Kraftübertragungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug

专利摘要:
Umeine Kraftübertragungsvorrichtungbereitzustellen, die den Bereich von Drehzahlvariation zwischeneiner Kraftmaschine und einer Kraftabgabewelle erhöht und dieeffektiv eine Verringerung der Größe und Kosten der Vorrichtungsanordnungerreicht. Die Drehzahlverringerungsverhältnisse von einer Kraftmaschine1 zu einer ersten Ausgangswelle 4c, 5c des ersten und des zweitenKraftverteilers 4, 5 sind voneinander verschieden. Eine Gangwechseleinheit(10) ist zwischen der ersten Ausgangwelle 4c des ersten Kraftverteilers4 und einer mit Antriebsrädern2, 2 des Fahrzeugs verbundenen Kraftabgabewelle 11 angeordnet, undeine Drehübertragungdazwischen wird bei einer Mehrzahl von Stufen des Untersetzungsverhältnisseserreicht. Die Drehübertragungvon der ersten Ausgangswelle 5c des zweiten Kraftverteilers 5 zur Kraftabgabewelle11 wird überZahnräder20, 15b oder Drehübertragungsmechanismen15, 14 einer Gangwechseleinheit 10 bei einer Mehrzahl von Stufendes Untersetzungsverhältnisseserreicht. Das Fahrzeug läuftmit einer unterschiedlichen Drehzahl unter Verwendung der Antriebskraftvon der Kraftmaschine 1, währenddie Motoren 6 und 7 jeweils ein Fahrmoment oder ein Regenerationsmomentan eine zweite Ausgangswelle 4s des ersten Kraftverteilers 4 odereiner zweiten Ausgangswelle 5s des zweiten Kraftverteilers 5 ausüben.
公开号:DE102004028102A1
申请号:DE102004028102
申请日:2004-06-09
公开日:2005-02-10
发明作者:Nobuyuki Wako Imai
申请人:Honda Motor Co Ltd；
IPC主号:B60K1-02

专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeugmit einer Kraftmaschine, einem Motor und einem Kraftverteiler.
[0002] AlsKraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug, umfassend eine Kraftmaschine, einen Motor (Elektromotor)und einen Kraftverteiler ist zum Beispiel eine in der japanischenPatentoffenlegungsschrift Nr. 11-301291 (Patentreferenz 1) beschriebeneVorrichtung bekannt. Das Hybridfahrzeug umfasst eine Kraftmaschine,zwei Motoren und zwei Kraftverteiler (Differentialgetriebeeinheiten),von denen jeder eine Planetengetriebeeinheit umfasst, in der dieDrehantriebskraft von der Kraftmaschine an die Eingangswellen derKraftverteiler überZahnräderverteilt wird. Eine von zwei Ausgangswellen jedes Kraftverteilersist mit jedem der beiden Motoren verbunden, so dass ein Fahrmoment(Antriebsmoment) oder ein Regenerationsmoment vom Motor dem Kraftverteilerzugeführtwird. Zusätzlich übertragendie anderen Ausgangswellen der Kraftverteiler parallel die Drehantriebskraftan eine Kraftabgabewelle, die mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs verbundenist. Weiterhin unterscheidet sich das Untersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle über einen Kraftverteiler vondem Drehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle über den anderen Kraftverteiler.Insbesondere bezieht sich das Untersetzungsverhältnis auf dasjenige Untersetzungsverhältnis, dasunter der Annahme berechnet wird, die Drehzahl der einen, mit dem Motorverbundenen der beiden Ausgangswellen des Kraftverteilers des relevantenDrehübertragungssystems seinull (das heißtden durch Teilen der Eingangsdrehzahl die Ausgangsdrehzahl erhaltenenWert). In der Beschreibung des Stands der Technik wird von den Untersetzungsverhältnissender Drehübertragungssysteme dasgrößere alsein Niedrigere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis bezeichnetund das kleinere wird als ein Größere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis bezeichnet.
[0003] Beider auf diese Weise konfigurierten Kraftübertragungsvorrichtung für das Hybridfahrzeugbefindet sich dann, wenn einer der Motoren sich im Fahrzustand befindet,der andere Motor im regenerativen (elektrische Energie erzeugenden)Zustand, und die durch den Fahrmotor verbrauchte Energie und diedurch den Regenerationsmotor erzeugte Energie werden im Wesentlichenim Gleichgewicht gehalten, wobei die folgende Gleichung betreffenddie Drehzahl ωeund das Drehmoment Te der Kraftmaschine und die Drehzahl ωv und dasDrehmoment Tv der Kraftabgabewelle im stationären Zustand (im Wesentlichenkonstante Geschwindigkeit) gilt, Tv = (ωe/ωv)·Te. Hier kann das Untersetzungsverhältnis (ωe/ωv) von derKraftmaschine zu der Kraftabgabewelle willkürlich zwischen dem Niedrigere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis unddem Größere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis verändert werdendurch Steuern/Regeln des Moments der Motoren.
[0004] Wenndaher das Fahrzeug unter Verwendung der Kraftmaschine als Antriebsquellefährt,könnendie Momente der Motoren gesteuert/geregelt werden, um kontinuierlichdas Untersetzungsverhältnis(Übertragungsverhältnis) vonder Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle zu variieren, wodurch dieselbeLeistungsfähigkeitwie bei einer Vorrichtung erreicht wird, die einen Antrieb mit kontinuierlichvariierbarem Getriebe aufweist, wie einem CVT, das zwischen derKraftmaschine und der Kraftabgabewelle vorgesehen ist. Das heißt, ohne einenAntrieb mit kontinuierlich variierbarem Getriebe wie dem CVT kanndas Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft von der Kraftmaschinefahren, währendzwischen der Kraftmaschine und der Kraftabgabewelle eine Drehzahlvariationdurchgeführtwird.
[0005] Beider Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug dieses Typs wird ein Teil der Energie der Kraftmaschine über denRegenerationsmotor und den Fahrmotor in dieser Reihenfolge an dieKraftabgabeseite abgegeben. Aus Studien der Erfinder hat es sichgezeigt, dass in diesem Fall das Verhältnis zwischen dem Niedrigere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis unddem Größere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis (Niedrigere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis/Größere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis) ansteigt,wobei der Teil der abgegebenen Energie der Kraftmaschine, der zuden Motoren verteilt wird, ansteigt, so sich dass die Effizienzder Energieübertragungvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle verringert. Da die zuden Motoren verteilte Energie ansteigt, steigen weiterhin auch dieKapazitätender Motoren an. Daher ist es bei der in der Patentreferenz 1 beschriebenenKraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug schwierig, das Verhältnis zwischen dem Niedrigere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis unddem Größere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis signifikantzu erhöhen.Im Ergebnis fährtdas Hybridfahrzeug im Vergleich mit typischen Autos häufig beimNiedrigere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis undZahnräderoder andere Komponenten der Kraftübertragungsvorrichtung arbeitenbei hohen Drehzahlen. Weiterhin arbeitet die Kraftmaschine häufig inhohen Drehzahlbereichen. Daher müssendie Komponenten der Kraftübertragungsvorrichtungin ihrer Dauerhaftigkeit verbessert werden, und es ist schwierigden Kraftstoffverbrauch der Kraftmaschine zu verringern.
[0006] Umsolche Nachteile zu eliminieren, könnte zwischen jedem Kraftverteilerund der Kraftabgabewelle eine Gangwechseleinheit vorgesehen werden,die das Niedrigere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis oderdas Größere-Fahrzeuggeschwindigkeits-Untersetzungsverhältnis ineiner Mehrzahl von Stufen verändert.Jedoch führteinfaches Vorsehen einer solchen Gangwechseleinheit zu einer Vergrößerung derDimension und Kosten der Kraftübertragungsvorrichtung,für welcheeine Verringerung auf ein Minimum gewünscht wird.
[0007] Dievorliegende Erfindung wurde angesichts solcher Umstände gemacht,und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftübertragungsvorrichtungbereitzustellen, die zwischen einer Kraftmaschine und einer Kraftabgabewelleden Bereich einer Drehzahlvariation erhöhen kann und die effektiv eineVerringerung der Dimension und Kosten der Vorrichtungsanordnungerreichen kann.
[0008] ZurLösungder oben beschriebenen Aufgabe ist eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeuggemäß einerersten Realisierung der vorliegenden Erfindung eine Verbesserungeiner Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug, umfassend: einen ersten und einen zweiten Kraftverteiler,von denen jeder an einer Eingangswelle eine Drehantriebskraft voneiner Kraftmaschine empfängt, eineKraftabgabewelle, die die Drehantriebskraft von einer ersten Ausgangswellevon zwei Ausgangswellen des ersten Kraftverteilers und einer erstenAusgangswelle von zwei Ausgangswellen des zweiten Kraftverteilersempfängtund die empfangene Drehantriebskraft an Antriebsräder desFahrzeugs ausgibt, einen ersten Motor, der ein Antriebsmomentoder ein Regenerationsmoment an eine zweite Ausgangswelle des erstenKraftverteilers zuführt, undeinen zweiten Motor, der ein Antriebsmoment oder ein Regenerationsmomentan eine zweite Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zuführt, einDrehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle über den ersten Kraftverteilerund ein Drehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle über den zweiten Kraftverteiler,die mit unterschiedlichen Werten für das Untersetzungsverhältnis konfiguriertsind. Die erste Realisierung ist dadurch gekennzeichnet, dass einDrehübertra gungssystemvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers über dessenEingangswelle und ein Drehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers über dessen Eingangswellemit unterschiedlichen Werten fürdas Untersetzungsverhältniskonfiguriert sind, wobei eine erste Gangwechseleinheit zumSchalten des Untersetzungsverhältnissesvon der ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers zur Kraftabgabewellein einer Mehrzahl von Stufen mit wenigstens einem Drehübertragungssystemauf der Seite eines ersten Kraftverteilers des Drehübertragungssystemsvon der ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelleund mit einem Drehübertragungssystem vonder ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewellevorgesehen ist, und wobei das Drehübertragungssystem von der erstenAusgangswelle des zweiten Kraftverteilers der Kraftabgabewelle eineDrehübertragungvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle über einDrehelement wenigstens eines aus Drehübertragungsmechanismen für die Stufender ersten Gangwechseleinheit erreicht, wobei das Drehelement konzentrischmit der Kraftabgabewelle angeordnet ist.
[0009] Gemäß der erstenRealisierung weist von dem Drehübertragungssystemvon der ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle(hierin im Folgenden als ausgangsseitiges erstes Teildrehübertragungssystembezeichnet) und dem Drehübertragungssystemvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle(hierin im Folgenden als ausgangsseitiges zweites Teildrehübertragungssystembezeichnet) wenigstens das ausgangsseitige erste Teildrehübertragungssystemdie erste Gangwechseleinheit auf, die das Untersetzungsverhältnis zwischeneiner Mehrzahl von Stufen schaltet. Daher kann das Untersetzungsverhältnis vonwenigstens dem Drehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle über den ersten Kraftverteiler(einschließlichdes ausgangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems) zwischeneiner Mehrzahl von Untersetzungsverhältnissen geschaltet werden.Als Ergebnis kann eine Mehrzahl von Sätzen von Untersetzungsverhältnissendes Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle über den ersten Kraftverteiler(im Folgenden als erstes Drehübertragungssystembezeichnet) und des Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle über den zweiten Kraftverteiler(im Folgenden als zweites Drehübertragungssystembezeichnet) vorgesehen werden.
[0010] DasUntersetzungsverhältnisdes ersten Drehübertragungssystemsist das Produkt des Untersetzungsverhältnisses des Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers über dessenEingangswelle (als eingangsseitiges erstes Teildrehübertragungssystembezeichnet) und des Untersetzungsverhältnisses des ausgangsseitigenersten Teildrehübertragungssystems.In ähnlicherWeise ist das Untersetzungsverhältnisdes zweiten Drehübertragungssystemsdas Produkt des Untersetzungsverhältnisses des Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers über dessenEingangswelle (als eingangsseitiges zweites Teildrehübertragungssystem bezeichnet)und das Untersetzungsverhältnisdes ausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems. Bei derersten Realisierung unterscheidet sich das Untersetzungsverhältnis deseingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystemsvon dem Untersetzungsverhältnisdes eingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems. Daher brauchtdas Untersetzungsverhältnisdes ausgangsseitigen Drehübertragungssystems nichteinen fürdieses speziellen Wert aufweisen, um zu bewirken, dass das Untersetzungsverhältnis desersten Drehübertragungssystemssich von demjenigen des zweiten Drehübertragungssystems unterscheidet, unddas Untersetzungsverhältnisdes ausgangsseitigen Drehübertragungssystemskann dasselbe sein wie das Untersetzungsverhältnis des ausgangsseitigenersten Teildrehübertragungssystemsfür einebeliebige der Stufen der ersten Gangwechseleinheit. Daher erreichtbei der ersten Realisierung das ausgangsseitige zweite Teildrehübertragungssystemeine Drehübertragungvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle über dasDrehelement wenigstens eines von Drehübertragungsmechanismen für die Stufender ersten Gangwechseleinheit, wobei das Drehelement konzentrischmit der Kraftabgabewelle angeordnet ist. Im Ergebnis werden einigeKomponenten vom ausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystemund der ersten Gangwechseleinheit gemeinsam benutzt, so dass dieAnordnung, umfassend das ausgangsseitige erste Teildrehübertragungssystemeinschließlichder ersten Gangwechseleinheit und das ausgangsseitige zweite Teildrehübertragungssystem,kleiner in seiner Dimension sein kann. Hier können die Untersetzungsverhältnissedes eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems und deseingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems konstantsein; so dass diese durch Verwendung von Zahnrädern oder dergleichen kleinergemacht werden können.
[0011] Daherkann mit der Kraftübertragungsvorrichtunggemäß der erstenRealisierung der Variationsbereich des Untersetzungsverhältnisseszwischen der Kraftmaschine und der Kraftabgabewelle vergrößert werdenund die Größe und Herstellungskostender Vorrichtung könneneffektiv verringert werden.
[0012] Übrigenswird beispielsweise angenommen, dass das erste Drehübertragungssystemzwei Untersetzungsverhältnisseaufweist, die durch die erste Gangwechseleinheit geschaltet werdenkönnen(das heißtdie erste Gangwechseleinheit kann die Drehzahl in zwei Stufen schalten),und die Untersetzungsverhältnissewerden durch R1 und R3 bezeichnet (R1 > R3). Ferner wird zum Beispiel angenommen,dass das zweite Drehübertragungssystemein Untersetzungsverhältnisaufweist, das durch R2 bezeichnet wird. Dann ist es bei der erstenRealisierung wünschenswert,dass das Untersetzungsverhältnisdes eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems, das Untersetzungsverhältnis deseingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems, das Untersetzungsverhältnis desausgangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystemseinschließlich derersten Gangwechseleinheit und das Untersetzungsverhältnis desausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems derart bestimmtwerden, dass das Untersetzungsverhältnis R2 des zweiten Drehübertragungssystemszwischen den beiden Untersetzungsverhältnissen R1 und R3 des erstenDrehübertragungssystems liegt(das heißt,R1 > R2 > R3). In einem solchenFall kann, falls das Untersetzungsverhältnis des ersten DrehübertragungssystemsR1 ist, das Untersetzungsverhältniszwischen der Kraftmaschine und der Kraftabgabewelle innerhalb einesdrehzahlvariablen Bereichs von R1 bis R2 variiert werden, und fallsdas Untersetzungsverhältnisdes ersten DrehübertragungssystemsR3 ist, kann das Untersetzungsverhältnis zwischen der Kraftmaschineund der Kraftabgabewelle innerhalb eines drehzahlvariablen Bereichsvon R2 bis R3 variiert werden. Daher kann das Untersetzungsverhältnis zwischender Kraftmaschine und der Kraftabgabewelle kontinuierlich zwischenR1 und R3 variiert werden.
