückten Zustand gebracht, um die beiden Elemente, zwischen denen die Bremse B1, B2 angeordnet ist, miteinander zu verbinden. Der Druck des Arbeitsöls des hydraulischen Aktuators (Einrückdruck) der Bremse B1, B2 wird durch die hydraulische Steuerschaltung 59 gesteuert, deren Betriebszustand unter der Steuerung der in 4 gezeigten elektronischen Steuervorrichtung 54 geändert wird, so dass die Momentkapazität (die Einrückkraft) der Bremse B1, B2 gemäß dem gesteuerten Druck des Arbeitsöls kontinuierlich variabel ist.
In dem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Automatikgetriebe 24 fungiert das Sonnenrad S4 als ein Eingangselement, während der Träger CA3 als ein Ausgangselement fungiert. Wenn die Bremse B1 in ihren eingerückten Zustand versetzt ist, ist das Automatikgetriebe 24 in seine Hochgeschwindigkeitsposition H versetzt mit einem Übersetzungsverhältnis von höher als 1. Wenn die Bremse B2 in ihren eingerückten Zustand an Stelle der Bremse B1 versetzt ist, ist das Automatikgetriebe 24 in seine Niedriggeschwindigkeitsposition L versetzt mit einem Übersetzungsverhältnis, das höher als jenes der Hochgeschwindigkeitsposition H ist. Wenn die Bremse B1 und die Bremse B2 beide in ihren freigegebenen Zustand versetzt sind, ist das Automatikgetriebe 24 in seine neutrale Position versetzt, in der der Kraftübertragungspfad durch das Automatikgetriebe 24 unterbrochen ist. Somit ist das Automatikgetriebe 24 ein Getriebemechanismus, dessen Übersetzungsverhältnis in Schritten geändert wird durch Einrückvorgänge und Freigabevorgänge der hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen.
Das Automatikgetriebe 24 wird geschaltet, das heißt zwischen der Hochgeschwindigkeitsposition H und der Niedriggeschwindigkeitsposition L auf der Grundlage der Fahrzeugfahrbedingung geschaltet, die durch die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit, ein Wert, der sich auf eine angeforderte (Soll-)Fahrzeugantriebskraft bezieht, etc. repräsentiert wird. Genauer gesagt wird die Hochgeschwindigkeitsposition H oder die Niedriggeschwindigkeitsposition L, zu der das Automatikgetriebe 24 geschaltet werden soll, auf der Grundlage der Fahrzeugfahrbedingung, die durch die verschiedenen Sensoren erfasst wird, und gemäß einer gespeicherten Tabelle (die Schaltlinien definiert), die zuvor durch Versuche erhalten worden ist, als eine Beziehung zwischen der Fahrzeugfahrbedingung und der Hochgeschwindigkeitsposition H und der Niedriggeschwindigkeitsposition L durch die elektrische Steuervorrichtung 54 bestimmt. Der in 4 gezeigten Hydrauliksteuerschaltung 59 wird befohlen, die Drücke des Arbeitsfluides, das auf die Bremsen B1 und B2 aufgebracht wird, so zu steuern, dass die vorbestimmte Hochgeschwindigkeitsposition H oder Niedriggeschwindigkeitsposition L errichtet wird. Die elektronische Steuervorrichtung 54 empfängt Abgabesignale von einem Öltemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Arbeitsöls, um die Bremsen B1 und B2 zu betätigen, eines Öldruckschalters zum Erfassen der Temperatur des Arbeitsöls der Bremsen B1 und B2 und der Kupplungsvorrichtung 41, etc. zusätzlich zu den Abgabesignalen der vorstehend beschriebenen Sensoren. Der Wert, der sich auf die angeforderte Fahrzeugantriebskraft bezieht, ist ein angeforderter Wert (Sollwert) der Fahrzeugantriebskraft, der auf der Grundlage des Betätigungsbetrages eines Gaspedals beispielsweise bestimmt wird (oder des Öffnungswinkels des Drosselventils, der Einlassluftmenge, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder der Einspritzmenge an Kraftstoff). Jedoch kann der Wert, der sich auf die angeforderte Fahrzeugantriebskraft bezieht, durch einen Betätigungsbetrag des Gaspedals an sich beispielsweise ersetzt werden.
3 zeigt die Eingangssignale, die durch die elektronische Steuervorrichtung 54 empfangen werden, und die Ausgangssignale, die von der elektronischen Steuervorrichtung 54 erzeugt werden, zum Steuern des vorliegenden Kraftübertragungssystems 10. Diese elektronische Steuervorrichtung 54 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer aufgebaut, in dem eine CPU, ein ROM, ein RAM und eine Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle eingebaut sind, und sie ist so aufgebaut, dass sie Signalverarbeitungsvorgänge gemäß Steuerprogrammen ausführt, die in dem ROM gespeichert sind, während eine vorübergehende Datenspeicherfunktion des RAM genutzt wird, um Hybridantriebssteuerungen des Verbrennungsmotors 42 und des ersten und zweiten Elektromotors MG1 und MG2 und eine Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 24 auszuführen.
