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Die
Erfindung betrifft ein Leistungsabgabesystem eines Elektrohybridfahrzeuges,
und insbesondere ein Leistungsabgabesystem eines Elektrohybridfahrzeuges
mit zwei Drehzahlbereichen zusätzlich
zu den Drehzahlbereichen eines Getriebes.
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Die
EP 0 184 675 B1 offenbart
ein Leistungsabgabesystem zum Abgeben von Leistung eines stufenlosen
Getriebes eines Fahrzeugs an eine Abtriebswelle, das ein erstes
und ein zweites Zahnrad aufweist, die mit einer Ausgangswelle gekuppelt sind.
Ein drittes und ein viertes Zahnrad sind vorgesehen, um Leistung
von dem ersten bzw. zweiten Zahnrad selektiv aufzunehmen und jeweils
an die Abtriebswelle abzugeben. Ein viertes Zahnrad ist vorgesehen.
Mit einer Betätigungseinrichtung
wird erreicht, dass das dritte oder das zweite Zahnrad mit dem dritten
bzw. vierten Zahnrad im Eingriff sind.
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Im
Allgemeinen benutzt ein Elektrohybridfahrzeug zwei Antriebsquellen,
nämlich
einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor.
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Herkömmlich kann
ein stufenloses Getriebe (CVT) als ein Getriebe eines Elektrohybridfahrzeuges
verwendet werden.
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Außerdem wird
Leistung, die mittels einer Kette von dem CVT abgegeben wird, über Zahnräder, die
mit zwei Wellen gekuppelt sind, an ein Differentialgehäuse abgegeben.
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Ein
Untersetzungsverhältnis
der Zahnräder, die
mit den beiden Wellen gekuppelt sind, wird durch die Größe der Zahnräder bestimmt,
und ein Problem hinsichtlich Geräusch,
Vibration und Härte
(NVH) tritt auf.
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Das
Untersetzungsverhältnis
der Zahnräder, die
mit den beiden Wellen gekuppelt sind, wird durch die Außendurchmesser
der Zahnräder
bestimmt.
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Jedoch
tritt, wenn das Untersetzungsverhältnis der Räder, die mit den beiden Wellen
gekuppelt sind, auf 1 festgelegt wird, das Problem auf, dass weder
eine Drehzahlerhöhung
noch eine Drehzahlreduzierung realisiert werden kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist, ein Leistungsabgabesystem eines Elektrohybridfahrzeuges
zu schaffen, bei dem eine Drehzahlreduzierungsstrecke und eine Drehzahlerhöhungsstrecke
gleichzeitig erfolgt.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Mit
der Erfindung wird ein Leistungsabgabesystem eines Elektrohybridfahrzeuges
geschaffen, bei dem eine Drehzahlreduzierungsstrecke und eine Drehzahlerhöhungsstrecke
gleichzeitig realisiert werden.
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Ein
beispielhaftes Leistungsabgabesystem zum Abgeben von Leistung eines
stufenlosen Getriebes (CVT) eines Elektrohybridfahrzeuges an eine Abtriebswelle
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist auf: ein Leistungsabgabesystem zum Abgeben von
Leistung eines stufenlosen Getriebes (CVT) eines Elektrohybridfahrzeuges
an eine Abtriebswelle ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad,
die mit einer Ausgangswelle des CVT gekuppelt sind, so dass sie
sich zusammen mit der Ausgangswelle drehen, ein drittes Zahnrad,
das selektiv mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, um die Leistung von
dem ersten Zahnrad selektiv aufzunehmen und die von dem ersten Zahnrad
aufgenommene Leistung an die Abtriebswelle abzugeben, ein viertes Zahnrad,
das einstückig
mit dem dritten Zahnrad ausgebildet ist, um sich zusammen mit dem
dritten Zahnrad zu drehen, und selektiv mit dem zweiten Zahnrad in
Eingriff steht, um die Leistung von dem zweiten Zahnrad selektiv
aufzunehmen und die von dem zweiten Zahnrad aufgenommene Leistung
an die Abtriebswelle abzugeben, eine Betätigungsvorrichtung zum Bewegen
des dritten Zahnrades und des vierten Zahnrades derart, dass das
dritte Zahnrad mit dem ersten Zahnrad oder das vierte Zahnrad mit
dem zweiten Zahnrad in Eingriff steht, und eine Steuereinrichtung
zur Steuerung des Betriebs der Betätigungsvorrichtung. Die Steuereinrichtung
ist programmiert, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als
eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, um die Betätigungsvorrichtung
derart zu steuern, dass sich das dritte Zahnrad dreht, ohne mit
dem ersten Zahnrad in Eingriff zu stehen, und das vierte Zahnrad
mit dem zweiten Zahnrad in Eingriff steht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
größer als
die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und um die Betätigungsvorrichtung
derart zu steuern, dass sich das vierte Zahnrad dreht, ohne mit
dem zweiten Zahnrad in Eingriff zu stehen, und das dritte Zahnrad mit
dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
nicht größer als
die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
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Die
Betätigungsvorrichtung
kann eine Zahnstange, die mit dem dritten Zahnrad und dem vierten Zahnrad
verbunden ist, ein Ritzel, das mit der Zahnstange verbunden ist,
und einen Motor aufweisen, der das Ritzel derart dreht, dass das
dritte Zahnrad mit dem ersten Zahnrad oder das vierte Zahnrad mit dem
zweiten Zahnrad in Eingriff steht.