[0013] Beider ersten Realisierung ist es wünschenswert,dass das Drehübertragungssystemvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewellezur Kraftabgabewelle konzentrische Drehübertragungsmittel auf der Seitedes zweiten Kraftverteilers umfasst zum Erzielen einer Drehübertragungvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle über einDrehelement eines Drehübertragungsmechanismusfür einevorbestimmte Stufe der Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der ersten Gangwechseleinheit bei einem Untersetzungsverhältnis gleichdemjenigen des Drehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe (zweite Realisierung).
[0014] Gemäß dieserRealisierung könnendas Drehübertragungssystemfür dievorbestimmte Stufe der ersten Gangwechseleinheit und der ausgangsseitigezweite Teildrehübertragungsmechanismuseine Komponente gemeinsam benutzen (ein Zahnrad oder dgl.). Gleichzeitigkönnendie ersten Ausgangswellen der Kraftverteiler sich in einem gleichenAbstand von der Kraftabgabewelle befinden, so dass die Kraftübertragungsvorrichtungin ihrer Dimension verkleinert werden kann.
[0015] Fernerist es bei der zweiten Realisierung wünschenswert, dass die Kraftübertragungsvorrichtungferner umfasst: Kupplungsmittel zum Verbinden und Trennen des mitder Kraftabgabewelle konzentrischen Drehelements des Drehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe der ersten Gangwechseleinheit mit und von derKraftabgabewelle, und Kupplungsmittel zum Verbinden und Trenneneines mit der ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers desDrehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe konzentrischen Drehelements mit und von der erstenAusgangswelle (dritte Realisierung).
[0016] Gemäß dieserRealisierung kann abhängigvon der Kombination der Zustände(Verbindungs- und Trennungszustände)der Kupplungen das ausgangsseitige zweite Teildrehübertragungssystemnicht nur eine Drehübertragungan die Kraftabgabewelle überdas mit der Kraftabgabewelle konzentrische Drehelement des Drehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe der ersten Gangwechseleinheit erreichen, sondernauch eine Drehübertragungan die Kraftabgabewelle überden Drehübertragungsmechanismusfür eine andereStufe der ersten Gangwechseleinheit. Im Ergebnis kann das Untersetzungsverhältnis desausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems zwischeneiner Mehrzahl von Untersetzungsverhältnissen geschaltet werden,die dieselben sind wie diejenigen der ersten Gangwechseleinheit.Demzufolge kann der Bereich von Drehzahlvariation von der Kraftmaschinezur Kraftabgabewelle weiter erhöhtwerden.
[0017] Beispielsweisekann in dem Fall, in dem die erste Gangwechseleinheit die Drehzahlin zwei Stufen ändert,das Untersetzungsverhältnisdes ausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems und daherdas Untersetzungsverhältnisdes zweiten Drehübertragungssystems,zwischen zwei Untersetzungsverhältnissen geschaltetwerden, die dieselben sind, wie diejenigen des ausgangsseitigenersten Teildrehübertragungssystems,währendder Drehübertragungsmechanismusder ersten Gangwechseleinheit gemeinsam benutzt wird. In diesemFall ist, falls das erste Drehübertragungssystemdie UntersetzungsverhältnisseR1 und R3 aufweist (R1 > R3)und das zweite Drehübertragungssystemdie UntersetzungsverhältnisseR2 und R4 aufweist (R2 > R4),das Untersetzungsverhältnisdes eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems, das Untersetzungsverhältnis desein gangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems und dasUntersetzungsverhältnis desausgangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystemseinschließlichder ersten Gangwechseleinheit derart bestimmt, dass R1 > R2 > R3 > R4. In einem solchenFall kann dann, wenn das Untersetzungsverhältnis des ersten DrehübertragungssystemsR1 ist und das Untersetzungsverhältnisdes zweiten DrehübertragungssystemsR2 ist, das Untersetzungsverhältniszwischen der Kraftmaschine und der Kraftabgabewelle innerhalb einesdrehzahlvariablen Bereichs von R1 bis R2 variiert werden, wenn dasUntersetzungsverhältnisdes ersten DrehübertragungssystemsR3 ist und das Untersetzungsverhältnisdes zweiten DrehübertragungssystemsR2 ist, kann das Untersetzungsverhältnis zwischen der Kraftmaschineund der Kraftabgabewelle innerhalb eines drehzahlvariablen Bereichsvon R2 bis R3 variiert werden, und wenn das Untersetzungsverhältnis desersten DrehübertragungssystemsR3 ist und das Untersetzungsverhältnisdes zweiten DrehübertragungssystemsR4 ist, kann das Untersetzungsverhältnis zwischen der Kraftmaschineund der Kraftabgabewelle innerhalb eines drehzahlvariablen Bereichsvon R3 bis R4 variiert werden. Daher kann das Untersetzungsverhältnis zwischen derKraftmaschine und der Kraftabgabewelle kontinuierlich zwischen R1und R4 variiert werden.
[0018] Beider zweiten oder dritten Realisierung ist es bevorzugt, dass dieVerhältnissezwischen den Untersetzungsverhältnissender Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der ersten Gangwechseleinheit Werte sind, die im Wesentlichengleich Potenzen von α sind,wobei α dasVerhältniszwischen dem Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers über dessenEingangswelle und dem Untersetzungsverhältnis des Drehübertragungssystems vonder Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers über dessenEingangswelle ist (vierte Realisierung).
[0019] Gemäß dieserRealisierung kann das Fahrzeug mit einer variablen Drehzahl in einerMehrzahl von drehzahlvariablen Bereichen fahren, für die dieVerhältnissezwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert des Unterset zungsverhältnissesvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle im Wesentlichen gleichzueinander sind. Falls das erste Drehübertragungssystem Untersetzungsverhältnissevon R1 und R3 aufweist (R1 > R3)und das zweite DrehübertragungssystemUntersetzungsverhältnissevon R2 und R4 aufweist (R2 > R4), kannzum Beispiel das Verhältnis(R1/R2) zwischen dem Minimum und dem Maximum für den drehzahlvariablen Bereichvon R1 bis R2, das Verhältnis(R2/R3) zwischen dem Minimum und dem Maximum für den drehzahlvariablen Bereichvon R2 bis R3 und das Verhältnis(R3/R4) zwischen dem Minimum und dem Maximum für den drehzahlvariablen Bereichvon R3 bis R4 einander gleich sein (das heißt, R1/R2 = R2/R3 = R3/R4). Dannkönnendie Maximalmomente, die die Motoren erzeugen müssen, um im Wesentlichen für die drehzahlvariablenBereiche gleich sein, so dass die erforderliche Kapazität der Motorenverringert werden kann und die Motoren eine kleinere Dimension aufweisenkönnen.
[0020] Beider ersten Realisierung umfasst das Drehübertragungssystem von der erstenAusgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle einezweite Gangwechseleinheit zum Schalten des Untersetzungsverhältnissesvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewellein einer Mehrzahl von Stufen. In diesem Fall ist es bevorzugt, dasswenigstens einer der Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der zweiten Gangwechseleinheit derart konfiguriert ist, dasser eine Drehübertragungvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle über einDrehelement eines mit der Kraftabgabewelle konzentrischen Drehübertragungsmechanismusfür einevorbestimmte Stufe der Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der ersten Gangwechseleinheit bei einem Untersetzungsverhältnis gleich demjenigendes Drehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe erreicht (fünfteRealisierung).
[0021] Gemäß dieserRealisierung ist es möglich,nicht nur das Untersetzungsverhältnisfür dasausgangsseitige erste Teildrehübertragungssystemzwischen einer Mehrzahl von Werten durch die erste Gangwechseleinheitzu schalten, sondern auch das Untersetzungsverhältnis des ausgangsseitigenzweiten Teildrehübertragungssystemszwischen einer Mehrzahl von Werten durch die zweite Gangwechseleinheitzu schalten. Daher kann der Bereich einer Drehzahlvariation vonder Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle weiter erhöht werden. Gleichzeitigkönnendie erste Gangwechseleinheit des ausgangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems unddie zweite Gangwechseleinheit des ausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungsmechanismuseine Komponente gemeinsam benutzen (ein Zahnrad oder dgl.), unddie ersten Ausgangswellen der Kraftverteiler können sich in gleichem Abstandvon der Kraftabgabewelle befinden. Daher kann die Kraftübertragungsvorrichtungin ihrer Größe verkleinertwerden.
[0022] Beider fünftenRealisierung ist es bevorzugt, dass die erste Gangwechseleinheitund die zweite Gangwechseleinheit eine gleiche Anzahl von Stufendes Untersetzungsverhältnissesaufweisen, wobei die Sätze vonWerten der Untersetzungsverhältnisseder Mehrzahl von Stufen der ersten Gangwechseleinheit dieselben sindwie die Sätzevon Werten der Untersetzungsverhältnisseder Mehrzahl von Stufen der zweiten Gangwechseleinheit, wobei derDrehübertragungsmechanismusfür jedeStufe der ersten Gangwechseleinheit und der Drehübertragungsmechanismus derzweiten Gangwechseleinheit fürdie Stufe desselben Untersetzungsverhältnisses wie des Drehübertragungsmechanismusder ersten Gangwechseleinheit derart angeordnet sind, dass sie eineDrehübertragungvon der ersten Ausgangswelle jedes Kraftverteilers zu der Kraftabgabewelle über dasgemeinsam benutzte, mit der Kraftabgabewelle konzentrische Drehelementerreichen (sechste Realisierung).
[0023] Gemäß dieserRealisierung könnendie erste Gangwechseleinheit des ausgangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystemsund die zweite Gangwechseleinheit des ausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystemsdieselbe Konfiguration aufweisen, und die Drehübertragungsmechanismen derGangwechseleinheiten fürdieselbe Stufe des Untersetzungsverhältnisses können das mit der Kraftabgabewellekonzentrische Drehelement teilen.
[0024] ImErgebnis könnensowohl die erste als auch die zweite Gangwechseleinheit in ihrerGröße verkleinertwerden, so dass die Kraftübertragungsvorrichtungeine kleinere Größe aufweisenkann.
[0025] Übrigensist es bei der sechsten Realisierung, falls das erste Drehübertragungssystemzwei UntersetzungsverhältnisseR1 und R3 aufweist (R1 > R3),die durch die erste Gangwechseleinheit geschaltet werden können, unddas zweite Drehübertragungssystemzwei UntersetzungsverhältnisseR2 und R4 (R2 > R4)aufweist, die durch die zweite Gangwechseleinheit geschaltet werdenkönnen,wünschenswert,dass das Untersetzungsverhältnisdes eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems, das Untersetzungsverhältnis deseingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems und dieUntersetzungsverhältnisseder ersten und der zweiten Gangwechseleinheit derart bestimmt sind,dass gilt R1 > R2 > R3 > R4, wie bei der drittenRealisierung.
[0026] Fernerist es bei der fünftenoder sechsten Realisierung bevorzugt, dass die Verhältnissezwischen den Untersetzungsverhältnissender Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen sowohl der ersten als auch der zweiten GangwechseleinheitWerte im Wesentlichen gleich Potenzen von α sind, wobei α das Verhältnis zwischendem Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers über dessenEingangswelle und des Untersetzungsverhältnisses des Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers über dessenEingangswelle ist (siebte Realisierung).
[0027] Gemäß dieserRealisierung kann wie bei der vierten Realisierung das Fahrzeugmit einer variablen Drehzahl in einer Mehrzahl von drehzahlvariablenBereichen fahren, fürdie die Verhältnissezwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert des Untersetzungsverhältnissesvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle im Wesentlichen gleichzueinander sind. Daher kann die erforderliche Kapazität der Motorenverringert werden und die Motoren können in ihrer Größe kleinersein.
[0028] Beider ersten bis siebten Realisierung ist es bevorzugt, dass sowohlder erste als auch der zweite Kraftverteiler jeweils durch einePlanetengetriebeeinheit gebildet werden, die ein Ringrad, einenTrägerund ein Sonnenrad umfasst, die jeweils als die Eingangswelle, dieerste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle dienen, wobei diedie einen beliebigen der Kraftverteiler bildende Planetengetriebeeinheiteine Mehrzahl von durch den Trägeran einer Welle gelagerten Ritzeln umfasst, von denen jedes mit demRingrad und dem Sonnenrad kämmt,und wobei die den anderen der Kraftverteiler bildende Planetengetriebeeinheiteine Mehrzahl von durch den Trägeran einer Welle gelagerten Paaren von Ritzeln umfasst, wobei dieRitzel in jedem Paar miteinander und mit dem Ringrad und dem Sonnenradkämmen(achte Implementierung). Die Planetengetriebeeinheit, die den einenKraftverteiler bildet, ist von einem Einzelritzeltyp und die Planetengetriebeeinheit,die den anderen Kraftverteiler bildet, ist von einem Doppelritzeltyp.
[0029] Gemäß dieserRealisierung unterscheidet sich sogar dann, wenn die Ringräder unddie Sonnenräder derKraftverteiler im Wesentlichen die gleichen Durchmesser aufweisen,die Untersetzungsverhältnisseder Kraftverteiler von den jeweiligen Eingangswellen zu den jeweiligenersten Ausgangswellen voneinander. Daher ist es möglich, miteiner kleinen Anordnung unterschiedliche Untersetzungsverhältnissedes eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems und deseingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems bereitzustellen,währendein Ungleichgewicht zwischen dem eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystemund dem eingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystem verringertwird.
[0030] Fernerist es bei der ersten bis achten Realisierung bevorzugt, dass dasDrehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zum ersten Motor über die Eingangswelle und zweiteAusgangswelle des ersten Kraftverteilers und das Drehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zum zweiten Motor über die Eingangswelle und zweiteAusgangswelle des zweiten Kraftverteilers derart konfiguriert sind,dass sie im Wesentlichen dasselbe Untersetzungsverhältnis aufweisen(neunte Realisierung).
[0031] Gemäß dieserRealisierung könnendie maximalen Momente, die der erste und der zweite Motor erzeugenmüssen,wenn das Fahrzeug mit einer variablen Drehzahl fährt, einander gleich sein,und daher könnendie erforderlichen Kapazitätender Motoren einander gleich sein. Insbesondere können dann, wenn die neunteRealisierung mit der dritten oder siebten Realisierung verbundenwird, die erforderlichen Kapazitäten derMotoren einander gleich und verringert sein, so dass eine Verkleinerungder Motoren effektiv erreicht werden kann.
[0032] Fernerist es bei der ersten bis neunten Realisierung bevorzugt, dass dieDrehwelle des ersten Motors konzentrisch mit der zweiten Ausgangswelledes ersten Kraftverteilers angeordnet ist, die Drehwelle des zweitenMotors konzentrisch mit der zweiten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilersangeordnet ist, wobei die Kraftübertragungsvorrichtungeine Krafteingangswelle zum Verteilen der Drehantriebskraft vonder Kraftmaschine zu den Eingangswellen der Kraftverteiler umfasst,und wobei der erste und der zweite Motor in einer solchen Weiseangeordnet sind, dass die Wellenmitten ihrer Drehwellen symmetrischbezüglichder Wellenmitte der Krafteingangswelle sind (zehnte Realisierung).
[0033] Gemäß dieserRealisierung könnendie Motoren so nahe wie möglichangeordnet sein, währendsichergestellt ist, dass die Wellenmitten der Motoren sich in gleichemAbstand von der Krafteingangswelle befinden und daher kann die Kraftübertragungsvorrichtungin ihrer Größe verkleinertsein.