Die elektronische Steuervorrichtung 54 ist so eingerichtet, dass sie von den verschiedenen Sensoren und Schaltern, die in 3 gezeigt sind, verschiedene Signale empfängt wie beispielsweise ein Signal, das eine Temperatur TEMP_W des Kühlwassers des Elektromotors anzeigt; ein Signal, das eine ausgewählte Position von Betriebspositionen P_SH eines Schalthebels oder eine Anzahl an Betätigungen des Schalthebels von einer Position ”M” anzeigt; ein Signal, das eine Betriebsdrehzahl N_E des Verbrennungsmotors 42 anzeigt; ein Signal, das einen Wert anzeigt, der ein Übersetzungsverhältnis darstellt; ein Signal, das einen M-Modus (manueller Schaltmodus) anzeigt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage anzeigt; ein Signal, das eine Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V anzeigt, die einer Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle entspricht (nachstehend ist diese als „Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle” bezeichnet); ein Signal, das eine Temperatur T_OIL des Arbeitsöls des Automatikgetriebes 24 anzeigt; ein Signal, das den Betriebszustand einer Handbremse anzeigt; ein Signal, das den Betriebszustand einer Fußbremse anzeigt; ein Signal, das die Temperatur eines Katalysators anzeigt; ein Signal, das einen Winkel A_CC eines Betätigungsbetrages des Gaspedals anzeigt, das einen Betrag einer Fahrzeugabgabeleistung repräsentiert, die durch den Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird; ein Signal, das einen Nockenwinkel anzeigt; ein Signal, das die Wahl eines Schneeantriebsmodus des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das einen Längsbeschleunigungswert G des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das die Wahl eines Selbstfahrmodus des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das das Gewicht des Fahrzeugs anzeigt; Signale, die die Drehzahlen der Fahrzeugräder anzeigen; ein Signal, das die Betriebsdrehzahl N_M1 des ersten Elektromotors MG1 anzeigt; ein Signal, das eine Betriebsdrehzahl N_M2 des zweiten Elektromotors MG2 anzeigt; ein Signal, das eine elektrische Energiemenge SOC anzeigt, die in der (in 4 gezeigten Speichervorrichtung 52 zum Speichern von elektrischer Energie gespeichert ist (den Aufladezustand); und ein Signal, das eine Temperatur T_BAT der Speichervorrichtung 52 für elektrische Energie anzeigt.
Die elektronische Steuervorrichtung 54 ist des Weiteren so eingerichtet, dass sie verschiedene Signale erzeugt wie beispielsweise: Steuersignale, die zu einer Verbrennungsmotorabgabeleistungssteuervorrichtung gebracht werden, um die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors zu steuern, wie beispielsweise ein Antriebssignal zum Antreiben eines Drosselaktuators zum Steuern des Öffnungswinkels θ_TH des elektronischen Drosselventils, das in einem Einlassrohr des Verbrennungsmotors 42 angeordnet ist, ein Signal zum Steuern der Einspritzmenge des Kraftstoffs durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in das Einlassrohr oder in die Zylinder des Verbrennungsmotors 42, ein Signal, das zu einer Zündvorrichtung gebracht wird, um die Zündzeit des Verbrennungsmotors 42 zu steuern, und ein Signal zum Einstellen des Drucks einer Aufladeeinrichtung (Turbolader), ein Signal zum Betätigen der elektrisch betriebenen Klimaanlage; Signale zum Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors MG1 und MG2; ein Signal zum Betreiben einer Schaltpositionsanzeigeeinrichtung zum Anzeigen der gewählten Betriebsposition des Schalthebels; ein Signal zum Betreiben einer Übersetzungsverhältnis-Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses; ein Signal zum Betreiben einer Schneemodus-Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Wahl des Schneeantriebsmodus; ein Signal zum Betreiben eines ABS-Aktuators für eine Antiblockierbremsung des Fahrzeugs; ein Signal zum Betreiben einer M-Modus-Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Wahl des M-Modus; Signale zum Betreiben von per Solenoid betätigten Ventilen (Linearsolenoidventile), die in der (in 4 gezeigten) Hydrauliksteuerschaltung 59 eingebaut sind und die vorgesehen sind zum Steuern der hydraulischen Aktuatoren der hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen der Kupplungsvorrichtung 41 und des Automatikgetriebes 24; ein Signal zum Betreiben eines Regulierventils, das in Hydrauliksteuerschaltung 59 eingebaut ist, um einen Leitungsdruck P_L zu regulieren; ein Signal zum Steuern einer elektrisch betätigten Ölpumpe, die eine Hydraulikdruckquelle ist für ein Generieren eines hydraulischen Drucks, der auf den Leitungsdruck P_L reguliert wird; ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizeinrichtung; und ein Signal, das auf einen Fahrsteuercomputer aufzubringen ist.
4 zeigt eine Funktionsblockdarstellung zur Darstellung von hauptsächlichen Steuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung 54 (die durch eine Strichpunktlinie mit einem Punkt gezeigt ist), die als eine Steuervorrichtung fungiert zum Steuern des Kraftübertragungssystems 10. Eine Hybridsteuereinrichtung 62 steuert den Verbrennungsmotor derart, dass er mit hoher Effizienz betrieben wird, und steuert den ersten Elektromotor MG1 so, dass eine durch den ersten Elektromotor MG1 erzeugte Reaktionskraft optimiert wird, um dadurch ein Übersetzungsverhältnis der Differenzialgetriebevorrichtung 44 zu steuern, die als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe betrieben wird. Beispielsweise berechnet die Hybridsteuereinrichtung 62 eine angeforderte (Soll-)Fahrzeugabgabeleistung bei der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Betätigungsbetrages A_CC des Gaspedals, die als eine vom Anwender angeforderte Fahrzeugabgabeleistung verwendet wird, und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V, und berechnet eine Sollgesamtfahrzeugabgabeleistung auf der Grundlage der berechneten Sollfahrzeugabgabeleistung und einer angeforderten Erzeugungsmenge an elektrischer Energie. Die Hybridsteuereinrichtung 62 berechnet eine Sollverbrennungsmotorabgabeleistung (angeforderte Verbrennungsmotorabgabeleistung) P_ER, um die berechnete Sollgesamtfahrzeugabgabeleistung zu erlangen, während ein Kraftübertragungsverlust, eine Last, die auf die verschiedenen Vorrichtungen des Fahrzeugs einwirkt, eine Kraft (ein Unterstützungsmoment), das durch den zweiten Elektromotor MG2 erzeugt wird, etc. berücksichtigt werden. Die Hybridsteuereinrichtung 62 steuert eine Betriebsdrehzahl N_E und ein Moment T_E des Verbrennungsmotors 8 so, dass die berechnete Verbrennungsmotorabgabeleistung P_ER und die Erzeugungsmenge der elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor MG1 erlangt werden.