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In
dem Falle, dass das dritte Zahnrad mit dem ersten Zahnrad in Eingriff
steht, kann sich das vierte Zahnrad drehen, ohne mit dem zweiten
Zahnrad in Eingriff zu stehen.
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In
dem Falle, dass das vierte Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad in Eingriff
steht, kann sich das dritte Zahnrad drehen, ohne mit dem ersten
Zahnrad in Eingriff zu stehen.
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Der
Durchmesser des ersten Zahnrades kann kleiner oder gleich dem Durchmesser
des dritten Zahnrades sein, und der Durchmesser des zweiten Zahnrades
kann größer oder
gleich dem Durchmesser des vierten Zahnrades sein.
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Der
Durchmesser des zweiten Zahnrades kann größer oder gleich dem Durchmesser
des dritten Zahnrades sein, und der Durchmesser des vierten Zahnrades
kann kleiner oder gleich dem Durchmesser des ersten Zahnrades sein.
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Ein
Anschlag zum Begrenzen der Bewegung des dritten Zahnrades und des
vierten Zahnrades kann an der Abtriebswelle angeordnet sein.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Schnitt eines Leistungsabgabesystems eines Elektrohybridfahrzeuges
gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
des Abschnitts A in 1; und
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3 ein
Flussdiagramm zur Erläuterung des
Betriebs einer Steuereinrichtung eines Elektrohybridfahrzeuges gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung ausführlich
beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, weist ein Leistungsabgabesystem eines
Elektrohybridfahrzeuges gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ein erstes Zahnrad 101, ein zweites Zahnrad 103,
ein drittes Zahnrad 115, ein viertes Zahnrad 117,
eine Betätigungsvorrichtung 120 und
eine Steuereinrichtung 200 auf.
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Das
erste Zahnrad 101 und das zweite Zahnrad 103 sind
mit einer Ausgangswelle 105 eines stufenlosen Getriebes
(CVT) 50 gekuppelt, so dass sie sich zusammen mit der Ausgangswelle 105 drehen.
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Das
dritte Zahnrad 115 steht selektiv mit dem ersten Zahnrad 101 in
Eingriff, um dadurch die Leistung von dem ersten Zahnrad 101 selektiv
aufzunehmen und die aufgenommene Leistung an eine Abtriebswelle 119 abzugeben.
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Das
vierte Zahnrad 117 ist einstückig mit dem dritten Zahnrad 115 ausgebildet,
um sich zusammen mit dem dritten Zahnrad 115 zu drehen,
und steht selektiv mit dem zweiten Zahnrad 103 in Eingriff,
um dadurch die Leistung von dem zweiten Zahnrad 103 selektiv
aufzunehmen und die aufgenommene Leistung an die Abtriebswelle 119 abzugeben.
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Die
Betätigungsvorrichtung 120 bewegt
das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 derart, dass
das dritte Zahnrad 115 mit dem ersten Zahnrad 101 oder
das vierte Zahnrad 117 mit dem zweiten Zahnrad 103 in
Eingriff steht.
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Ein
Elektrohybridfahrzeug weist das CVT 50 auf, von dem Leistung über eine
Kette 100 an die Ausgangswelle 105 abgegeben wird.
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Die
an die Ausgangswelle 105 abgegebene Leistung dreht das
erste Zahnrad 101 und das zweite Zahnrad 103.
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Das
erste Zahnrad 101 und das zweite Zahnrad 103 können fest
miteinander gekuppelt oder mit der Ausgangswelle 105 verzahnt
sein, um sich dadurch zusammen mit der Ausgangswelle 105 zu
drehen.
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Das
dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 sind
einstückig
miteinander ausgebildet und mit der Abtriebswelle 119 verzahnt,
so sich dass das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 zusammen
miteinander drehen und in Axialrichtung der Abtriebswelle 119 bewegbar
sind.
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Das
erste Zahnrad 101 steht selektiv mit dem dritten Zahnrad 115 in
Eingriff, und wenn das erste Zahnrad 101 nicht mit dem
dritten Zahnrad 115 in Eingriff steht, steht das zweite
Zahnrad 103 mit dem vierten Zahnrad 117 in Eingriff.
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Das
heißt,
die an das erste Zahnrad 101 oder das zweite Zahnrad 103 abgegebene
Leistung wird an das dritte Zahnrad 115 oder das vierte
Zahnrad 117 abgegeben, um dadurch die Abtriebswelle 119 zu
drehen.