[0034] 1 ist ein schematischesSystemdiagramm, das die Gesamtanordnung eines mit einer Kraftübertragungsvorrichtunggemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ausgestatteten Hybrid fahrzeugs zeigt;
[0035] 2 ist ein Blockdiagramm,das ein Steuer/Regelsystem der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß der erstenAusführungsformzeigt;
[0036] 3 ist ein Diagramm zum Zeigeneines Betriebs der Kraftübertragungsvorrichtunggemäß der erstenAusführungsform;
[0037] 4 ist ein Diagramm zum Zeigeneines Betriebs der Kraftübertragungsvorrichtunggemäß der erstenAusführungsform;
[0038] 5 ist ein Diagramm zum Zeigeneines Betriebs der Kraftübertragungsvorrichtunggemäß der erstenAusführungsform;
[0039] 6 ist ein schematischesSystemdiagramm, das eine Gesamtanordnung eines mit einer Kraftübertragungsvorrichtunggemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ausgestatteten Hybridfahrzeugs zeigt;und
[0040] 7 zeigt eine positionsmäßige Beziehungzwischen einer Krafteingangswelle und einem Motor aus der Sichtder durch den Pfeil A in 6 angedeutetenRichtung.
[0041] EineKraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug gemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. 1 ist ein schematisches Systemdiagramm,das eine Gesamtanordnung des Hybridfahrzeugs mit der Kraftübertragungsvorrichtunggemäß dieserAusführungsformzeigt. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Brennkraftmaschine,die Bezugszeichen 2, 2 bezeichnen jeweils einAntriebsrad und das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Kraftübertragungsvorrichtung.
[0042] Alswesentliche mechanische Elemente umfasst die Kraftübertragungsvorrichtung 3 einenersten Kraftverteiler 4, einen zweiten Kraftverteiler 5,einen ersten Motor 6, einen zweiten Motor 7, Kupplungen 8 und 9,eine Gangwechseleinheit 10 und eine Kraftabgabewelle 11.Die Kraftabgabewelle 11 ist mit den Antriebsrädern 2, 2 über einZahnrad 12 verbunden, das in der Lage ist, integral mitder Welle zu drehen, sowie eine Differentialgetriebeeinheit 13 (Differentialkegelradgetriebeeinheit),die mit dem Zahnrad 12 in Eingriff steht, so dass die Kraftabgabewellein Zuordnung zu den Antriebsrädern 2, 2 drehenkann.
[0043] DieKraftverteiler 4 und 5 umfassen jeweils eine Planetengetriebeeinheit,die als Differentialgetriebeeinheit dient. In dieser Ausführungsformist die den ersten Kraftverteiler 4 bildende Planetengetriebeeinheitvon einem Einzelritzeltyp, bei dem eine Mehrzahl von Planetenrädern 4p (zweiin der Zeichnung), die voneinander entlang der Umfangsrichtung einesSonnenrads 4s beabstandet sind, zwischen einem Ringrad 4r unddem Sonnenrad 4s angeordnet sind und bei dem jedes Planetenrad 4p sowohlmit dem Ringrad 4r als auch mit dem Sonnenrad 4s inEingriff steht. Die Planetenräder 4p sinddurch einen Träger 4c aneiner Welle gelagert, so dass sie integral um das Sonnenrad umlaufen,währendsie selbst drehen. Andererseits ist die den zweiten Kraftverteiler 5 bildendePlanetenradeinheit von einem Doppelritzeltyp, in dem eine Mehrzahlvon miteinander in Eingriff stehenden Planetenradpaaren 5pr und 5ps (imFolgenden als ein Planetenradpaar 5p bezeichnet) zwischeneinem Ringrad 5r und einem Sonnenrad 5s angeordnetist (zwei Paare in der Zeichnung). Die Mehrzahl von Planetenradpaaren 5p istentlang des Umfangs des Sonnenrads 5s angeordnet, wobeisie voneinander beabstandet sind, und die Planetenräder 5pr und 5ps,die jedes Planetenradpaar 5p bilden, stehen mit dem Ringrad 5r unddem Sonnenrad 5s in Eingriff. Die Mehrzahl von Planetenradpaaren 5p istdurch einen Träger 5c aneiner Welle gelagert, so dass sie integral um das Sonnenrad 5s umlaufen,währendsich jedes Planetenrad 5pr, 5ps dreht.
[0044] Dadie Strukturen der Planetenradeinheiten des Einzelritzeltyps unddes Doppelritzeltyps wohlbekannt sind, wird ihre weitere Beschreibungweggelassen.
[0045] EineAusgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 ist mit einerEingangsöffnung 8a derKupplung 8, die zum Beispiel von einem Reibscheibentypist, verbunden und kann integral mit der Eingangsöffnung 8a drehen.Das Ringrad 4r als Eingangswelle des ersten Kraftverteilers 4 istmit einer Ausgangsöffnung 8b derKupplung 8 verbunden und kann integral mit der Ausgangsöffnung 8b drehen.Wenn die Kupplung 8 sich in einem Einrückzustand befindet (in demdie Eingangsöffnung 8a unddie Ausgangsöffnung 8b miteinanderverbunden sind), kann daher eine beliebige Drehung zwischen derAusgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 und dem Ringrad 4r desersten Kraftverteilers 4 übertragen werden. Andererseitskann dann, wenn die Kupplung 8 sich in einem Ausrückzustandbefindet (in dem die Eingangsöffnung 8a unddie Ausgangsöffnung 8b voneinandergetrennt sind), keinerlei Drehung zwischen der Ausgangswelle 1a derKraftmaschine 1 und dem Ringrad 4r des ersten Kraftverteilers 4 übertragenwerden.
[0046] Vonden als zwei Ausgangswellen des ersten Kraftverteilers 4 dienendenTräger 4c undSonnenrad 4s ist das Sonnenrad 4s, das als einezweite Ausgangswelle dient, konzentrisch mit einer Drehwelle 6a des erstenMotors 6 verbunden, so dass es integral mit der Drehwelle 6a drehenkann. Bei dieser Ausführungsform istdie Drehwelle 6a des ersten Motors 6 (oder eineDrehwelle, die die Welle 6a mit dem Sonnenrad 4s verbindet)mit dem Sonnenrad 4s verbunden, wobei sie durch das Innereeines Wellenabschnitts 4ca des Trägers 4c tritt. DerWellenabschnitt 4ca des Trägers 4c, der als eineerste Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers 4 dient,ist mit der Kraftausgangswelle 11 über die Gangwechseleinheit 10 (dieeiner ersten Gangwechseleinheit gemäß der vorliegenden Erfindungentspricht) verbunden, die zwischen dem ersten Kraftverteiler 4 unddem ersten Motor 6 angeordnet ist.
[0047] DieGangwechseleinheit 10 kann das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon dem Träger 4c zurKraftabgabewelle 11 in einer Mehrzahl von Stufen (zweiin dieser Ausführungsform) ändern undweist Drehübertragungsmechanismen 14 und 15 auf,die fürdie Drehübertragungbei den jeweiligen Untersetzungsverhältnissen verantwortlich sind.Das Untersetzungsverhältnisdes Übertragungsmechanismus 14 sollteniedriger als dasjenige des Drehübertragungsmechanismus 15 sein.Daher werden in der folgenden Beschreibung die Drehübertragungsmechanismen 14 und 15 jeweilsals ein Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 undein Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 bezeichnet.Die Gangwechseleinheit 10 dient als ein ausgangsseitigeserstes Teildrehübertragungssystem.
[0048] Vonden Drehübertragungsmechanismen 14 und 15 umfasstder Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 einZahnrad 14a, das konzentrisch mit dem Träger 14c vorgesehenist, sowie ein Zahnrad 14b, das mit dem Zahnrad 14a kämmt undkonzentrisch mit der Kraftabgabewelle 11 vorgesehen ist.Das Zahnrad 14a ist an dem Wellenabschnitt 4ca desTrägers 4c angebrachtund kann integral mit diesem drehen, und das Zahnrad 14b wirddurch die Kraftabgabewelle 11 derart gehalten, dass esrelativ bezüglichder Kraftabgabewelle 11 drehen kann. Ferner ist ebenfallseine Kupplung 16 vorgesehen, die die Drehübertragungzwischen dem Zahnrad 14b und der Kraftabgabewelle 11 einrückt undausrückt.Im Einrückzustand(in dem die Drehübertragungeingerücktist) verbindet die Kupplung 16 über einen Keilwellenschluss oderdergleichen ein an der Kraftabgabewelle 11 befestigtesElement 11a mit dem Zahnrad 14b, so dass diese integraldrehen können.
[0049] Andererseitsumfasst der Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 ein Zahnrad 15a,das konzentrisch mit dem Träger 4c vorgesehenist, sowie ein Zahnrad 15b, das mit dem Zahnrad 15a kämmt undkonzentrisch mit der Kraftabgabewelle 11 vorgesehen ist.Das Zahnrad 15a ist durch die Drehwelle 6a desersten Motors 6 zwischen dem Wellen abschnitt 4ca desTrägers 4c unddem ersten Motor 6 derart gehalten, dass es relativ bezüglich demTräger 4c undder Drehwelle 6a des ersten Motors 6 drehen kann.Das Zahnrad 15b ist durch die Kraftabgabewelle 11 derartgehalten, dass es relativ bezüglichder Kraftabgabewelle 11 drehen kann. Ferner sind ebenfallsvorgesehen eine Kupplung 17, die die Drehübertragungzwischen dem Zahnrad 15a und dem Wellenabschnitt 4ca desTrägers 4c einrückt undausrückt,sowie eine Kupplung 18, die die Drehübertragung zwischen dem Zahnrad 15b undder Kraftabgabewelle 11 einrückt und ausrückt. ImEingriffszustand verbindet die Kupplung 17 über einenKeilwellenschluss oder dergleichen den Wellenabschnitt 4ca desTrägers 4c mitdem Zahnrad 15a derart, dass sie diese integral drehenkönnen. In ähnlicherWeise verbindet im Einrückzustanddie Kupplung 18 übereinen Keilwellenschluss oder dergleichen ein an der Kraftabgabewelle 11 angebrachtesElement 11b mit dem Zahnrad 15b, so dass dieseintegral drehen können.
[0050] Wieoben beschrieben, wird bei der Gangwechseleinheit 10 mitden Kupplungen 16, 17 und 18 dann, wenndie Kupplung 16 sich im Ausrückzustand befindet und dieKupplungen 17 und 18 sich im Einrückzustand befinden,die Drehübertragungvon dem Träger 4c zurKraftabgabewelle 11 durch den Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 erreicht,und das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungist dasjenige des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15.Oder, wenn die Kupplung 16 sich im Einrückzustand befindet und dieKupplung 18 sich im Ausrückzustand befindet (die Kupplung 17 kannsich in einem beliebigen Zustand befinden), wird die Drehübertragungvon dem Träger 4c zurKraftabgabewelle 11 durch den Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 erreichtund das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungist dasjenige des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14.
[0051] DieKupplungen 16, 17 und 18 können Klauenkupplungenoder solche sein, die eine Reibungskraft ausnutzen. Der Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 undder Größeres-Untersetzungsverhält nis-Drehübertragungsmechanismus 15 können solchesein, die eine Drehübertragungbeispielsweise unter Verwendung eines Zahnkranzes und einer Ketteerreichen. Weitehrin entsprechen die Zahnräder 14a, 14b, 15a und 15b derGangwechseleinheit 10 Drehelementen gemäß der vorliegenden Erfindungund die Kupplungen 17 und 18 entsprechen Kupplungsmittelngemäß der vorliegendenErfindung.
[0052] DasRingrad 5r, das als eine Eingangswelle des zweiten Kraftverteilers 5 dient,ist mit der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 über einenDrehübertragungsmechanismus 19 verbunden,der ein Zahnrad 19a umfasst, das in der Lage ist, integralmit dem Ringrad 5r zu drehen, ein Leerlaufzahnrad 19b,das durch Kämmenmit dem Zahnrad 19a in der Lage ist zu drehen, und einLeerlaufzahnrad 19c, das in der Lage ist integral mit demLeerlaufzahnrad 19b zu drehen, und ein Zahnrad 19d,das mit dem Leerlaufzahnrad 19c kämmt und in der Lage ist, integralmit der Eingangsöffnung 8a derKupplung 8 zu drehen. Bei dieser Ausführungsform sind die Leerlaufzahnräder 19b und 19c konzentrischdurch die Kraftabgabewelle 11 gehalten, so dass sie relativbezüglichder Kraftabgabewelle 11 drehen können.
[0053] Vondem Träger 5c unddem Sonnenrad 5s, die als zwei Ausgangswellen des zweitenKraftverteilers 5 dienen, ist das Sonnenrad 5s,das als eine zweite Ausgangswelle dient, konzentrisch mit einerDrehwelle 7a des zweiten Motors 7 verbunden, sodass es integral mit der Drehwelle 7a drehen kann. In dieserAusführungsformist die Drehwelle 7a des zweiten Motors 7 (odereine Drehwelle, die die Welle 7a mit dem Sonnenrad 5s verbindet)mit dem Sonnenrad 5s verbunden, wobei sie durch das Innereeines Wellenabschnitts 5ca des Trägers 5c tritt.
[0054] Zwischendem Wellenabschnitt 5ca des Trägers 5c, der als eineerste Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers 5 dient,und dem zweiten Motor 7 ist ein Zahnrad 20, dasmit dem Zahnrad 15b des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 derGangwechseleinheit 10 in Eingriff steht, konzentrisch mitdem Träger 5c vorgesehen.Durch das Zahn rad 20 soll eine Drehübertragung zwischen dem Zahnrad 15b,dem Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 und der Kraftabgabewelle 11 erreichtwerden und es ist durch die Drehwelle 7a des zweiten Motors 7 derartgehalten, dass es relativ bezüglichdem Träger 5c undder Drehwelle 7a des zweiten Motors 7 drehen kann.Die oben beschriebene Kupplung 9 ist vorgesehen, um dieDrehübertragungzwischen dem Zahnrad 10 und dem Wellenabschnitt 5ca desTrägers 5c einzurücken undauszurücken.Ebenso wie bei den Kupplungen 16 bis 18 der Gangwechseleinheit 10 verbindetim Eingriffszustand die Kupplung 9 über einen Keilwellenschlussoder dergleichen den Wellenabschnitt 5ca des Trägers 5c mitdem Zahnrad 20, so dass diese integral drehen können. Ebensowie bei den Kupplungen 16 bis 18 kann die Kupplung 9 eineKlauenkupplung sein oder eine solche, die eine Reibungskraft ausnützt. DasZahnrad 20 bildet gemeinsam mit dem Zahnrad 15b einZweiter-Kraftverteiler-seitiges-Drehübertragungsmittel gemäß der vorliegendenErfindung.
[0055] Beidieser Ausführungsformist der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Kraftabgabewelle 11 und demWellenmittelpunkt des Trägers 4c desersten Kraftverteilers 4 (der dem Wellenmittelpunkt desersten Motors 6 entspricht) gleich dem Abstand zwischendem Mittelpunkt der Kraftabgabewelle 11 und dem Wellenmittelpunktdes Trägers 5c deszweiten Kraftverteilers 5 (der dem Wellenmittelpunkt deszweiten Motors 7 entspricht), und der Durchmesser und dieAnzahl von Zähnendes Zahnrads 20 sind gleich denjenigen des Zahnrads 15a desGrößeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 derGangwechseleinheit 10. Wenn die Kupplung 9 sichim Einrückzustandbefindet, wird daher bei eingerückterKupplung 18 (die Kupplungen 16 und 17 können sichin einem beliebigen Zustand befinden), die Drehübertragung von dem Träger 5c zurKraftabgabewelle 11 überdas Zahnrad 20 und das Zahnrad 15b des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 erreichtund daher ist das Untersetzungsverhältnis der Drehübertragunggleich dem Untersetzungsverhältnisdes Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15.Andererseits wird bei ausgerückterKupplung 18, währendsich die Kupplun gen 16 und 17 im Einrückzustandbefinden, die Drehübertragungvon dem Träger 5c zurKraftabgabewelle 11 überdas Zahnrad 20, den Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15,die Kupplung 17, den Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 unddie Kupplung 16 erreicht und daher ist das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragunggleich dem Untersetzungsverhältnisdes Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14.Auf diese Weise kann durch Verwenden des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 unddes Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 derGangwechseleinheit 10 das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon dem Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 zur Kraftabgabewelle 11 (dasUntersetzungsverhältniseines ausgangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems) in zweiStufen verändertwerden, ebenso wie das Untersetzungsverhältnis der Drehübertragungvon dem Träger 4c desersten Kraftverteilers 4 zur Kraftabgabewelle 11.