Die Hybridsteuereinrichtung 62 ist so aufgebaut, dass der Inverter 48 derart gesteuert wird, dass die durch den ersten Elektromotor MG1 erzeugte elektrische Energie zu der Speichervorrichtung 52 für elektrische Energie und den zweiten Elektromotor MG2 durch den Inverter 48 geliefert wird, so dass ein hauptsächlicher Anteil der Antriebskraft, die durch den Verbrennungsmotor 42 erzeugt wird, mechanisch zu dem mittleren Differenzialmechanismus 22 übertragen wird, während der restliche Anteil der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor MG1 verbraucht wird, um diesen Anteil in elektrische Energie umzuwandeln, der durch den Inverter 48 zu dem zweiten Elektromotor MG2 geliefert wird, wodurch der zweite Elektromotor MG2 mit der gelieferten elektrischen Energie so betrieben wird, dass er eine mechanische Energie erzeugt, die zu der Hinterradantriebsabgabewelle 16 durch das Automatikgetriebe 24 übertragen wird. Somit bilden die Vorrichtungen, die sich auf die Erzeugung der elektrischen Energie und den Verbrauch der elektrischen Energie durch den zweiten Elektromotor MG2 beziehen, einen elektrischen Pfad, durch den die elektrische Energie, die durch die Umwandlung eines Anteils der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 42 erzeugt wird, in die mechanische Energie umgewandelt wird. Die Hybridsteuereinrichtung 62 befiehlt der Hydrauliksteuerschaltung 59, das Automatikgetriebe 24 in seine Betriebsposition zu schalten, die auf der Grundlage der vorbestimmten Schaltlinien gewählt wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 62 weist eine Verbrennungsmotorabgabeleistungssteuereinrichtung auf, die so funktioniert, dass sie die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 42 so steuert, dass die angeforderte Abgabeleistung vorgesehen wird, indem der Drosselaktuator so gesteuert wird, dass das elektronische Drosselventil als eine Drosselsteuerung geöffnet und geschlossen wird, und die Menge und die Zeit der Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Verbrennungsmotor 42 als eine Kraftstoffeinspritzsteuerung gesteuert wird, und/oder die Zündzeit der Zündeinrichtung durch die Zündvorrichtung allein oder in Kombination als eine Zündzeitsteuerung gesteuert wird.
Die Hybridsteuereinrichtung 62 ist des Weiteren so aufgebaut, dass ein Motorantriebsmodus des Fahrzeugs eingerichtet wird, bei dem das Fahrzeug mit dem zweiten Elektromotor MG2 angetrieben wird, während der Verbrennungsmotor 42 im Ruhezustand gehalten wird. In dem Motorantriebsmodus wird der Verbrennungsmotor 42 üblicherweise im Ruhezustand gehalten, so dass die Antriebskraft der ersten Antriebskraftquelle 12 zu Null gebracht ist. Demgemäß schaltet die Hybridsteuereinrichtung 62 das Automatikgetriebe 24 in seine Niedriggeschwindigkeitsposition L und betreibt den zweiten Elektromotor MG2 zum Antreiben des Fahrzeugs.
Des Weiteren fungiert die Hybridsteuereinrichtung 62 als regenerative Steuereinrichtung während einer Freilauf-Fahrt des Fahrzeugs bei in nicht betätigter Position befindlichem Gaspedal, oder während des Bremsens des Fahrzeugs mit der Fußbremse. Die regenerative Steuereinrichtung steuert den zweiten Elektromotor MG2 so, dass er als elektrischer Generator arbeitet, der mit einer kinetischen Energie des Fahrzeugs angetrieben wird, d. h. durch eine Umkehrantriebskraft, die von den Hinterrädern 20 zu dem Verbrennungsmotor 42 übertragen wird, so dass die Speichervorrichtung 52 für elektrische Energie mit der elektrischen Energie aufgeladen wird, die durch den elektrischen Generator erzeugt wird, nämlich mit der elektrischen Energie, die durch den zweiten Elektromotor MG2 erzeugt wird, die zu der Speichervorrichtung 52 für elektrische Energie durch den Inverter geliefert wird, um dadurch den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern. Diese regenerative Steuerung wird ausgeführt, um den Regenerationsbetrag an elektrischer Energie zu erlangen, der auf der Grundlage der gegenwärtig in der Speichervorrichtung 52 für elektrische Energie gespeicherten Menge SOC an elektrischer Energie und einem Verhältnis der regenerativen Bremskraft gegenüber einer hydraulischen Bremskraft festgelegt ist, wobei dieses Verhältnis geeignet ist zum Erlangen einer Gesamtbremskraft, die dem Betätigungsbetrag eines Bremspedals entspricht.
Die Hybridsteuereinrichtung 62 ist des Weiteren so aufgebaut, dass sie der Einrichtung 64 zum Ändern der Antriebskraftverteilung befiehlt, eine Verteilung der Antriebskraft zu den Vorderrädern und Hinterrädern 18 und 20 zu ändern oder zu steuern, um die Antriebskraftverteilung zu optimieren. Die Einrichtung 64 zum Ändern der Antriebskraftverteilung weist eine Kupplungsmomentsteuereinrichtung 66, eine Steuereinrichtung 68 für die erste Antriebskraftquelle und eine Steuereinrichtung 70 für die zweite Antriebskraftquelle auf und ist so aufgebaut, dass sie die Antriebskraftverteilung des Kraftübertragungssystems 10 zu den Vorderrädern und Hinterrädern 18 und 20 gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs ändert.
Die Kupplungsmomentsteuereinrichtung 66 ist so aufgebaut, dass sie die Einrückleistungskapazität der Kupplungsvorrichtung 41 auf der Grundlage eines Befehlswertes ändert, der von der Antriebskraftverteileinrichtung 64 empfangen wird. Genauer gesagt ändert die Kupplungsmomentsteuereinrichtung 66 die Einrückleistungskapazität der Kupplungsvorrichtung 41, indem der hydraulische Einrückdruck des hydraulischen Aktuators der Kupplungsvorrichtung 41 geändert wird. Die Steuereinrichtung 68 für die erste Antriebskraftquelle ist so aufgebaut, dass sie die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 42 und das Reaktionsmoment des ersten Elektromotors MG1 steuert, um die Antriebskraft zu ändern, die durch den mittleren Differenzialmechanismus 22 erzeugt wird. Die Steuereinrichtung 70 für die zweite Antriebskraftquelle ist so aufgebaut, dass sie die Abgabeleistung des zweiten Elektromotors MG2 steuert, um die zu der Hinterradantriebsabgabewelle 16 übertragene Antriebskraft zu ändern.
Somit ändert die Einrichtung 64 zum Ändern der Antriebskraftverteilung die Antriebskraftverteilung des fahrenden Fahrzeugs gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs, indem die Antriebskraft, die durch die erste Antriebskraftwelle 12 erzeugt wird, die Antriebskraft, die durch die zweite Antriebskraftquelle 13 erzeugt wird, und die Einrückleistungskapazität der Kupplungsvorrichtung 11 durch die vorstehend beschriebenen Einrichtungen das heißt die Kupplungsmomentsteuereinrichtung 66, die Steuereinrichtung 68 für die erste Antriebskraftquelle und die Steuereinrichtung 70 für die zweite Antriebskraftquelle gesteuert wird.
Optimale Verhältniswerte der Antriebskraftverteilung zu den Vorderrädern und Hinterrädern 18 und 20 gemäß den verschiedenen Fahrzuständen des Fahrzeugs werden durch Versuche oder durch analytische Untersuchung auf der Grundlage der Radgeschwindigkeiten (Raddrehzahlen), der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V, des Lenkwinkels und der Gesamtantriebskraft des Fahrzeugs, des Gradienten und Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche etc. vorbestimmt und werden als eine Tabelle in der Einstelleinrichtung 72 für eine optimale Verteilung gespeichert. Auf der Grundlage des spezifischen Fahrzustandes des Fahrzeugs bestimmt die Einstelleinrichtung 72 für die optimale Verteilung von Zeit zu Zeit den optimalen Verhältniswert der Antriebskraftverteilung.
Eine Momentkapazitätsberechnungseinrichtung 74 ist so aufgebaut, dass sie ein Übertragungsmoment Tc (Einrückkapazität) der Kupplungsvorrichtung 41 als ein Sollsteuerwert der Kupplungsvorrichtung 41 auf der Grundlage des Antriebskraftverteilungsverhältnisses berechnet, das durch die Einrichtung 72 zum Einstellen der optimalen Verteilung festgelegt wird. Ein Verfahren zum Berechnen des Übertragungsmomentes Tc auf der Grundlage des Verhältnisses der vorderen/hinteren Verteilung der Antriebskraft ist nachstehend beschrieben.
5 zeigt ein Kraftflussdiagramm, das eine Momentübertragungsbeziehung der Kraftquellenvorrichtung anzeigt, die aus der ersten Antriebskraftquelle 12 und der zweiten Antriebskraftquelle 13 besteht. In der in 5 gezeigten Kraftquellenvorrichtung erzeugt die erste Antriebskraftquelle 12 ein Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle, während die zweite Antriebskraftquelle 13 ein Moment T2 der zweiten Antriebskraftquelle erzeugt. Das Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle wird durch den mittleren Differenzialmechanismus 22 zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 und der Hinterradantriebsabgabewelle 16 mechanisch verteilt. Wenn die Kupplungsvorrichtung 41 in den teileingerückten Zustand gesetzt ist, wird ein Anteil der Antriebskraft, die durch die Hinterradantriebsabgabewelle 16 übertragen wird, zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 übertragen, und zwar in Abhängigkeit von der Momentkapazität (Einrückkapazität) der Kupplungsvorrichtung 41.