[0056] In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 21 eineEinwegkupplung, die verhindert, dass das Ringrad 4r desersten Kraftverteilers 4 in einer vorbestimmten Richtungdreht, das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Verriegelungsmechanismus,der erforderlichenfalls verhindert, dass das Ringrad 4r inder durch die Einwegkupplung 21 erlaubten Richtung dreht,das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Einwegkupplung, dieverhindert, dass der Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 in einer vorbestimmten Richtungdreht, und das Bezugszeichen 24 bezeichnet einen Verriegelungsmechanismus,der erforderlichenfalls verhindert, dass der Träger 5c in der durchdie Einwegkupplung 23 erlaubten Richtung dreht. Die Einwegkupplungen 21 und 23 unddie Verriegelungsmechanismen 22 und 24 werdenverwendet, um das Fahrzeug lediglich unter Verwendung des Antriebsmomentsdes ersten Motors 6 ohne Verwendung irgendeiner Antriebskraftvon der Kraftmaschine 1 anzutreiben, oder um die Drehungdes Ringrads 4r oder des Trägers 5c zu verhindern,beispielsweise um die Kraftmaschine 1 mit dem zweiten Motor 7 zustarten. Bei drehzahlvariablem Lauf des Fahrzeugs, auf den sich der wesentlicheTeil der vorliegenden Erfindung bezieht, verhindern die Einwegkupplungen 21 und 23 unddie Verriegelungsmechanismen 22 und 24 nicht dieDrehung des Ringrads 4r und des Trägers 5c (das heißt das Ringrad 4r undder Träger 5c können freidrehen).
[0057] Nunwird das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsder Kraftübertragungsvorrichtung 3 beschrieben.Wie in der unten wiedergegebenen Tabelle 1 gezeigt ist, ist dasUntersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystemsvon der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zumRingrad 4r des ersten Kraftverteilers 4 zu demZeitpunkt, wenn die Kupplung 8 sich im Eingriffszustandbefindet, k1, und das Untersetzungsverhältnis des Drehübertragungssystemsvon der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zumRingrad 5r des zweiten Kraftverteilers 5 (dasheißtdas Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon dem Zahnrad 19d zu dem Zahnrad 19a des Drehübertragungsmechanismus 19)ist k2. Zusätzlichist das Untersetzungsverhältnisvon dem Ringrad 4r zum Sonnenrad 4s des erstenKraftverteilers 4 (das heißt das Übertragungsverhältnis (Verhältnis derAnzahl von Zähnen)des Sonnenrads 4s zum Ringrad 4r) km, und dasUntersetzungsverhältnisvon dem Ringrad 5r zum Sonnenrad 5s des zweitenKraftverteilers 5 (d.h., das Übertragungsverhältnis (Verhältnis derAnzahl von Zähnen)des Sonnenrads 5s zum Ringrad 5r) ist kp. Fernerist das Untersetzungsverhältnisdes Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 der Gangwechseleinheit 10 k3,und das Untersetzungsverhältnisdes Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 derGangwechseleinheit 10 ist k4 (> k3). Da das Untersetzungsverhältnis jedes derDrehübertragungsmechanismen 14 und 15 derGangwechseleinheit 10 das Untersetzungsverhältnis der Drehübertragungvon dem Träger 4c desersten Kraftverteilers 4 zur Kraftabgabewelle 11 ist,stellt bei dieser Ausführungsformdas Untersetzungsverhältnisdes Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 das Übertragungsverhältnis (Verhältnis derAnzahl von Zähnen)des Zahnrads 14b zum Zahnrad 14a dar, und dasUntersetzungsverhältnisdes Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 stelltdas Übertragungsverhältnis (Ver hältnis derAnzahl von Zähnen)des Zahnrads 15b zum Zahnrad 15a dar.
[0058] Wiein Tabelle 1 gezeigt ist, ist das Untersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystems(welches einem eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystem entspricht)von der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zumTräger 4c desersten Kraftverteilers 4 (insbesondere das Untersetzungsverhältnis, daserreicht wird, wenn die Drehzahl des Sonnenrads 4s 0 ist)gleich k1·(1+ km), und das Untersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystems(welches einem eingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystem entspricht)von der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zumTräger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 (insbesondere das Untersetzungsverhältnis, daserreicht wird, wenn die Drehzahl des Sonnenrads 5s 0 ist)ist k2·(1 – kp). Hierbezeichnet der Wert (1 + km) das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon dem Ringrad 4r zum Träger 4c des erstenKraftverteilers 4, der durch eine Planetengetriebeeinheiteines Einzelritzeltyps gebildet wird, und der Wert (1 – kp) bezeichnetdas Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon dem Ringrad 5r zum Träger 5c des zweitenKraftverteilers 5, der durch eine Planetengetriebeeinheitvom Doppelritzeltyp gebildet wird.
[0059] Fernersind die Untersetzungsverhältnisseder Drehübertragungvon der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zurDrehwelle 6a des ersten Motors 6 und von der Ausgangswelle 1a derKraftmaschine 1 zur Drehwelle 7a des zweiten Motors 7 jeweilsk1·kmund k2·kp.Das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 11 überden ersten Kraftverteiler 4 (das einem ersten Drehübertragungssystementspricht) ist das Produkt des Untersetzungsverhältnissesdes ersten Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine 1 zum Träger 4c des erstenKraftverteilers 4 (das heißt des einganggseitigen erstenTeildrehübertragungssystems)und dem Untersetzungsverhältnis(k3 oder k4) der Gangwechseleinheit 10 und ist daher gleichk1·(1+ km)·k3oder k1·(1+ km)·k4.Ferner kann bei dieser Ausführungsform,wie oben beschrieben wurde, das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon dem Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 zur Kraftabgabewelle 11 einenvon zwei Werten annehmen: Das Untersetzungsverhältnis k3 des Niedrige res-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14, unddas Untersetzungsverhältnisk4 des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15.Daher ist das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystems(das einem zweiten Drehübertragungssystementspricht) von der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 11 überden zweiten Kraftverteiler 5 das Produkt des Untersetzungsverhältnissesvon der Kraftmaschine 1 zum Träger 5c des zweitenKraftverteilers 5 und des Untersetzungsverhältnissesder Gangwechseleinheit 10, das heißt k2·(1 – kp)·k3 oder k2·(1 – kp)·k4.
[0060] Gemäß dieserAusführungsformwerden in diesem Fall die Werte k1, k2, km und kp in einer solchen Weisebestimmt, dass das Untersetzungsverhältnis der Drehübertragungvon der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zurDrehwelle 6a des ersten Motors 6 gleich dem Untersetzungsverhältnis derDrehübertragung vonder Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zur Drehwelle 7a deszweiten Motors 7 wird, das heißt k1·km = k2·kp. Zusätzlich ist unter der Annahme,dass das Verhältniszwischen dem Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystems(das heißtdes eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems) von derAusgangswelle 1a der Kraftmaschine zum Träger 4c desersten Kraftverteilers 4 und das Untersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystems(das heißtdes eingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems) von derAusgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zum Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 (= k1·(1 + km)/k2·(1 – kp)) gleich α (> 1) (dieses Verhältnis wirdals ein Grund-Untersetzungsverhältnis α bezeichnet),das Untersetzungsverhältnisk3 des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 unddas Untersetzungsverhältnisk4 des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 werden ineiner solchen Weise bestimmt, dass das Verhältnis zwischen den Untersetzungsverhältnissenk3 und k4 (das heißtk4/k3) die zweite Potenz (oder eine Potenz) des Grund-Untersetzungsverhältnisses α ist. ZumBeispiel ist k3 = 1/α undk4 = α.Wenn die Werte k3 und k4 in einer solchen Weise bestimmt sind, dassk4/k3 = α² ist, wird das Untersetzungsverhältnis desDrehübertragungssys tems(hierin im Folgenden als ein erstes Drehübertragungssystem bezeichnet)von der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 11 überden ersten Kraftverteiler 4 durch k1·(1 + km)·k3 oder α²·k1·(1 + km)·k3 wiedergegeben(in dem Fall, in dem k3 = 1/α undk4 = α ist,durch k1 (1 + km)·k3= k2·(1 – kp) unddurch α²·k1·(1 + km)·k3 = α²·k2·(1 – kp)). Zusätzlich wirddas Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystems(hierin im Folgenden als ein zweites Drehübertragungssystem bezeichnet)von der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 1 überden zweiten Kraftverteiler 5 als k1·(1 + km)·k3/α oder α·k1·(1 + km)·k3 wiedergegeben (in demFall, in dem k3 = 1/α undk4 = α ist,durch k1 (1 + km)·k3/α = k2·(1 – kp)/α und α·k1·(1 + km)·k3 = α·k2·(1 – kp)).
[0061] Dahersind in der Reihenfolge aufsteigender Größe die möglichen Werte des Untersetzungsverhältnissesdes ersten Drehübertragungssystems(in dieser Ausführungsformzwei Werte) und die möglichenWerte des Untersetzungsverhältnissesdes zweiten Drehübertragungssystems(in dieser Ausführungsformzwei Werte): k1·(1+ km)·k3/α, k1·(1 + km)·k3, α·k1·(1 + km)·k3 und α²·k1·(1 – km)·k3, waseine geometrische Folge mit einem Multiplikator von α bildet.Von den vier Untersetzungsverhältnissenist das minimale k1·(1+ km)·k3/α und dasmaximale α²·k1·(1 + km)·k3 jeweilsder minimal und maximal möglicheWert des Untersetzungsverhältnisseszwischen der Kraftmaschine 1 und der Kraftabgabewelle 11 beimspäterbeschriebenen drehzahlvariablen Fahren (das heißt die Minimal- und Maximalwertedes gesamten Bereichs des Untersetzungsverhältnisses zwischen der Kraftmaschine 1 undder Kraftabgabewelle 11).
[0062] Beispieleder Werte k1, k2, km, kp, k3, k4 und dergleichen, die die Erfordernissebetreffend das Untersetzungsverhältnis(das heißt,k1·km= k2·kpund k4/k3 = α²) erfüllen,sind in der rechten Spalte von Tabelle 1 gezeigt. In diesem Beispielwird angenommen, dass das Verhältnis(= α³) des Maximalwerts zum Minimalwert des gesamtendrehzahlvariablen Bereichs (das heißt des gesamten Bereichs desUntersetzungsverhältnisses) zwischender Kraftmaschine 1 und der Kraftabgabewelle 11 8ist, das Grund-Unterset zungsverhältnis α 2 ist undk3 = 1/α ist.In der folgenden Beschreibung ist von den vier Werten des in dergeometrischen Folge angeordneten Untersetzungsverhältnissesdas maximale Untersetzungsverhältnis α²·k1·(1 + km)·k3 dasBezugszeichen R1 und wird als erstes Untersetzungsverhältnis R1bezeichnet. Außerdemwerden die anderen drei Untersetzungsverhältnisse R1/α, R1/α² undR1/α³ jeweils als ein zweites Untersetzungsverhältnis R2(= R1/α), eindrittes UntersetzungsverhältnisR3 (= R1/α²) und ein viertes Untersetzungsverhältnis R4(= R1/α³) in absteigender Reihenfolge der Größe bezeichnet.
[0063] Beidem Hybridfahrzeug gemäß dieserAusführungsformsteuert/regelt eine Steuer/Regeleinheit 26, die in demBlockdiagramm von 2 gezeigtist, den Betrieb der Kraftmaschine 1, der Motoren 6 und 7,der Kupplungen 8 und 9, der Kupplungen 16 bis 18 derGangwechseleinheit 10 der Kraftübertragungsvorrichtung 3 (einschließlich derKraftmaschine 1), und der Verriegelungsmechanismen 22 und 24.Die Steuer/Regeleinheit 26 umfasst eine elektronische Schaltungmit einem Mikrocomputer und steuert/regelt den Betrieb der Kraftmaschine 1 über eineKraftstoffeinspritzeinheit, eine Zündeinheit, einen Aktuator für ein Drosselventiloder dergleichen. Zusätzlichsteuert/regelt die Steuer/Regeleinheit 26 die Erregungder Motoren 6 und 7 jeweils über Motortreiberschaltungen(Motorantriebsschaltungen) 28 und 29, die denMotoren 6 und 7, welche Elektromotoren sind, elektrischeEnergie von einem Kondensator 27 zuführen, der als eine Energiequellefür die Motoren 6 und 7 dient.Ferner schaltet die Steuer/Regeleinheit 26 die Kupplungen 8, 9, 16 bis 18 zwischen demEinrückzustandund dem Ausrückzustand über ihrejeweiligen Aktuatoren 30. Ferner bewirkt die Steuer/Regeleinheit 26,dass die Verriegelungsmechanismen 22 und 24 über ihrejeweiligen Aktuatoren 31 betätigt werden, um zu bewirken,dass diese die Drehung des Ringrads 4r des ersten Kraftverteilers 4 unddes Trägers 5c deszweiten Kraftverteilers 5 jeweils verhindern oder ermöglichen.Um die Steuer/Regelverarbeitung zu erreichen, empfängt dieSteuer/Regeleinheit 26 Erfassungsdaten einschließlich derAnzahl von Umdrehungen (Drehzahl) NE der Kraftmaschine 1,der Öffnungdes Drosselwerts TH, des Gasmanipula tionsbetrags AP des Fahrzeugsund der Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Sensor (nicht gezeigt).Währendder Einfachkeit halber in 2 nurein Aktuator gezeigt ist, weisen die Kupplungen 8, 9, 16 bis 18 tatsächlich ihrejeweiligen Aktuatoren 30 auf. Dasselbe gilt für den Aktuator 31.
[0064] Nunwird ein Betrieb der Kraftübertragungsvorrichtung 3 gemäß dieserAusführungsformim Detail beschrieben. Um das Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraftvon der Kraftmaschine 1 zum Fahren zu bringen, während zwischender Kraftmaschine 1 und der Kraftabgabewelle 11 dieDrehzahl verändertwird (das Untersetzungsverhältnisverändertwird), das heißt,um ein drehzahlvariables Fahren zu erreichen, steuert/regelt dieSteuer/Regeleinheit 26 die Kupplungen 8 und 9 derart,dass sie sich im Einrückzustandbefinden. Zusätzlichwerden die Verriegelungsmechanismen 22 und 24 derartgesteuert/geregelt, dass sie sich in einem Freigabezustand befinden,das heißtdass sie die Drehung des Ringrads 4r des ersten Kraftverteilers 4 und desTrägers 5c deszweiten Kraftverteilers 5 jeweils nicht verhindern.
[0065] Während dieKupplungen 8 und 9 und die Verriegelungsmechanismen 22 und 24 derartgesteuert/geregelt werden, dass sie in dieser Weise funktionieren,bestimmt die Steuer/Regeleinheit 26 ein erforderliches Fahrmomentdes Fahrzeugs auf Grundlage des Gasmanipulationsbetrags AP und derFahrzeuggeschwindigkeit V unter Verwendung eines Kennfelds oderdergleichen und bestimmt dann einen drehzahlvariablen Bereich derKraftübertragungsvorrichtung 3 aufGrundlage des erforderlichen Fahrmoments und der FahrzeuggeschwindigkeitV unter Verwendung des Kennfelds oder dergleichen. In diesem Fallist der drehzahlvariable Bereich ein drehzahlvariabler Bereich zwischendem ersten UntersetzungsverhältnisR1 und dem zweiten Untersetzungsverhältnis R2 (im Folgenden alserster drehzahlvariabler Bereich bezeichnet), ein drehzahlvariablerBereich zwischen dem zweiten Untersetzungsverhältnis R2 und dem dritten Untersetzungsverhältnis R3 (imFolgenden als zweiter drehzahlvariabler Bereich bezeichnet), oderein drehzahlvariabler Bereich zwischen dem dritten Untersetzungsverhältnis R3und dem vierten Untersetzungsverhältnis R4 (im Folgenden als dritter drehzahlvariablerBereich bezeichnet). Der erste, zweite und dritte drehzahlvariableBereich werden grundsätzlichjeweils füreinen niedrigen Drehzahlbereich, mittleren Drehzahlbereich und hohenDrehzahlbereich verwendet.