6 zeigt ein Kraftflussdiagramm einer Momentübertragungsbeziehung der ersten Antriebskraftquelle 12 und der Kupplungsvorrichtung 41. In 6 ist mit ”T1” das Moment der ersten Antriebskraftquelle gezeigt, das durch die erste Antriebskraftquelle 12 erzeugt wird, und mit ”a” ist ein Verhältnis der Antriebskraftverteilung zu den Vorderrädern 14 durch den mittleren Differenzialmechanismus 22 gezeigt, während ”Tc1” ein Übertragungsmoment zeigt, das von der Hinterradantriebsabgabewelle 16 zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 durch den Rutscheingriff oder Teileingriff der Kupplungsvorrichtung 41 zu übertragen ist. Ein Vorderradmoment TfI, das von der ersten Antriebskraftquelle 12 zu den Vorderrädern 18 übertragen wird, und ein Hinterradmoment Tr1, das von der ersten Antriebskraftquelle 12 zu den Hinterrädern 20 übertragen wird, sind jeweils durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) repräsentiert: Das Antriebskraftverteilungsverhältnis ”a” wird durch das Übersetzungsverhältnis des mittleren Differenzialmechanismus 22 mechanisch bestimmt. TfI = aT1 + Tc1 Gleichung (1) Tr1 = (1 – a)T1 – Tc1 Gleichung (2)
Wie dies aus der Gleichung (1) hervorgeht, werden eine Antriebskraft aT1, die ein Anteil des Moments T1 der ersten Antriebskraftquelle ist, das durch den mittleren Differenzialmechanismus 22 verteilt wird, und das Übertragungsmoment Tc1, das von der Hinterradantriebsabgabewelle 16 durch die Kupplungsvorrichtung 41 übertragen wird, zu den Vorderrädern 18 übertragen. Wie dies aus der Gleichung (2) hervorgeht, wird andererseits eine Antriebskraft (1 – a)T1, die der restliche Anteil des Moments T1 der ersten Antriebskraftquelle ist, das durch den mittleren Differenzialmechanismus 22 übertragen wird, minus das Übertragungsmoment Tc1, das zu den Vorderrädern 18 durch die Kupplungsvorrichtung 41 übertragen wird, zu den Hinterrädern 20 übertragen.
7 zeigt ein Kraftflussdiagramm einer Momentübertragungsbeziehung der zweiten Antriebskraftquelle 13 und der Kupplungsvorrichtung 41. In 7 ist mit ”T2” das Moment der zweiten Antriebskraftquelle gezeigt, das durch die zweite Antriebskraftquelle 13 erzeugt wird, und mit ”Tc2” ist ein Übertragungsmoment gezeigt, das von der Hinterradantriebsabgabewelle 16 zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 durch den Rutscheingriff oder Teileingriff der Kupplungsvorrichtung 41 übertragen wird. Ein Vorderradmoment Tf2, das von der zweiten Antriebskraftquelle 13 zu den Vorderrädern 18 übertragen wird, und ein Hinterradmoment Tr2, das von der zweiten Antriebskraftquelle 13 zu den Hinterrädern 20 übertragen wird, sind jeweils durch die folgenden Gleichungen (3) und (4) repräsentiert: Tf2 = Tc2 Gleichung(3) Tr2 = T2 – Tc2 Gleichung (4)
Wie dies aus der Gleichung (3) hervorgeht, wird das Übertragungsmoment Tc2, das ein Anteil des Moments T2 der zweiten Antriebskraftquelle ist, das durch die Hinterradantriebsabgabewelle 16 durch die Kupplungsvorrichtung 41 übertragen wird, zu den Vorderrädern 18 übertragen. Wie dies aus der Gleichung (4) hervorgeht, wird andererseits das Moment T2 der zweiten Antriebskraftquelle, das durch die zweite Antriebskraftquelle 13 erzeugt wird, minus das Übertragungsmoment Tc2 zu den Hinterrädern 20 übertragen.
Aus der vorstehend dargelegten Erläuterung folgt, dass eine gesamte Antriebskraft der Vorderräder 18 und eine Gesamtantriebskraft der Hinterräder 20 jeweils durch die folgenden Gleichungen (5) und (6) repräsentiert wird: Tf = Tf1 + Tf2 = aT1 + (Tc1 + Tc2) Gleichung (5) Tr = Tr1 + Tr2 = (1 – a)T1 + T2 – (Tc1 + Tc2) Gleichung (6)
Ein Vorderradantriebskraftverhältnis tfr der gesamten Antriebskraft Tf der Vorderräder 18 gegenüber einer Gesamtfahrzeugantriebskraft Tt, und ein Hinterradantriebskraftverhältnis trr der gesamten Antriebskraft Tr der Hinterräder 20 gegenüber der gesamten Fahrzeugantriebskraft Tt werden jeweils durch die folgenden Gleichungen (7) und (8) aufgezeigt. Die gesamte Fahrzeugantriebskraft Tt ist eine Summe aus der Antriebskraft T1, die durch die erste Antriebskraftquellenvorrichtung 12 erzeugt wird, und der Antriebskraft T2, die durch die zweite Antriebskraftquellenvorrichtung 13 erzeugt wird. Das Vorderradantriebskraftverhältnis tfr ist das Verhältnis aus der gesamten Vorderradantriebskraft gegenüber der gesamten Fahrzeugantriebskraft Tt, die durch die erste und die zweite Antriebskraftquelle 12 und 13 erzeugt wird, während das Hinterradantriebsverhältnis Trr das Verhältnis der gesamten Hinterradantriebskraft gegenüber der gesamten Fahrzeugantriebskraft Tt ist. Tf/Tt = (aT1 + (Tc1 + Tc2))/(T1 + T2) Gleichung (7) Tr/Tt = (1 – a)T1 + T2 – (Tc1 + Tc2)/(T1 + T2) Gleichung (8)
Wenn die Werte (Tc1 + Tc2), Tf/Tt und Tr/Tt in den vorstehend erwähnten Gleichungen (7) und (8) jeweils durch Tc, Tfr und Trr ersetzt werden, werden die Gleichungen (7) und (8) jeweils in die folgenden Gleichungen (9) und (10) umgewandelt: tfr = (aT1 + Tc)/(T1 + T2) Gleichung (9) trr = ((1 – a)T1 + T2 – Tc)/(T1 + T2) Gleichung (10)
Es folgt aus den Gleichungen (9) und (10), dass das Übertragungsmoment Tc (= Tc1 + Tc2), das durch die Kupplungsvorrichtung 41 übertragen wird, gemäß den folgenden Gleichungen (11) und (12) berechnet wird: Tc = tfr(T1 + T2) – aT1 Gleichung (11) Tc = (1 – a)T1 + T2 – trr(T1 + T2) Gleichung (12)
Es folgt aus der vorstehend dargelegten Erläuterung, dass, wenn einmal ein Sollwert des Sollvorderradantriebskraftverteilungsverhältnisses Tfr festgelegt worden ist, ein Sollwert des Übertragungsmomentes Tc der Kupplungsvorrichtung 41 gemäß der vorstehend erwähnten Gleichung 11 berechnet werden kann, und dass, wenn einmal das Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnis trr festgelegt worden ist, das Übertragungsmoment Tc gemäß der vorstehend erwähnten Gleichung (12) berechnet werden kann. Somit kann das Übertragungsmoment Tc gemäß einer der beiden vorstehend aufgezeigten Gleichungen berechnet werden.
Die Einrichtung 64 zur Änderung der Antriebskraftverteilung (Kupplungsmomentsteuereinrichtung 66) steuert das Eingriffsmoment (die Momentkapazität) der Kupplungsvorrichtung 41 so, dass das berechnete Übertragungsmoment Tc durch die Kupplungsvorrichtung 41 übertragen ward. Das heißt die Einrichtung 64 zur Änderung der Antriebskraftverteilung steuert den hydraulischen Einrückdruck des hydraulischen Aktuators der Kupplungsvorrichtung 41 derart, dass das Einrückmoment (die Momentkapazität) der Kupplungsvorrichtung 41 gleich dem berechneten Wert des Übertragungsmomentes Tc ist.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung 72 zur Berechnung der Momentverteilung ist auch in dem Motorantriebsmodus des Fahrzeugs betreibbar, in dem das Fahrzeug mit lediglich der zweiten Antriebskraftquelle 13 angetrieben wird, während der Verbrennungsmotor 42 im Ruhezustand gehalten wird. Wenn der Verbrennungsmotor 42 im Ruhezustand gehalten wird, ist das Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle zu Null gebracht (T1 = 0), da die Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle 12 Null beträgt. Demgemäß kann das Übertragungsmoment Tc gemäß der der Gleichung (11) berechnet werden, um die Antriebskraftverteilung zu den Vorderrädern 18 auch in dem Motorantriebsmodus zu steuern.
In einem regenerativen Antriebsmodus des Fahrzeugs, bei dem die zweite Antriebskraftquelle 13 eine negative Abgabeleistung hat (T2 > 0), wird eine Umkehrantriebskraft von den Hinterrädern 20 zu der zweiten Antriebskraftquelle 13 übertragen. Auch in diesem regenerativen Antriebsmodus kann das Übertragungsmoment Tc gemäß der Gleichung (11) oder der Gleichung (12) berechnet werden.
Wie dies durch die Gleichung (9) und (10) aufgezeigt ist, werden das Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnis tfr und das Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnis trr durch das Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle, das Moment T2 der zweiten Antriebskraftquelle und das Übertragungsmoment (Getriebemoment) Tc repräsentiert, die als Parameter verwendet werden. Daher werden das Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnis tfr und das Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnis trr über einen breiten Bereich geändert, indem das Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle, das Moment T2 der zweiten Antriebskraftquelle und das Übertragungsmoment Tc geändert werden. Anders ausgedrückt hat die Antriebskraftverteilung einen hohen Freiheitsgrad. Beispielsweise beträgt in dem freigegebenen Zustand der Kupplungsvorrichtung 41 das Übertragungsverhältnis Tc Null, so dass das Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnis tfr und das Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnis trr durch das Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle und das Moment T2 der zweiten Antriebskraftquelle bestimmt werden. In dem teileingerückten Zustand (Rutschzustand) der Kupplungsvorrichtung 41 variiert das Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnis tfr und variiert das Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnis trr mit dem Übertragungsmoment Tc der Kupplungsvorrichtung 41, was einen hohen Freiheitsgrad der Antriebskraftverteilung gestattet. Somit kann die Einrichtung 64 zur Änderung der Antriebskraftverteilung das Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnis tfr und das Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnis trr zu den jeweiligen Werten steuern, die in Abhängigkeit von der spezifischen Laufsituation (Fahrzustand) des Fahrzeugs vorbestimmt werden, indem die Einrückkapazität (Momentkapazität) der Kupplungsvorrichtung 41, die Antriebskraft der ersten Antriebskraftquelle 12 und die Antriebskraft der zweiten Antriebskraftquelle 13 durch die Kupplungsmomentsteuereinrichtung 66, die Einrichtung 68 zur Steuerung der ersten Antriebskraftquelle bzw. die Steuereinrichtung 70 zur Steuerung der zweiten Antriebskraftquelle jeweils gesteuert werden, was die Verbesserung der Freiheit der Antriebskraftverteilung ermöglicht.
8 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung einer hauptsächlichen Steuerfunktion der elektronischen Steuervorrichtung 54, nämlich einen Betrieb zur Berechnung des Übertragungsmoments Tc, das von der Kupplungsvorrichtung 41 übertragen werden soll. Dieser Betrieb wird wiederholt mit einer außerordentlich kurzen Zykluszeit von ungefähr einigen Millisekunden bis zu ungefähr mehreren zehn Millisekunden ausgeführt.