[0066] Abhängig vonden bestimmten drehzahlvariablen Bereichen betätigt die Steuer/Regeleinheit 26 die Kupplungen 16 bis 18 derGangwechseleinheit 10, wie in 3 bis 5 gezeigtist. 3 bis 5 betreffen jeweils den ersten,zweiten und dritten drehzahlvariablen Bereich. In diesen Zeichnungensind von den Kupplungen 16 bis 18 diejenigen,die sich im Eingriffszustand befinden, als durchgehend ausgefüllt gezeichnetund diejenigen, die sich im Ausrückzustandbefinden, sind nicht ausgefülltgezeichnet. Dasselbe gilt fürdie Kupplungen 8 und 9. Da die Kupplungen 8 und 9 sichwährenddes drehzahlvariablen Fahrens immer im Einrückzustand befinden, sind siein allen 3 bis 5 ausgefüllt.
[0067] Imersten drehzahlvariablen Bereich sind die Kupplungen 17 und 18 derGangwechseleinheit 10 im Einrückzustand und die Kupplung 16 istim Ausrückzustand,wie in 3 gezeigt ist.In diesem Zustand sind das Untersetzungsverhältnis des ersten Drehübertragungssystemsauf der Seite des Kraftverteilers 4 und das Untersetzungsverhältnis deszweiten Drehübertragungssystemsauf der Seite des Kraftverteilers 5 jeweils das erste Untersetzungsverhältnis R1und das zweite UntersetzungsverhältnisR2. Zusätzlichwird in diesem Zustand dann, wenn die durch die Motoren 6 und 7 erzeugtenMomente wie späterbeschrieben gesteuert/geregelt werden, ein Teil des Ausgangsmomentsder Kraftmaschine 1 von der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 11 überdas Ringrad 4r, das Planetenrad 4p und den Träger 4c desKraftverteilers 4 und den Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 indieser Reihenfolge übertragen,wie durch den gestrichelten Pfeil a1 in dieser Zeichnung angedeutetist. Das Übrigedes Ausgangsmoments der Kraftmaschine 1 wird von der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 11 überdas Drehübertragungssystem 19,das Ringrad 5r, das Planetenradpaar 5p und denTräger 5c deszweiten Kraftvertei lers 5, das Zahnrad 20 unddas Zahnrad 15b des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 indieser Reihenfolge übertragen,wie durch den gestrichelten Pfeil b1 in dieser Zeichnung angedeutetist.
[0068] Imzweiten drehzahlvariablen Bereich sind die Kupplungen 16 und 18 derGangwechseleinheit 10 im Einrückzustand und die Kupplung 17 istim Ausrückzustand,wie in 4 gezeigt ist.In diesem Zustand sind das Untersetzungsverhältnis des ersten Drehübertragungssystemsauf der Seite des ersten Kraftverteilers 4 und das Untersetzungsverhältnis deszweiten Drehübertragungssystemsauf der Seite des zweiten Kraftverteilers 5 jeweils dasdritte UntersetzungsverhältnisR3 und das zweite Untersetzungsverhältnis R2. Zusätzlich wirdin diesem Zustand dann, wenn die durch die Motoren 6 und 7 erzeugtenMomente wie späterbeschrieben gesteuert/geregelt werden, ein Teil des Ausgangsdrehmomentsder Kraftmaschine 1 von der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 11 überdas Ringrad 4r, das Planetenrad 4p und den Träger 4c desersten Kraftverteilers 4 und den Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 indieser Reihenfolge übertragen,wie durch den gestrichelten Pfeil a2 in dieser Zeichnung angedeutetist. Das Übrigedes Ausgangsmoments der Kraftmaschine 1 wird zur Kraftabgabewelle 11 über denzweiten Kraftverteiler 5 entlang desselben Wegs wie desjenigenbeim ersten drehzahlvariablen Bereich übertragen, wie durch den gestricheltenPfeil b2 in dieser Zeichnung angedeutet ist.
[0069] Imdritten drehzahlvariablen Bereich sind die Kupplungen 16 und 17 imEinrückzustandund die Kupplung 18 ist im Ausrückzustand, wie in 5 gezeigt ist. In diesemZustand sind das Untersetzungsverhältnis des ersten Drehübertragungssystemsauf der Seite des ersten Kraftverteilers 4 und das Untersetzungsverhältnis deszweiten Drehübertragungssystemsauf der Seite des zweiten Kraftverteilers 5 jeweils dasdritte UntersetzungsverhältnisR3 und das vierte Untersetzungsverhältnis R4. Zusätzlich wirdin diesem Zustand dann, wenn die durch die Motoren 6 und 7 erzeugtenMomente wie späterbeschrieben gesteuert/geregelt werden, ein Teil des Ausgangsmo mentsvon der Kraftmaschine 1 zur Kraftabgabewelle 11 über denersten Kraftverteiler 4 entlang desselben Wegs wie desjenigenfür denzweiten drehzahlvariablen Bereich übertragen, wie durch den gestricheltenPfeil a3 in dieser Zeichnung angedeutet ist. Das Übrige desAusgangsmoments der Kraftmaschine 1 wird von der Kraftmaschine 1 zurKraftabgabewelle 11 überden Drehübertragungsmechanismus 19,das Ringrad 5r, das Planetenrad 5p und den Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5, das Zahnrad 20, den Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 undden Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 indieser Reihenfolge übertragen,wie durch den gestrichelten Pfeil b3 in dieser Zeichnung angedeutetist.
[0070] AufGrundlage des erforderlichen Fahrmoments und der FahrzeuggeschwindigkeitV bestimmt die Steuer/Regeleinheit 26 eine Sollabgabe derKraftmaschine 1, die das erforderliche Fahrmoment und dieFahrzeuggeschwindigkeit V bereitstellen kann. Ferner bestimmt sieeinen Betriebspunkt, der es ermöglicht,dass die Sollabgabe am effizientesten im bestimmten drehzahlvariablenBereich erzeugt wird (das heißteinen Betriebspunkt, der zu dem geringsten Kraftstoffverbrauch führt), dasheißteine Kombination von Sollausgangsmoment und Solldrehzahl der Kraftmaschine 1.Die Steuer/Regeleinheit 26 steuertlregelt die Öffnung des Drosselventils(nicht gezeigt) der Kraftmaschine 1 nach Maßgabe desSollausgangsmoments und bestimmt das Solllastmoment der Kraftmaschine 1 durchKorrigieren des Sollausgangsmoments auf Grundlage der Differenzzwischen der Solldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl NE (erfassterWert). Zum Beispiel wird das Solllastmoment bestimmt durch Korrigierendes Sollausgangsmoments unter Verwendung einer Manipulationsgröße, diedurch eine Rückkopplungssteuer/regelvorschrift,wie eine PI-Regelvorschrift, aus der Differenz zwischen der Solldrehzahlund der tatsächlichenDrehzahl NE (erfasster Wert) bestimmt wird. Ferner bestimmt dieSteuer/Regeleinheit 26 Sollmomente der Motoren 6 und 7 aufGrundlage des Solllastmoments und eines Sollfahrmoments, das ander Kraftabgabewelle 11 für das erforderliche Fahrmomenterzeugt werden soll, wie unten beschrieben.
[0071] Wenndas Bezugszeichen Te das Lastmoment der Kraftmaschine 1 bezeichnet,das Bezugszeichen Tv das Fahrmoment der Kraftabgabewelle 11 bezeichnet,das Bezugszeichen T1 das durch den ersten Motor 6 erzeugteMoment bezeichnet, das Bezugszeichen T2 das durch den zweiten Motor 7 erzeugteMoment bezeichnet, das Bezugszeichen β1 das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zumersten Motor 6 bezeichnet, das Bezugszeichen β2 das Untersetzungsverhältnis der Drehübertragungvon der Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zumzweiten Motor 7 bezeichnet, das Bezugszeichen γ1 das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon der Drehwelle 6a des ersten Motors 6 zur Kraftabgabewelle 11 bezeichnetund das Bezugszeichen γ2das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon der Drehwelle 7a des zweiten Motors 7 zurKraftabgabewelle 11 bezeichnet, gelten im stationären Zustanddie folgenden Gleichungen (1) und (2): Te = (1/β1)·T1 + (1/β2)·T2 ... (1) Tv = γ1·T1 + γ2·T2 ... (2)
[0072] UnterVerwendung der Zeichen in Tabelle 1 werden die Untersetzungsverhältnisse β1 und β2 als β1 = k1·km und β2 = k2·kp (= β1) wiedergegeben.Außerdemhängendie Untersetzungsverhältnisse γ1 und γ2 vom drehzahlvariablenBereich ab (dem ersten bis dritten drehzahlvariablen Bereich). Insbesonderesind im in 3 gezeigtenersten drehzahlvariablen Bereich das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon dem Träger 4c desersten Kraftverteilers 4 zur Kraftabgabewelle 11 unddas Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon dem Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 zur Kraftabgabewelle 11 beidek4 (welches gleich dem Untersetzungsverhältnis des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 ist).Daher werden die Untersetzungsverhältnisse γ1 und γ2 als γ1 = ka·k4 und γ2 = kb·k4 wiedergegeben, wobei das Bezugszeichenka das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon der Drehwelle 6a des ersten Motors 6 zum Träger 4c dsersten Kraftverteilers 4 bezeichnet und das Bezugs zeichenkb das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon der Drehwelle 7a des zweiten Motors 7 zumTräger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 bezeichnet. Bei der gemäß dieserAusführungsformkonfigurierten Kraftübertragungsvorrichtung 3 werden dieUntersetzungsverhältnisseka und kb als ka = (1 + km)/km und kb = (1 – kp)/kp wiedergegeben. Alternativ istim in 4 gezeigten zweitendrehzahlvariablen Bereich das Untersetzungsverhältnis der Drehübertragung vondem Träger 4c desersten Kraftverteilers 4 zur Kraftabgabewelle 11 unddas Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon dem Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 zur Kraftabgabewelle 11 jeweilsk3 und k4. Daher werden die Untersetzungsverhältnisse γ1 und γ2 als γ1 = ka·k3 und γ2 = kb·k4 wiedergegeben. Alternativsind im in 5 gezeigtendritten drehzahlvariablen Bereich das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon dem Träger 4c desersten Kraftverteilers 4 zur Kraftabgabewelle 11 unddas Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon dem Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 zur Kraftabgabewelle 11 beide gleichk3 (was gleich dem Untersetzungsverhältnis des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 ist).Daher werden die Untersetzungsverhältnisse γ1 und γ2 als γ1 = ka·k3 und γ2 = kb·k3 wiedergegeben.
[0073] DieSteuer/Regeleinheit 26 bestimmt jeweils die SollmomenteT1 und T2 der Motoren 6 und 7 unter Verwendungder Formeln (1) und (2) auf Grundlage des Solllastmoments Te derKraftmaschine 1 und des Sollfahrmoments Tv der Kraftabgabewelle 11,die wie oben beschrieben bestimmt werden. Danach steuert/regelt dieSteuer/Regeleinheit 26 auf Grundlage der Sollmomente T1und T2 den durch die Motoren 6 und 7 tretendenStrom, um dadurch zu bewirken, dass die Motoren 6 und 7 jeweilsdie Sollmomente T1 und T2 erzeugen.
[0074] Wenndie Kraftmaschine 1 und die Motoren 6 und 7 wieoben beschrieben gesteuert/geregelt werden, wird im Wesentlichenin jedem ders ersten bis dritten drehzahlvariablen Bereichs einerder Motoren 6 und 7, der dem größeren derUntersetzungsverhältnissean den Enden des drehzahlvariablen Bereichs zugeordnet ist, derartgesteuert/geregelt, dass er sich in einem Fahrzustand befindet,in dem er ein Fahrmoment (Antriebsmoment) erzeugt, und der andere,der dem niedrigen der Untersetzungsverhältnisse zugeordnet ist, wirdderart gesteuert/geregelt, dass er sich in einem Regenerationszustandbefindet (das heißtin einem elektrische Energie erzeugenden Zustand), in dem er einRegenerationsmoment erzeugt. Insbesondere wird im ersten drehzahlvariablenBereich der erste Motor 6 derart gesteuert/geregelt, dasser sich im Fahrzustand befindet, und der zweite Motor 7 wirdderart gesteuert/geregelt, dass er sich im Regenerationszustandbefindet. Im zweiten drehzahlvariablen Bereich wird der erste Motor 6 derartgesteuert/geregelt, dass er sich im Regenerationszustand befindet,und der zweite Motor 7 wird derart gesteuert/geregelt,dass er sich im Fahrzustand befindet. Im dritten drehzahlvariablenBereich wird der erste Motor 6 derart gesteuert/geregelt,dass er sich im Fahrzustand befindet und der zweite Motor 7 wirdderart gesteuert/geregelt, dass er sich im Regenerationszustand befindet.In jedem beliebigen der drehzahlvariablen Bereiche ist im stationären Zustanddie durch den Motor 6 oder 7 im Fahrzustand verbrauchteEnergie mit der durch den Motor 7 oder 6 im Regenerationszustanderzeugten Energie ausgeglichen (das heißt verbrauchte Energie 5 erzeugteEnergie). Das heißt,ein Teil der durch die Kraftmaschine 1 erzeugten Energiewird zur Kraftabgabewelle 11 über den Motor 7 oder 6 imRegenerationszustand und den Motor 6 oder 7 imFahrzustand übertragen.Gleichzeitig kann das Fahrzeug mit einer variablen Drehzahl fahrendurch Erreichen einer Drehzahlvariierungsoperation mit einem Gangwechselverhältnis zwischenden Untersetzungsverhältnissenan den Enden jedes drehzahlvariablen Bereichs und Übertragendes Ausgangsmoments der Kraftmaschine 1 zur Kraftabgabewelle 11.
[0075] Obwohldies nicht im Detail beschrieben wird, weil es nicht den wesentlichenTeil der vorliegenden Erfindung betrifft, kann es die Kraftübertragungsvorrichtung 3 gemäß dieserAusführungsformermöglichen,dass das Fahrzeug lediglich durch das Fahrmoment des ersten Motors 6 oderdes zweiten Motors 7 ohne Verwendung der Energie der Kraftmaschine 1 fährt. Ineinem solchen Fall sind die Kupplungen 8 und 9 ausgerückt. Fernerist zum Beispiel die Kupplung 16 der Gangwechseleinheit 10 ausgerückt unddie Kupplungen 17 und 18 sind eingerückt. Indiesem Zustand kann dann, wenn verursacht wird, dass der erste Motor 6 einFahrmoment erzeugt, wobei das Ringrad 4r des ersten Kraftverteilers 4 durchdie Einwegkupplung 21 oder den Verriegelungsmechanismus 22 aneiner Drehung gehindert ist, das Fahrmoment zur Kraftabgabewelle 11 übertragenwerden, um ein Fahren (sogenanntes EV-Fahren) des Fahrzeugs zu erreichen.Alternativ kann im selben Zustand dann, wenn verursacht wird, dassder zweite Motor 7 ein Fahrmoment erzeugt, wobei der Träger 5c deszweiten Kraftverteilers 5 durch die Einwegkupplung 23 oderden Verriegelungsmechanismus 24 an einer Drehung gehindertwird, das Fahrmoment zur Ausgangswelle 1a der Kraftmaschine 1 zumStart der Kraftmaschine 1 übertragen werden. Sobald dieKraftmaschine 1 startet, kann ferner dann, wenn das Drehmoment derKraftmaschine 1 zum zweiten Motor 7 übertragenwird, um zu verursachen, dass der zweite Motor 7 elektrischeEnergie wiedergewinnt, wobei der Träger 5c des zweitenKraftverteilers 5 durch die Einwegkupplung 23 oderden Verriegelungsmechanismus 24 an einer Drehung gehindertwird, ein EV-Fahrendurch den ersten Motor 6 erreicht werden, während derzweite Motor 7 elektrische Energie wiedergewinnt (das heißt den Kondensator 27 auflädt) unterVerwendung der Antriebskraft der Kraftmaschine 1 (das heißt ein sogenanntesserienartiges EV-Fahren kann erreicht werden).