Anfänglich wird ein Schritt SA1 (der Ausdruck „Schritt” ist nachstehend weggelassen worden), der der Einrichtung 72 zur Festlegung eines optimalen Verteilungsverhältnisses entspricht, ausgeführt, um den optimalen Wert des Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnisses tfr oder des Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnisses trr auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit V, der Raddrehzahlen (der Radgeschwindigkeiten) und des Lenkwinkels des Fahrzeugs, des Gradienten der Straßenoberfläche etc. festzulegen. Dann wird SA2, der der Hybridsteuereinrichtung 62 entspricht, ausgeführt, um das Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle, das durch die erste Antriebskraftquelle 12 erzeugt wird, und das Moment T2 der zweiten Antriebskraftquelle, das durch die zweite Antriebskraftquelle 13 erzeugt wird, zu erfassen. Dann wird SA3, der der Einrichtung 74 zur Berechnung der Momentverteilung entspricht, ausgeführt, um einen Sollwert des Übertragungsmoments Tc auf der Grundlage des Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnisses tfr oder des Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnisses trr, die bei SA1 festgelegt werden, und des Moments T1 der ersten Antriebskraftquelle und des Moments T2 der zweiten Antriebskraftquelle, die bei SA2 erfasst worden sind, zu berechnen. Danach wird SA4, der der Einrichtung zur Änderung der Antriebskraftverteilung (Kupplungsmomentsteuereinrichtung 66) entspricht, ausgeführt, um den hydraulischen Einrückdruck des hydraulischen Aktuators des Kupplungsmoments 41 auf der Grundlage des Übertragungsmoments Tc zu bestimmen, das bei dem SA3 berechnet wird. Wenn der Wert des Übertragungsmoments Tc, der auf der Grundlage des Vorderradantriebskraftverteilungsverhältnisses tfr oder des Hinterradantriebskraftverteilungsverhältnisses trr berechnet wird, nicht erlangt werden kann, indem der hydraulische Einrückdruck gesteuert wird, ist es möglich, das Übertragungsmoment Tc auf einen Wert zu ändern, der erlangt werden kann, indem das Moment T1 der ersten Antriebskraftquelle oder das Moment T2 der zweiten Antriebskraftquelle geändert wird. In diesem Fall ist erwünscht, einen Änderungsbetrag der Fahrzeugantriebskraft minimal zu gestalten, indem eine Änderung der Gesamtantriebskraft Tt (= T1 + T2) verhindert wird.
In dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 64 zum Ändern der Antriebskraftverteilung 50 aufgebaut, dass die Antriebskraftverteilung zu der Forderradantriebsabgabewelle 14 und der Hinterradantriebsabgabewelle 16 geändert wird, indem die Antriebskraft, die durch die zweite Antriebskraftquelle 13 erzeugt wird, und die Einrückkapazität (Momentkapazität) der Kupplungsvorrichtung 41 derart geändert werden, dass ein Anteil der Antriebskraft T2, die durch die zweite Antriebskraftquelle 13 erzeugt wird, zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 durch den Teileingriff (Rutscheingriff) der Kupplungsvorrichtung 41 übertragen wird. Des Weiteren ermöglicht die Einrichtung 64 zum Ändern der Antriebskraftverteilung eine Verbesserung der Freiheit bei der Antriebskraftverteilung zu den Vorderrädern und Hinterrädern 18 und 20, indem die durch die zweite Antriebskraftquelle 13 erzeugte Antriebskraftquelle T2 und auch die Einrückkapazität der Kupplungsvorrichtung 41 geändert werden.
Das vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsbeispiel ist des Weiteren so eingerichtet, dass die Einrichtung 64 zum Ändern der Antriebskraftverteilung die Antriebskraftverteilung zu der Vorderradantriebsabgabewelle 14 und der Hinterradantriebsabgabewelle 16 ändert, indem des Weiteren die Antriebskraft T1, die durch die ersten Antriebskraftquelle 12 erzeugt wird, geändert wird, was es ermöglicht, die Freiheit bei der Antriebskraftverteilung zu den Vorderrädern und Hinterrädern 18 und 20 noch mehr zu verbessern.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist des Weiteren so eingerichtet, dass die erste Antriebskraftquelle 12 den Verbrennungsmotor 42, den ersten Elektromotor MG1 und die Differentialgetriebevorrichtung 44 aufweist, die so aufgebaut ist, dass sie die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 42 zu dem ersten Elektromotor MG1 und dem Kraftübertragungselement 46 (mittlerer Differentialmechanismus 22) verteilt, und sie fungiert als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe, das dazu in der Lage ist, die Drehzahl des Verbrennungsmotor 42 in Bezug auf das Kraftübertragungselement 46 kontinuierlich zu ändern, während der Betriebszustand des ersten Elektromotors MG1 gesteuert wird. Demgemäß kann die Antriebskraft, die zu dem Kraftübertragungselement 46 (mittlerer Differentialmechanismus 22) übertragen wird, kontinuierlich geändert werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist des Weiteren so eingerichtet, dass die zweite Antriebskraftquelle 13 durch den zweiten Elektromotor MG2 gebildet wird, so dass die Antriebskraft der zweiten Antriebskraftquelle kontinuierlich geändert werden kann.
Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen lediglich zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben ist, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung auch anderweitig ausgeführt werden kann.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungsvorrichtung 41 mit dem hydraulischen Aktuator versehen, dessen hydraulischer Druck so gesteuert wird, dass das Übertragungsmoment Tc geändert wird. Jedoch kann die Kupplung 41 durch eine elektromagnetische Kupplungsvorrichtung oder eine beliebige Kupplungsvorrichtung ersetzt werden, dessen Übertragungsmoment Tc nicht hydraulisch geändert wird.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Automatikgetriebe 24 zwischen den beiden Betriebspositionen betreibbar, die aus der Hochgeschwindigkeitsposition H und der Niedriggeschwindigkeitsposition L bestehen. Jedoch kann das Automatikgetriebe 24 durch ein Automatikgetriebe ersetzt werden, das drei oder mehr Betriebspositionen hat. Des Weiteren kann das gestuft variable Automatikgetriebe 24 durch ein kontinuierlich variables Automatikgetriebe ersetzt werden.