[0076] Wieoben beschrieben wurde, kann bei dieser Ausführungsform, da das Untersetzungsverhältnis des Drehübertragungssystems(eingangsseitiges erstes Teildrehübertragungssystem) von derKraftmaschine 1 zum Träger 4c (ersteAusgangswelle) des ersten Kraftverteilers 4 unterschiedlichist von dem Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystems(eingangsseitiges zweites Teildrehübertragungssystem) von der Kraftmaschine 1 zumTräger 5c (ersteAusgangswelle) des zweiten Kraftverteilers 5 (siehe Tabelle1), das Fahrzeug bei einer variablen Drehzahl in einer Mehrzahlvon drehzahlvariablen Bereichen (einem ersten bis einem drittendrehzahlvariablen Bereich) fahren, während es die Komponenten derGangwechseleinheit 10 zur Drehübertragung von jedem Träger 4c, 5c ausbis zur Kraftabgabewelle 11 teilt. Daher kann das Fahrzeugfahren, währendes mit einer kleinen Kraftübertragungsvorrichtung 3 dieDrehzahl in einem weiten Bereich verändert. Daher kann das Fahrzeugfahren, währenddie Kraftmaschine 1 bei einem Betriebspunkt der größtmöglichenEffizienz betrieben werden kann, und die Fahreigenschaft (erforderlichesMoment) des Fahrzeugs sichergestellt ist. Da eine Mehrzahl von drehzahlvariablenBereichen vorgesehen sein kann, kann zusätzlich das Verhältnis desgrößten Untersetzungsverhältnisseszum kleinsten Untersetzungsverhältnis(maximales Untersetzungsverhältnis/minimalesUntersetzungsverhältnis)der Drehübertragungvon der Kraftmaschine 1 zur Kraftabgabewelle 11 für jedendrehzahlvariablen Bereich klein gehalten werden. Als Ergebnis kannder Teil der Energie der Kraftmaschine 1, der von dem Motor 6 oder 7 imRegenerationszustand zur Kraftabgabewelle 11 über denMotor 7 oder 6 im Fahrzustand während desdrehzahlvariablen Fahrens übertragenwird, verringert werden. Daher kann der Energieverlust in der Übertragungvon Energie der Kraftmaschine 1 zur Kraftabgabewelle 11 verringertwerden, so dass die Energie der Kraftmaschine 1 an dieKraftabgabewelle 11 mit einer hohen Effizienz übertragenwerden kann und daher die Energieeffizienz des Fahrzeugs verbessertwerden kann.
[0077] Dadie Untersetzungsverhältnissek3 und k4 jeweils des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 14 unddes Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 15 derGangwechseleinheit 10 in einer solchen Weise bestimmt werden,dass das Verhältniszwischen den Untersetzungsverhältnissenk3 und k4 (das heißtk4/k3) die zweite Potenz (oder eine Potenz) des Grund-Untersetzungsverhältnisses α ist, istferner das Verhältniszwischen dem minimalen Untersetzungsverhältnis und dem maximalen Untersetzungsverhältnis für alle drehzahlvariablenBereiche konstant. Zusätzlichsind bei dieser Ausführungsformdie Untersetzungsverhältnisseder Drehübertragungvon der Kraftmaschine 1 zu den Motoren 6 und 7 gleich.Daher sind die Maximalwerte der Momente, die die Motoren 6 und 7 injedem drehzahlvariablen Bereich erzeugen müssen, gleich. Als Ergebniskönnendie Kapazitätender Motoren 6 und 7 auf ein Minimum reduziertsein, so dass relativ kleine Motoren als die Motoren 6 und 7 verwendetwerden können.
[0078] Nunwird eine zweite Ausführungsformder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben. 6 ist ein schematischesSystemdiagramm, das die Gesamtanordnung eines mit einer Kraftübertragungsvorrichtunggemäß dieserAusführungsformausgestatteten Hybridfahrzeugs zeigt. Das Bezugszeichen 41 bezeichneteine Kraftmaschine, die Bezugszeichen 42, 42 bezeichnenein Antriebsrad des Fahrzeugs, und das Bezugszeichen 43 bezeichneteine Kraftübertragungsvorrichtung.
[0079] Alswesentliche mechanische Elemente umfasst die Kraftübertragungsvorrichtung 43 gemäß dieser Ausführungsformeinen ersten Kraftverteiler 44, einen zweiten Kraftverteiler 45,einen ersten Motor 46, einen zweiten Motor 47,eine Kupplung 48, zwei Gangwechseleinheiten 49 und 50 undeine Kraftabgabewelle 51. Die Kraftabgabewelle 51 istkonzentrisch mit einer Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 verbundenund an einer Krafteingangswelle 52 befestigt, die in derLage ist, integral mit der Ausgangswelle 41a zu drehenund die relativ bezüglichder Krafteingangswelle 52 drehen kann. Die Kraftabgabewelle 51 istmit den Antriebsrädern 42, 42 über einZahnrad 53a verbunden, das in der Lage ist, integral mitdiesen zu drehen, ein Leerlaufzahnrad 54, das mit dem Zahnrad 53a kämmt, einLeerlaufzahnrad 55, das in der Lage ist, integral mit dem Leerlaufzahnrad 54 zudrehen und eine Differentialgetriebeeinheit 56 (Differentialkegelradgetriebeeinheit),die mit dem Leerlaufzahnrad 55 kämmt, so dass die Kraftabgabewelle 51 inZuordnung mit den Antriebsrädern 42, 42 drehenkann. Hier bezeichnet die alternierend lang und kurz gestrichelteLinie in dieser Zeichnung, dass das Zahnrad 53a mit demLeerlaufzahnrad 54 kämmt.Das Zahnrad 53a ist eine Komponente der Gangwechseleinheiten 49, 50,die späterim Detail beschrieben werden.
[0080] Wiebei dem ersten Kraftverteiler 4 der ersten Ausführungsformwird der Kraftverteiler 44 durch eine Planetenradeinheiteines Einzelritzeltyps gebildet und umfasst ein Ringrad 44r,das als eine Eingangswelle dient, ein Sonnenrad 44s, dasals eine zweite Ausgangswelle dient, eine Mehrzahl von Ritzeln 44p,die voneinander entlang des Umfangs des Sonnenrads 44s beabstandetsind, und einen Träger 44c,der als eine erste Ausgangswelle zur Wellenlagerung der Ritzel 44p dient.Das Sonnenrad 44s ist konzentrisch mit einer Drehwelle 46a desersten Motors 46 verbunden und kann integral mit der Drehwelle 46a drehen.
[0081] Wiebei dem zweiten Kraftverteiler 5 der ersten Ausführungsformwird der zweite Kraftverteiler 45 durch eine Planetenradeinheitdes Doppelritzeltyps gebildet und umfasst ein Ringrad 45r,das als eine Eingangswelle dient, ein Sonnenrad 45s, dasals eine zweite Ausgangswelle dient, eine Mehrzahl von Ritzelpaaren 45p (Paarenvon Ritzeln 45pr und 45ps, die miteinander kämmen), dievoneinander entlang des Umfangs des Sonnenrads 45s beabstandetsind, und einen Träger 45c,der als eine erste Ausgangswelle zur Wellenlagerung der Ritzel 45pr und 45ps derRitzelpaare 45p dient. Das Sonnenrad 45s ist konzentrischmit einer Drehwelle 47a des zweiten Motors 47 verbundenund kann integral mit der Drehwelle 47a drehen.
[0082] DieKrafteingangswelle 52 ist mit einer Eingangsöffnung 48a derKupplung 48 überein Zahnrad 57a verbunden, das in der Lage ist, integralmit der Krafteingangswelle 52 zu drehen, und ein Zahnrad 57b,das mit dem Zahnrad 57a kämmt. Die Kupplung 48 kannzum Beispiel von einem Reibungstyp sein. Das Zahnrad 57b istmit der Eingangsöffnung 48a derKupplung 48 derart verbunden, das es integral mit dieserdrehen kann. Das Zahnrad 57b und die Kupplung 48 sindkonzentrisch mit dem Sonnenrad 44s des ersten Kraftverteilers 44 aufder Seite des ersten Kraftverteilers 44 entgegengesetztzum ersten Motor 46 angeordnet. Eine Ausgangsöffnung 48b derKupplung 48 ist mit dem Ringrad 44r des erstenKraftverteilers 44 derart angeordnet, dass sie integralmit dem Ringrad 44r drehen kann. Wenn sich die Kupplung 48 imEinrückzustandbefindet, wird daher jede Drehung der Ausgangswelle 41a derKraftmaschine 41 zum Ringrad 44r des ersten Kraftverteilers 44 über dieKrafteingangswelle 52, das Zahnrad 57a, das Zahnrad 57b unddie Kupplung 48 in dieser Reihenfolge übertragen.
[0083] DasZahnrad 57a der Krafteingangswelle 52 kämmt nichtnur mit dem Zahnrad 57b, sondern auch mit einem Zahnrad 57c,das mit dem Ringrad 45r des zweiten Kraftverteilers 45 ineiner solchen Weise verbunden ist, dass es integral mit diesem drehenkann. Daher wird jede Drehung der Ausgangswelle 41a derKraftmaschine 41 an das Ringrad 45r des zweitenKraftverteilers 45 überdie Krafteingangswelle 52, das Zahnrad 57a unddas Zahnrad 57c in dieser Reihenfolge übertragen.
[0084] DasZahnrad 57c ist konzentrisch mit dem Sonnenrad 45s deszweiten Kraftverteilers 45 auf der Seite des zweiten Kraftverteilers 45 entgegensetztzum zweiten Motor 47 angeordnet. Zusätzlich verläuft ein Wellenabschnitt 45ca desTrägers 45c deszweiten Kraftverteilers 45 zu dem Zahnrad 57c hin(das heißtin der Richtung entgegengesetzt zum zweiten Motor 47, oderin derselben Richtung wie der Wellenabschnitt 44ca desTrägers 44c desersten Kraftverteilers 44) und durchsetzt die Wellenmittedes Zahnrads 57c in einer solchen Weise, dass es relativbezüglichdes Zahnrads 57c drehen kann.
[0085] 7 zeigt eine positionsmäßige Beziehungzwischen den Kraftverteilern 44, 45, den Motoren 46, 47 undder Krafteingangswelle 52. 7 zeigtdiese aus der Sicht der Richtung des Pfeils A in 6. Wie in 7 gezeigtist, sind die Wellenmitte C1 des ersten Kraftverteilers 44 unddes ersten Motors 46 und die Wellenmitte C2 des zweitenKraftverteilers 45 und des zweiten Motors 47 symmetrischbezüglichder Wellenmitte C0 der Krafteingangswelle 52 angeordnet.Der Abstand zwischen den Wellenmitten C1 und C0 ist gleich dem Abstand zwischenden Wellenmitten C2 und C0 und daher weisen die Zahnräder 57b und 57c (nichtgezeigt in 7) denselbenDurchmesser und dieselbe Anzahl von Zähnen auf. Daher ist in dieserAusführungsformdas Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zum Ringrad 44r alsEingangswelle des ersten Kraftverteilers 44 gleich demUntersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystemsvon der Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zumRingrad 45r als der Eingangswelle des zweiten Kraftverteilers 45.
[0086] Zurückkehrendzu 6 ist der Wellenabschnitt 44ca desTrägers 44c desersten Kraftverteilers 44, der durch die Wellenmitten derKupplungen 48 und des Zahnrads 57b verläuft, mitder Kraftabgabewelle 51 über die Gangwechseleinheit 49 verbunden(welche der ersten Gangwechseleinheit gemäß der vorliegenden Erfindungentspricht). Die Gangwechseleinheit 49 kann das Untersetzungsverhältnis derDrehübertragungvon dem Träger 44c zurKraftabgabewelle 51 in einer Mehrzahl von (in dieser Ausführungsformzwei) Stufen verändernund weist Drehübertragungsmechanismen 58 und 59 auf,die zur Drehübertragungbei den jeweiligen Untersetzungsverhältnissen verantwortlich sind.Das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystems 58 solltegeringer sein als dasjenige des Drehübertragungssystems 59.Daher werden in der folgenden Beschreibung die Drehübertragungsmechanismen 58 und 59 jeweilsals ein Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 undein Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59 bezeichnet.
[0087] Vonden Drehübertragungsmechanismen 58 und 59 umfasstder Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 einZahnrad 53a an der Kraftabgabewelle 51 und einmit dem Zahnrad 53a kämmendesZahnrad 53b, das konzentrisch mit dem Träger 44c vorgesehenist. Das Zahnrad 53b wird durch den Wellenabschnitt 44ca desTrägers 44c ineiner solchen Weise gehalten, dass es relativ bezüglich demWellenabschnitt 44ca drehen kann. Der Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59 umfasstein Zahnrad 60a, das in der Lage ist, integral mit derKraftabgabewelle 51 zu drehen, und ein Zahnrad 60b,das mit dem Zahnrad 60a kämmt und konzentrisch mit demTräger 44c vorgesehenist. Ferner ist zwischen den Drehübertragungsmechanismen 58 und 59 aucheine Kupplung 61 vorgesehen, die die Drehübertragungzwischen dem Zahnrad 53b und dem Wellenabschnitt 44ca desTrägers 44c unddie Drehübertragungzwischen dem Zahnrad 60b und dem Wellenabschnitt 44ca des Trägers 414c einrückt undausrückt. DieKupplung 61 kann sich entlang des Wellenabschnitts 44ca desTrägers 44c zwischenden Zahnrädern 53b und 60b bewegen.Die Kupplung 61 kann schalten zwischen dem Zustand, indem ein an dem Wellenabschnitt 44ca des Trägers 44c zwischenden Zahnrädern 53b und 60b befestigtesElement 62 integral drehbar mit dem Zahnrad 53b über einenKeilwellenschluss oder dergleichen verbunden ist, so dass das Zahnrad 53b undder Träger 44c integraldrehen können,dem Zustand, in dem das Element 62 integral drehbar mitdem Zahnrad 60b übereinen Keilwellenschluss oder dergleichen verbunden ist, so dassdas Zahnrad 60b und der Träger 44c integral drehenkönnen,und dem Zustand, in dem das Element 62 von den Zahnrädern 53b und 60b getrenntist, so dass jegliche Drehung zwischen dem Träger 44c und den Zahnrädern 53b, 60b nicht übertragen wird(das heißt,dem Zustand, in dem jegliche Drehübertragung zwischen dem Träger 44c undder Kraftabgabewelle 51 ausgerückt ist).
[0088] Daherwird bei der Gangwechseleinheit 49 dann, wenn die Kupplung 61 dasZahnrad 60b und das Element 62 miteinander verbindet,die Drehübertragungvon dem Träger 44c zurKraftabgabewelle 51 überden Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59 erreichtund das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungist dasjenige des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59.Oder dann, wenn die Kupplung 61 das Zahnrad 53b unddas Element 62 miteinander verbindet, wird die Drehübertragungvon dem Träger 44c zurKraftabgabewelle 51 überden Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 erreichtund das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragung istdasjenige des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58.
[0089] Andererseitsist der Wellenabschnitt 45ca des Trägers 45c des zweitenKraftverteilers 45, der durch die Wellenmitte des Zahnrads 57c verläuft, mitder Kraftabgabewelle 51 über eine Gangwechseleinheit 50 (die einerzweiten Gangwechseleinheit gemäß der vorliegendenErfindung entspricht) ver bunden. Die Gangwechseleinheit 50 kanndas Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon dem Träger 45c zurKraftabgabewelle 51 in einer Mehrzahl von (in dieser Ausführung zwei)Stufen verändernund weist Drehübertragungsmechanismen 63 und 64 auf,die zur Drehübertragungbei den jeweiligen Untersetzungsverhältnissen verantwortlich sind.Das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungsmechanismus 63 solltegeringer sein als dasjenige des Drehübertragungsmechanismus 64.Daher werden in der folgenden Beschreibung der Drehübertragungsmechanismus 63 und 64 jeweilsals ein Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63 undein Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 bezeichnet.
[0090] Vonden Drehübertragungsmechanismen 63 und 64 umfasstder Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63 dasZahnrad 53a an der Kraftabgabewelle 51 und einZahnrad 53c, das mit dem Zahnrad 53a kämmt undkonzentrisch mit dem Träger 45c vorgesehenist. Das Zahnrad 53c wird durch den Wellenabschnitt 45ca desTrägers 45c ineiner solchen Weise gehalten, dass es relativ bezüglich desWellenabschnitts 45ca drehen kann. Der Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 umfasstdas Zahnrad 60a an der Kraftabgabewelle 51 undein Zahnrad 60c, das mit dem Zahnrad 60a kämmt undkonzentrisch mit dem Träger 45c vorgesehenist. Das Zahnrad 60c wird durch den Wellenabschnitt 45ca desTrägers 45c ineiner solchen Weise gehalten, dass es relativ bezüglich desWellenabschnitts 45ca drehen kann. Ferner ist zwischenden Drehübertragungsmechanismen 63 und 64 ebenfallseine Kupplung 65 vorgesehen, die die Drehübertragungzwischen dem Zahnrad 53c und dem Wellenabschnitt 45ca desTrägers 45c unddie Drehübertragungzwischen dem Zahnrad 60c und dem Wellenabschnitt 45ca desTrägers 45c einrückt undausrückt.Ebenso wie die Kupplung 61 in der Gangwechseleinheit 49 kanndie Kupplung 65 sich bewegen und schalten zwischen einemZustand, in dem ein an dem Wellenabschnitt 45ca des Trägers 45c zwischenden Zahnrädern 53c und 60c befestigtesElement 66 integral drehbar mit dem Zahnrad 53c über einen Keilwellenschlussoder dgl. verbunden ist, so dass das Zahnrad 53c und derTräger 45c integraldrehen können,dem Zustand, in dem das Element 66 integral drehbar mitdem Zahnrad 60c übereinen Keilwellenschluss oder dgl. verbunden ist, so dass das Zahnrad 60c undder Träger 45c integraldrehen können,und dem Zustand, in dem das Element 66 von den Zahnrädern 53c und 60c getrenntist, so dass keine Drehung zwischen dem Träger 45c und den Zahnrädern 53c, 60c übertragenwird (das heißt,dem Zustand, in dem jede Drehübertragungzwischen dem Träger 45c undder Kraftabgabewelle 51 ausgerückt ist).
[0091] Beider Gangwechseleinheit 50 wird also dann, wenn die Kupplung 65 dasZahnrad 60c und das Element 66 miteinander verbindet,die Drehübertragungvon dem Träger 45c zurKraftabgabewelle 51 durch den Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 erreicht,und das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragungist dasjenige des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64.Oder dann, wenn die Kupplung 65 das Zahnrad 53c unddas Element 66 miteinander verbindet, wird die Drehübertragungvon dem Träger 45c zurKraftabgabewelle 51 durch den Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63 erreichtund das Untersetzungsverhältnisder Drehübertragung istdasjenige des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63.
[0092] DieZahnräder 53a bis 53c und 60a bis 60c inden Gangwechseleinheiten 49 und 50 entsprechenjeweils einem Drehelement gemäß der vorliegendenErfindung. Die Kupplungen 61 und 65 können Klauenkupplungenoder solche, die eine Reibungskraft verwenden, sein, andere alsdiejenigen, die einen Keilwellenschluss verwenden. Ferner können dieDrehübertragungsmechanismenin den Gangwechseleinheiten 49 und 50 solche sein,die eine Drehübertragungbeispielsweise unter Verwendung eines Zahnkranzes und einer Ketteerreichen.
[0093] Wieoben beschrieben wurde, sind bei dieser Ausführungsform die Wellen mittedes Sonnenrads 44s des ersten Kraftverteilers 44 unddie Wellenmitte des Sonnenrads 45s des zweiten Kraftverteilers 45 symmetrischbezüglichder Wellenmitte der Krafteingangswelle 52 angeordnet (dieder Wellenmitte der Kraftabgabewelle 51 entspricht). Dahersind die Wellenmitte des Trägers 44c desersten Kraftverteilers 44 und die Wellenmitte des Trägers 45c deszweiten Kraftverteilers 45 symmetrisch bezüglich derWellenmitte der Krafteingangswelle 51 angeordnet. Zusätzlich teilender Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 derGangwechseleinheit 49 und der Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63 derGangwechseleinheit 50 das Zahnrad 53a an der Kraftabgabewelle 51.In ähnlicherWeise teilen der Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59 derGangwechseleinheit 49 und der Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 derGangwechseleinheit 50 das Zahnrad 60a der Kraftabgabewelle 51.Daher weisen das Zahnrad 53b des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 derGangwechseleinheit 49 und das Zahnrad 53c desNiedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63 derGangwechseleinheit 50 denselben Durchmesser (dieselbe Anzahlvon Zähnen)auf. Daher weisen der Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58, 63 derGangwechseleinheiten 49, 50 ein gleiches Untersetzungsverhältnis auf.In ähnlicherWeise weisen das Zahnrad 60b des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59 derGangwechseleinheit 49 und das Zahnrad 60c desGrößeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 derGangwechseleinheit 50 denselben Durchmesser (dieselbe Anzahl vonZähnen)auf, und daher weisen der Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59, 64 derGangwechseleinheit 49, 50 ein gleiches Untersetzungsverhältnis auf.
[0094] In 6 bezeichnen wie bei derEinwegkupplung 21 und dem Verriegelungsmechanismus 22 inder ersten Ausführungsformdie Bezugszeichen 67 und 68 jeweils eine Einwegkupplungund einen Verriegelungsmechanismus, die in geeigneter Weise eineDrehung des Ringrads 44r des ersten Kraftver teilers 44 verhindern.Ferner bezeichnen, wie bei der Einwegkupplung 23 und demVerriegelungsmechanismus 24 in der ersten Ausführungsform,die Bezugszeichen 69 und 70 jeweils eine Einwegkupplungund einen Verriegelungsmechanismus, die in geeigneter Weise eineDrehung des Trägers 45c deszweiten Kraftverteilers 45 verhindern.
[0095] Nunwird das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsder Kraftübertragungsvorrichtung 43 gemäß dieserAusführungsformbeschrieben. Wie bei der in Tabelle 1 gezeigten ersten Ausführungsformist das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zumRingrad 44r als der Eingangswelle des ersten Kraftverteilers 44 k1,das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zumRingrad 45r als der Eingangswelle des zweiten Kraftverteilers 45 istk2, das Untersetzungsverhältnisvon dem Ringrad 44r zum Sonnenrad 45s des erstenKraftverteilers 44 ist km und das Untersetzungsverhältnis vondem Ringrad 45r zum Sonnenrad 45s des zweitenKraftverteilers 45 ist kp. Ferner ist das Untersetzungsverhältnis derNiedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismen 58 und 63 derGangwechseleinheiten 49 und 50 (das heißt das Übertragungsverhältnis desZahnrads 53a zum Zahnrad 53b oder 53c (Verhältnis derAnzahl von Zähnen))k3, und das Untersetzungsverhältnisder Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismen 59 und 64 derGangwechseleinheiten 49 und 50 (das heißt, das Übertragungsverhältnis des Zahnrads 60a zumZahnrad 60b oder 60c (Verhältnis der Anzahl von Zähnen)) beträgt k4 (> k3). Wie in Tabelle 1gezeigt ist, sind die Untersetzungsverhältnisse der Drehübertragungvon der Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zuden Motoren 46 und 47 jeweils k1·km undk2·kp.Ferner sind die Untersetzungsverhältnisse k1·km und k2·kp auf einen gleichen Wertgesetzt, wie bei der ersten Ausführungsform.Da bei der gemäß dieserAusführungsformkonfigurierten Kraftübertragungsvorrichtung 43 k1= k2 gilt, ist in diesem Fall km = kp.
[0096] Wiein Tabelle 1 gezeigt ist, wird weiterhin das Untersetzungsverhältnis des Drehübertragungssystems (erstesDrehübertragungssystem)von der Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zurKraftabgabewelle 51 überden ersten Kraftverteiler 44 durch die Gangwechseleinheit 49 zwischenk1·(1+ km)·k3und k1·(1+ km)·k4 geschaltet.Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wird in ähnlicher Weise das Untersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystems(zweites Drehübertragungssystem)von der Ausgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zur Kraftabgabewelle 51 über denzweiten Kraftverteiler 45 durch die Gangwechseleinheit 50 zwischenk2·(1 – kp)·k3 undk2·(1 – kp)·k4 geschaltet.Damit diese vier Untersetzungsverhältnisse eine geometrische Folgebilden, ist definiert, dass k4 = α²·k3.Hier ist, wie bei der ersten Ausführungsform, α das Verhältnis zwischendem Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystems(das heißtdes eingangsseitigen ersten Teildrehübertragungssystems) von derAusgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zum Träger 44c desersten Kraftverteilers 44 und dem Untersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystems(das heißtdes eingangsseitigen zweiten Teildrehübertragungssystems) von derAusgangswelle 41a der Kraftmaschine 41 zum Träger 45c deszweiten Kraftverteilers 45. Da gilt k1 = k2, ist bei dieserAusführungsform α = (1 + km)/(1 – kp). Dadie Untersetzungsverhältnissek3 und k4 der Gangwechseleinheiten 49 und 50 derartfestgesetzt sind, dass gilt k4 = α²·k3(das heißtk4/k3 ist die zweite Potenz (oder eine Potenz) von α), wie obenbeschrieben worden ist, bilden die Untersetzungsverhältnissek1·(1+ km)·k3,k1·(1+ km)·k4,k2·(1 – kp)·k3 undk2·(1 – kp)·k4, diein aufsteigender Reihenfolge ihrer Größe angeordnet sind, eine geometrischeFolge mit einem Multiplikator von α, wie bei der ersten Ausführungsform.In der folgenden Beschreibung werden, wie bei der ersten Ausführungsform,die Untersetzungsverhältnissek1·(1+ km)·k3,k1·(1+ km)·k4,k2·(1 – kp)·k3 undk2·(1 – kp)·k4 alserstes UntersetzungsverhältnisR1 (= k1·(1+ km)·k4),zweites UntersetzungsverhältnisR2 (= k2·(1 – kp)·k4), drittesUntersetzungsverhältnisR3 (= k1·(1+ km)·k3)und viertes UntersetzungsverhältnisR4 (= k2·(1 – kp)·k3) inabsteigender Reihenfolge ihrer Größe bezeichnet.
[0097] DieSteuerung/Regelung des Hybridfahrzeugs mit der Kraftübertragungsvor richtung 43 gemäß dieser Ausführungsformwährendeines drehzahlvariablen Fahrens ist dieselbe wie bei der erstenAusführungsform, außer derSteuerung/Regelung fürden Betrieb der Gangwechseleinheiten 49 und 50 undwird durch die Steuer/Regeleinheit (nicht gezeigt) erreicht. Wiebei dem in 2 gezeigtenSteuer/Regelsystem gemäß der ersten Ausführungsformwerden die Motoren 46 und 47, die Elektromotorensind, überMotortreiberschaltungen gesteuert/geregelt und die Kupplungen 48, 61 und 65 unddie Verriegelungsmechanismen 68 und 70 werden über Aktuatorengesteuert/geregelt.
[0098] Indiesem Fall wird beim drehzahlvariablen Fahren des Fahrzeugs imersten drehzahlvariablen Bereich zwischen dem ersten Untersetzungsverhältnis R1und dem zweiten Untersetzungsverhältnis R2 die Kupplung 61 derGangwechseleinheit 49 derart gesteuert/geregelt, dass siedas Zahnrad 60b des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59 mitdem Element 62 verbindet, und die Kupplung 65 derGangwechseleinheit 50 wird derart gesteuert/geregelt, dasssie das Zahnrad 60c des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 mitdem Element 66 verbindet. In diesem Zustand wird der Teildes Ausgangsmoments der Kraftmaschine 41, der an den erstenKraftverteiler 44 verteilt wird, von dem Träger 44c desersten Kraftverteilers 44 zu der Kraftabgabewelle 51 über denGrößeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 59 derGangwechseleinheit 49 übertragen,und der Teil des Ausgangsmoments der Kraftmaschine 41,der an den zweiten Kraftverteiler 45 verteilt wird, wirdvon dem Träger 45c deszweiten Kraftverteilers 45 zu der Kraftabgabewelle 51 über denGrößeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 derGangwechseleinheit 50 übertragen.
[0099] Imzweiten drehzahlvariablen Bereich zwischen dem zweiten Untersetzungsverhältnis unddem dritten Untersetzungsverhältniswird die Kupplung 61 der Gangwechseleinheit 49 derartgesteuert/geregelt, dass sie das Zahnrad 53b des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 mitdem Element 62 verbindet, und die Kupplung 65 derGangwechseleinheit 50 wird derart gesteuert/geregelt, dasssie das Zahnrad 60c des Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 64 mitdem Element 66 verbindet. In diesem Zustand wird der Teildes Ausgangsmoments der Kraftmaschine 41, der an den ersten Kraftverteiler 44 verteiltwird, von dem Träger 44c desersten Kraftverteilers 44 an die Kraftabgabewelle 51 über denNiedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 derGangwechseleinheit 49 übertragen,und der Teil des Ausgangsmoments der Kraftmaschine 41,der an den zweiten Kraftverteiler 45 verteilt wird, wirdan die Kraftabgabewelle 51 entlang desselben Wegs wie derjenigedes ersten Untersetzungsbereichs übertragen.
[0100] Imdritten drehzahlvariablen Bereich zwischen dem dritten Untersetzungsverhältnis unddem vierten Untersetzungsverhältniswird die Kupplung 61 der Gangwechseleinheit 49 derartgesteuert/geregelt, dass sie das Zahnrad 53b des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 58 mitdem Element 62 verbindet, und die Kupplung 65 derGangwechseleinheit 50 wird derart gesteuert/geregelt, dasssie das Zahnrad 53c des Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63 mitdem Element 66 verbindet. In diesem Zustand wird der Teildes von der Kraftmaschine 41 abgegebenen Moments, der anden ersten Kraftverteiler 44 verteilt wird, an die Kraftabgabewelle 51 entlangdesselben Wegs wie derjenige fürden zweiten drehzahlvariablen Bereich übertragen, und der Teil desvon der Kraftmaschine 41 ausgegebenen Moments, der an denzweiten Kraftverteiler 45 verteilt wird, wird von dem Träger 45c deszweiten Kraftverteilers 45 an die Kraftabgabewelle 51 über denNiedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismus 63 derGangwechseleinheit 50 übertragen.Die anderen Vorgänge(das heißtdie Steuerung/Regelung der Kraftmaschine 41 und der Motoren 46, 47)sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform.