Das Automatikgetriebe 24 muss nicht vorgesehen sein und kann weggelassen werden.
Außerdem kann der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehene mittlere Differentialmechanismus 22, der durch eine Planetengetriebevorrichtung aufgebaut ist, durch eine andere Art an Mechanismus wie beispielsweise ein Mechanismus der Kegelzahnradart ersetzt werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Antriebskraftquelle 12 durch den Verbrennungsmotor 42, den ersten Elektromotor MG1 und die Differentialgetriebevorrichtung 44 gebildet. Jedoch kann die erste Antriebskraftquelle 12 auch lediglich den Verbrennungsmotor 42 als eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft beispielsweise nutzen. D. h., die Antriebskraftausgabeeinrichtung der ersten Antriebskraftquelle 12 ist nicht speziell begeschränkt unter der Voraussetzung, dass die erste Antriebskraftquelle 12 eine Antriebskraft erzeugt. Demgemäß kann die erste Antriebskraftquelle 12 auch lediglich einen Elektromotor als eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft anwenden.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist so eingerichtet, dass das Übertragungsmoment Tc berechnet wird und der hydraulische Druck des hydraulischen Aktuators der Kupplungsvorrichtung 41 so gesteuert wird, dass das berechnete Übertragungsmoment Tc durch die Kupplungsvorrichtung 41 übertragen wird. Vorzugsweise wird die Antriebskraft der ersten Antriebskraftquelle 12 und wird die Antriebskraft der zweiten Antriebskraftquelle 13 zusätzlich geändert, wenn das berechnete Übertragungsmoment Tc nicht innerhalb eines steuerbaren Bereichs der Einrückkapazität der Kupplungsvorrichtung 41 erlangt werden kann, so dass das Übertragungsmoment Tc in den steuerbaren Bereich fällt.
Es sollte verständlich sein, dass das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung lediglich zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben ist, und dass die vorliegende Erfindung anhand verschiedener anderer Änderungen und Abwandlungen ausgeführt werden kann, die sich ohne Abweichen von der Idee der Erfindung ergeben können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-114944 A [0002]

Claims

Steuervorrichtung für ein Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit 4-Rad-Antrieb, das eine erste Antriebskraftquelle, eine zweite Antriebskraftquelle und einen mittleren Differentialmechanismus aufweist, der zwischen der ersten und der zweiten Antriebskraftquelle angeordnet ist, und wobei der mittlere Differentialmechanismus ein Eingangsdrehelement und ein Paar an Ausgangsdrehelementen aufweist und so aufgebaut ist, dass er eine Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle, die durch das Eingangsdrehelement empfangen wird, zu dem Paar an Ausgangsdrehelementen verteilt, um die Abgabeleistung der ersten Antriebskraftquelle zu Vorderrädern und Hinterrädern des Fahrzeugs zu übertragen, während die zweite Antriebskraftquelle in einem Kraftübertragungspfad zwischen einem Element des Paars an Abgabedrehelementen und den Vorderrädern oder Hinterrädern angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes aufweist: eine Kupplungsvorrichtung, die zwischen den als Paar vorgesehenen Abgabedrehelementen angeordnet ist; und eine Einrichtung zum Ändern einer Antriebskraftverteilung zum Ändern der Antriebskraftverteilung zu dem Paar an Abgabedrehelementen, indem eine durch die zweite Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft und eine Einrückkapazität der Kupplungsvorrichtung geändert werden.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Ändern der Antriebskraftverteilung die Antriebskraftverteilung zu dem Paar an Abgabedrehelementen ändert, indem eine durch die erste Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft des Weiteren geändert wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebskraftquelle Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor; einen elektrischen Differentialmotor; und eine Differentialgetriebevorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie eine Abgabeleistung des Verbrennungsmotors zu dem elektrischen Differentialmotor und dem Eingangsdrehelement verteilt, und wobei sie als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe fungiert, das dazu in der Lage ist, ein Drehzahlverhältnis des Verbrennungsmotors in Bezug auf das Eingangsdrehelement kontinuierlich zu ändern, während ein Betriebszustand des elektrischen Differentialmotors gesteuert wird.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebskraftquelle ein Elektromotor ist.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren eine Einrichtung zum Festlegen eines optimalen Verteilungsverhältnisses aufweist zum Festlegen eines optimalen Verhältnisses der Antriebskraftverteilung zu dem Paar an Abgabedrehelementen gemäß einem Fahrzustand des Fahrzeugs.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren eine Momentkapazitätsberechnungseinrichtung aufweist zum Berechnen eines Sollwerts der Einrückkapazität der Kupplungsvorrichtung auf der Grundlage des optimalen Verhältnisses der Antriebskraftverteilung, die durch die Einrichtung zum Festlegen des optimalen Verteilungsverhältnisses festgelegt wird, und der Antriebskraft, die durch die zweite Antriebskraftquelle erzeugt wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Ändern der Antriebskraftverteilung eine Steuereinrichtung aufweist zum Steuern eines Ist-Werts der Einrückkapazität der Kupplungsvorrichtung auf den Sollwert, der durch die Momentkapazitätsberechnungseinrichtung berechnet wird.