[0101] Dadas Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystems(eingangsseitiges erstes Teildrehübertragungssystem) von derKraftmaschine 41 zu dem Träger 44c des erstenKraftverteilers 44 verschieden ist von dem Un tersetzungsverhältnis desDrehübertragungssystems(eingangsseitiges zweites Teildrehübertragungssystem) von derKraftmaschine 41 zu dem Träger 45c des zweitenKraftverteilers 45, kann bei der Kraftübertragungsvorrichtung 43 gemäß dieserAusführungsformdas Fahrzeug mit einer variablen Drehzahl in einer Mehrzahl vondrehzahlvariablen Bereichen (einem ersten bis einem dritten drehzahlvariablenBereich) fahren, währenddie Komponenten der Gangwechseleinheiten 49 und 50 gemeinsambenutzt werden, wie bei der ersten Ausführungsform. Daher kann dasFahrzeug fahren mit der kleinen Kraftübertragungsvorrichtung 3, während dieDrehzahl in einem weiten. Bereich verändert wird. Daher kann dasFahrzeug fahren, währenddie Kraftmaschine 41 bei einem Betriebspunkt mit der höchstmöglichenEffizienz betrieben werden kann und die Fahreigenschaften (erforderlichesMoment) des Fahrzeugs sichergestellt sind. Da die beiden Untersetzungsverhältnisseder Gangwechseleinheit 49 dieselben sein können wiedie beiden Untersetzungsverhältnisseder Gangwechseleinheit 50, können weiterhin die Gangwechseleinheiten 49 und 50 dieselbenKomponenten aufweisen. Da eine Mehrzahl von drehzahlvariablen Bereichenvorgesehen sein kann, kann weiterhin wie bei der ersten Ausführungsformdas Verhältniszwischen dem maximalen Untersetzungsverhältnis und dem minimalen Untersetzungsverhältnis vonder Kraftmaschine 41 zur Kraftabgabewelle 51 für jedendrehzahlvariablen Bereich klein gehalten werden. Daher kann derEnergieverlust bei der Übertragungvon Energie der Kraftmaschine 41 zur Kraftabgabewelle 51 verringertwerden, so dass die Energie der Kraftmaschine 41 zur Kraftabgabewelle 51 mithoher Effizienz übertragenwerden kann und daher die Energieeffizienz des Fahrzeugs verbessertwerden kann.
[0102] Dadas Untersetzungsverhältnisk4 der Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismen 59 und 64 unddas Untersetzungsverhältnisk3 der Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismen 58, 63 derGangwechseleinheiten 49 und 50 in einer solchenWeise bestimmt sind, dass das Verhältnis zwischen den Untersetzungsverhältnissenk3 und k4 (das heißtk4/k3) die zweite Potenz (oder eine Potenz) des Grund- Untersetzungsverhältnisses α ist, unddie Untersetzungsverhältnisseder Drehübertragungvon der Kraftmaschine 41 zu den Motoren 46 und 47 gleichsind, könnenferner die Kapazitätender Motoren 46 und 47 auf ein Minimum in jedemdrehzahlvariablen Bereich reduziert werden, so dass relativ kleineMotoren als die Motoren 46 und 47 verwendet werdenkönnen,wie bei der ersten Ausführungsform.
[0103] Wiein 7 gezeigt ist, sindferner in dieser Ausführungsformdie Wellenmitte C1 des ersten Kraftverteilers 44 und deserste Motors 46 und die Wellenmitte C2 des zweiten Kraftverteilers 45 unddes zweiten Motors 47 symmetrisch bezüglich der Wellenmitte CO derKrafteingangswelle 52 (die der Wellenmitte der Kraftabgabewelle 51 entspricht)angeordnet. Im Ergebnis könnender erste Motor 46 und der zweite Motor 47 soeng wie möglichaneinander angeordnet werden, währendsichergestellt wird, dass die Wellenmitten der Motoren 46 und 47 sichin einem gleichen Abstand von der Wellenmitte CO der Krafteingangswelle 52 befinden,so dass die Kraftübertragungsvorrichtung 43 verkleinertwerden kann.
[0104] Inden oben beschriebenen Ausführungsformenist das Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zum Trägerdes Kraftverteilers beim ersten Kraftverteiler größer alsbeim zweiten Kraftverteiler. Jedoch kann im Gegensatz das Untersetzungsverhältnis für den zweitenKraftverteiler größer seinals dasjenige fürden ersten Kraftverteiler. In einem solchen Fall kann zum Beispielder zweite Kraftverteiler durch eine Planetengetriebeeinheit vomEinzelritzeltyp gebildet sein, und der erste Kraftverteiler kanndurch eine Planetengetriebeeinheit vom Doppelritzeltyp gebildetsein.
[0105] Fernerkönnenbei der ersten Ausführungsformgetrennte Gangwechseleinheiten an der Seite des Trägers (ersteAusgangswelle) jedes Kraftverteilers vorgesehen sein, wie bei derzweiten Ausführungsform.Im Gegensatz hierzu kann bei der zweiten Ausführungsform lediglich eine Gangwechseleinheitauf der Seite eines der Kraftverteiler vorgesehen sein, wie beider ersten Ausführungsform.
[0106] Fernerist bei den oben beschriebenen Ausführungsformen das Verhältnis zwischendem Untersetzungsverhältnisder Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismenund dem Untersetzungsverhältnisder Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismen derGangwechseleinheiten eine Potenz (die zweite Potenz) des Grund-Untersetzungsverhältnisses α, so dassdie Untersetzungsverhältnissean den Enden jedes drehzahlvariablen Bereichs gleich sind, wodurcheine Kapazitätsverringerungder Motoren erreicht wird. Wenn jedoch die Energieübertragungseffizienzvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle in einem normalen Fahrbereichdes Fahrzeugs (das heißteinem Fahren des Fahrzeugs in einem drehzahlvariablen Bereich, für den dasUntersetzungsverhältnisder Drehübertragungvon der Kraftmaschine zur Kraftabgabewelle niedriger als beim niedrigerenUntersetzungsverhältnisliegt) fürwichtig erachtet wird, kann das Verhältnis (> 1) zwischen den Untersetzungsverhältnissenan den Enden der drehzahlvariablen Bereiche näher beim unteren Untersetzungsverhältnis kleinersein als das Verhältnis(1 >) zwischen denDrehzahl-Untersetzungsverhältnissenan Enden des drehzahlvariablen Bereichs näher beim größeren Untersetzungsverhältnis. Dieskann erreicht werden durch Einstellen eines kleineren Grund-Untersetzungsverhältnisses α und durchEinstellen des Verhältnisseszwischen dem Untersetzungsverhältnisder Niedrigeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismen unddes Untersetzungsverhältnissesder Größeres-Untersetzungsverhältnis-Drehübertragungsmechanismender Gangwechseleinheiten größer alseine Potenz (die zweite Potenz) des Grund-Untersetzungsverhältnisses α. Jedochwird in einem solchen Fall das Verhältnis zwischen den Untersetzungsverhältnissenan den Enden des drehzahlvariablen Bereichs näher beim größeren Drehzahl-Untersetzungsverhältnis größer. Dahersteigt von der durch die Kraftmaschine abgegebenen Ausgangsenergiedie zu den Motoren übergebeneEnergie an, so dass die Übertragungseffizienzder Kraftabgabewelle sich verringert, und die erforderliche Kapazität der Motorenansteigt.
[0107] Umeine Kraftübertragungsvorrichtungbereitzsutellen, die den Bereich von Drehzahlvariation zwischeneiner Kraftmaschine und einer Kraftabgabewelle erhöht und dieeffektiv eine Verringerung der Größe und Kosten der Vorrichtungsanordnungerreicht. Die Drehzahlverringerungsverhältnisse von einer Kraftmaschine 1 zueiner ersten Ausgangswelle 4c, 5c des ersten unddes zweiten Kraftverteilers 4, 5 sind voneinanderverschieden. Eine Gangwechseleinheit 10 ist zwischen derersten Ausgangswelle 4c des ersten Kraftverteilers 4 undeiner mit Antriebsrädern 2, 2 desFahrzeugs verbundenen Kraftabgabewelle 11 angeordnet, und eineDrehübertragungdazwischen wird bei einer Mehrzahl von Stufen des Untersetzungsverhältnisseserreicht. Die Drehübertragungvon der ersten Ausgangswelle 5c des zweiten Kraftverteilers 5 zurKraftabgabewelle 11 wird über Zahnräder 20, 15b oderDrehübertragungsmechanismen 15, 14 einerGangwechseleinheit 10 bei einer Mehrzahl von Stufen desUntersetzungsverhältnisseserreicht. Das Fahrzeug läuftmit einer unterschiedlichen Drehzahl unter Verwendung der Antriebskraftvon der Kraftmaschine 1, während die Motoren 6 und 7 jeweilsein Fahrmoment oder ein Regenerationsmoment an eine zweite Ausgangswelle 4s desersten Kraftverteilers 4 oder einer zweiten Ausgangswelle 5s deszweiten Kraftverteilers 5 ausüben.

权利要求:
Claims (10)
[1] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug, umfassend: einen ersten und einen zweiten Kraftverteiler,von denen jeder an einer Eingangswelle eine Drehantriebskraft voneiner Kraftmaschine empfängt, eineKraftabgabewelle zum Empfang der Drehantriebskraft von einer erstenAusgangswelle von zwei Ausgangswellen des ersten Kraftverteilersund von einer ersten Ausgangswelle von zwei Ausgangswellen des zweitenKraftverteilers und Ausgeben der empfangenen Drehantriebskraft anAntriebsräderdes Fahrzeugs, einen ersten Motor zum Zuführen eines Antriebsmomentsoder eines Regenerationsmoment an eine zweite Ausgangswelle desersten Kraftverteilers, und einen zweiten Motor zum Zuführen einesAntriebsmoment oder eines Regenerationsmoment an eine zweite Ausgangswelledes zweiten Kraftverteilers, ein Drehübertragungssystem von der Kraftmaschinezur Kraftabgabewelle überden ersten Kraftverteiler und ein Drehübertragungssystem von der Kraftmaschinezur Kraftabgabewelle überden zweiten Kraftverteiler, die mit unterschiedlichen Untersetzungsverhältniswertenkonfiguriert sind, wobei ein Drehübertragungssystem von der Kraftmaschinezur ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers über dessenEingangswelle und ein Drehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers über dessenEingangswelle mit unterschiedlichen Werten für das Untersetzungsverhältnis konfiguriertsind, wobei eine erste Gangwechseleinheit zum Schalten desUntersetzungsverhältnissesvon der ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers zur Kraftabgabewellein einer Mehrzahl von Stufen mit wenigstens einem Drehübertragungssystemauf der Seite des ersten Kraftverteilers des Drehübertragungssystemsvon der ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelleund einem Drehübertragungssystemvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewellevorgesehen ist, und wobei das Drehübertragungssystem von der erstenAusgangswelle des zweiten Kraftverteilers der Kraftabgabewelle eineDrehübertragungvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle über einDrehelement wenigstens eines aus Drehübertragungsmechanismen für die Stufender ersten Gangwechseleinheit erreicht, wobei das Drehelementkonzentrisch mit der Kraftabgabewelle angeordnet ist.
[2] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Drehübertragungssystem von der erstenAusgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle umfasstDrehübertragungsmittelauf der Seite des zweiten Kraftverteilers zum Erzielen einer Drehübertragungvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle über einzur Kraftabgabewelle konzentrisches Drehelement eines Drehübertragungsmechanismusfür einevorbestimmte Stufe der Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der ersten Gangwechseleinheit bei einem Untersetzungsverhältnis gleichdemjenigen des Drehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe.
[3] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 2, ferner umfassend: Kupplungsmittelzum Verbinden und Trennen des mit der Kraftabgabewelle konzentrischenDrehelements des Drehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe der ersten Gangwechseleinheit mit und von derKraftabgabewelle, und Kupplungsmittel zum Verbinden und Trenneneines mit der ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers desDrehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe konzentrischen Drehelements mit und von der erstenAusgangswelle.
[4] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Verhältnisse zwischenden Untersetzungsverhältnissender Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der ersten Gangwechseleinheit Werte sind, die im Wesentlichengleich Potenzen von α sind,wobei α dasVerhältniszwischen dem Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers über dessenEingangswelle und dem Untersetzungsverhältnis des Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers über dessenEingangswelle ist.
[5] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Drehübertragungssystem von der erstenAusgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle einezweite Gangwechseleinheit umfasst zum Schalten des Untersetzungsverhältnissesvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewellein einer Mehrzahl von Stufen und wobei wenigstens einer der Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der zweiten Gangwechseleinheit derart konfiguriert ist, dasser eine Drehübertragungvon der ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers zur Kraftabgabewelle über einDrehelement eines mit der Kraftabgabewelle konzentrischen Drehübertragungsmechanismusfür einevorbestimmte Stufe der Drehübertragungsmechanismenfür dieStufen der ersten Gangwechseleinheit bei einem Untersetzungsverhältnis gleichdemjenigen des Drehübertragungsmechanismusfür dievorbestimmte Stufe erreicht.
[6] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 5, wobei die erste Gangwechseleinheitund die zweite Gangwechseleinheit eine gleiche Anzahl von Stufendes Untersetzungsverhältnisses aufweisen,wobei die Sätzevon Werten der Untersetzungsverhältnisseder Mehrzahl von Stufen der ersten Gangwechseleinheit dieselbensind wie die Sätzevon Werten der Untersetzungsverhältnisseder Mehrzahl von Stufen der zweiten Gangwechseleinheit, wobei derDrehübertragungsmechanismusfür jedeStufe der ersten Gangwechseleinheit und der Drehübertragungsmechanismus derzweiten Gangwechseleinheit fürdie Stufe desselben Untersetzungsverhältnisses wie des Drehübertragungsmechanismusder ersten Gangwechseleinheit derart angeordnet sind, dass sie eineDrehübertragungvon der ersten Ausgangswelle jedes Kraftverteilers zu der Kraftabgabewelle über dasgemeinsam benutzte, mit der Kraftabgabewelle konzentrische Drehelementerreichen.
[7] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Verhältnisse zwischenden Untersetzungsverhältnissender Drehüberragungsmechanismenfür dieStufen sowohl der ersten als auch der zweiten GangwechseleinheitWerte im Wesentlichen gleich Potenzen von α sind, wobei α das Verhältnis zwischendem Untersetzungsverhältnisdes Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilers über dessenEingangswelle und des Untersetzungsverhältnisses des Drehübertragungssystemsvon der Kraftmaschine zur ersten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers über dessenEingangswelle ist.
[8] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei sowohl der erste als auch derzweite Kraftverteiler jeweils durch eine Planetengetriebeeinheitgebildet werden, die ein Ringrad, einen Träger und ein Sonnenrad umfasst,die jeweils als die Eingangswelle, die erste Ausgangswelle und diezweite Ausgangswelle dienen, wobei die die einen beliebigen derKraftverteiler bildende Planetengetriebeeinheit eine Mehrzahl vondurch den Trägeran einer Welle gelagerten Ritzeln umfasst, von denen jedes mit demRingrad und dem Sonnenrad kämmt,und wobei die den anderen der Kraftverteiler bildende Planetengetriebeeinheit eineMehrzahl von Paaren von durch den Träger an einer Welle gelagertenRitzeln umfasst, wobei die Ritzel in jedem Paar miteinander undmit dem Ringrad und dem Sonnenrad kämmen.
[9] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Drehübertragungssystem von der Kraftmaschinezum ersten Motor überdie Eingangswelle und zweite Ausgangswelle des ersten Kraftverteilersund das Drehübertragungssystemvon der Kraftmaschine zum zweiten Motor über die Eingangswelle und zweiteAusgangswelle des zweiten Kraftverteilers derart konfiguriert sind,dass sie im Wesentlichen dasselbe Untersetzungsverhältnis aufweisen.
[10] Kraftübertragungsvorrichtungfür einHybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Drehwelle des ersten Motorskonzentrisch mit der zweiten Ausgangswelle des ersten Kraftverteilersangeordnet ist, die Drehwelle des zweiten Motors konzentrisch mitder zweiten Ausgangswelle des zweiten Kraftverteilers angeordnetist, wobei die Kraftübertragungsvorrichtungeine Krafteingangswelle zum Verteilen der Drehantriebskraft vonder Kraftmaschine zu den Eingangswellen der Kraftverteiler umfasst,und wobei der erste und der zweite Motor in einer solchen Weiseangeordnet sind, dass die Wellenmitten ihrer Drehwellen symmetrischbezüglichder Wellenmitte der Krafteingangswelle sind.

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公开号 | 公开日

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US20040251862A1|2004-12-16|

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US7034481B2|2006-04-25|

引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2007-12-06| 8110| Request for examination paragraph 44|

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2012-04-19| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20120103 |

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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