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Die
Steuereinrichtung 200 kann als wenigstens ein Mikroprozessor
realisiert werden, der von einem vorbestimmten Programm betrieben
wird, das derart programmiert sein kann, dass es einen Satz von
Instruktionen zur Durchführung
von Schritten zur Steuerung der Betätigungsvorrichtung des Leistungsabgabesystems
gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst, was später ausführlicher
beschrieben wird.
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Die
Betätigungsvorrichtung 120 weist
eine Zahnstange 113, ein Ritzel 109 und einen
Motor 111 auf.
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Die
Zahnstange 113 ist mit dem dritten Zahnrad 115 und
dem vierten Zahnrad 117 verbunden, und das Ritzel 109 ist
mit der Zahnstange 113 verbunden.
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Der
Motor 111 dreht das Ritzel 109 derart, dass das
dritte Zahnrad 115 mit dem ersten Zahnrad 101 oder
das vierte Zahnrad 117 mit dem zweiten Zahnrad 103 in
Eingriff steht.
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Wenn
sich die Zahnstange 113 durch die Drehung des Ritzels 109 in
Richtung nach links in 2 bewegt, bewegen sich das dritte
Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 in Richtung
nach links.
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Außerdem,
wenn sich das Ritzel 109 in einer entgegengesetzten Richtung
dreht, bewegt sich die Zahnstange 113 in Richtung nach
rechts in 2, und dadurch bewegen sich
das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 in
Richtung nach rechts.
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Wenn
sich das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 in
Richtung nach links bewegen, gelangt das dritte Zahnrad 115 mit
dem ersten Zahnrad 101 in Eingriff und das vierte Zahnrad 117 gelangt von
dem zweiten Zahnrad 103 außer Eingriff. Andererseits,
wenn sich das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 in
Richtung nach rechts bewegen, gelangt das vierte Zahnrad 117 mit
dem zweiten Zahnrad 103 in Eingriff und das dritte Zahnrad 115 gelangt
von dem ersten Zahnrad 101 außer Eingriff.
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Ein
Ausgangswellenlager 107 ist an der Ausgangswelle 105 angeordnet,
und ein Abtriebswellenlager 121 ist an der Abtriebswelle 119 angeordnet.
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Daher
können
sich das erste Zahnrad 101 und das zweite Zahnrad 103 leicht
drehen, und das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 können sich
ebenfalls leicht drehen.
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Wenn
das dritte Zahnrad 115 mit dem ersten Zahnrad 101 in
Eingriff steht, dreht sich das vierte Zahnrad 117, ohne
mit dem zweiten Zahnrad 102 in Eingriff zu stehen. Andererseits,
wenn das vierte Zahnrad 117 mit dem zweiten Zahnrad 103 in
Eingriff steht, dreht sich das dritte Zahnrad 115, ohne
mit dem ersten Zahnrad 101 in Eingriff zu stehen.
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Während sich
das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 in
einem Eingriffszustand drehen, verteilen sie Öl innerhalb eines Getriebegehäuses 123.
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Der
Durchmesser des ersten Zahnrades 101 ist kleiner oder gleich
dem Durchmesser des dritten Zahnrades 115, und der Durchmesser
des zweiten Zahnrades 103 ist größer oder gleich dem Durchmesser
des vierten Zahnrades 117.
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Das
heißt,
eine Leistungsabgabestrecke von dem ersten Zahnrad 101 zu
dem dritten Zahnrad 115 ist eine Drehzahlreduzierungsstrecke,
und die von dem CVT abgegebene Leistung wird über die Drehzahlreduzierungsstrecke
entlang der strichpunktierten Pfeillinie in 1 an das
Differentialgehäuse 130 abgegeben.
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Außerdem ist
eine Leistungsabgabestrecke von dem zweiten Zahnrad 103 zu
dem vierten Zahnrad 117 eine Drehzahlerhöhungsstrecke,
und die von dem CVT abgegebene Leistung wird über die Drehzahlerhöhungsstrecke
entlang der durchgängigen Pfeillinie
in 1 und 2 an das Differentialgehäuse 130 abgegeben.
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Wenn
ein Fahrzeug eine Steigung hinauffährt oder schwer beladen ist,
kann die Drehzahlreduzierungsstrecke verwendet werden. Wenn das Fahrzeug
mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, kann die Drehzahlerhöhungsstrecke
verwendet werden.
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Genauer
gesagt ist der Durchmesser des zweiten Zahnrades 103 größer oder
gleich dem Durchmesser des dritten Zahnrades 115, und der Durchmesser
des vierten Zahnrades 117 ist kleiner oder gleich dem Durchmesser
des ersten Zahnrades 101.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung ist ein Anschlag 125 zum Begrenzen
der Bewegung des dritten Zahnrades 115 und des vierten
Zahnrades 117 mit der Abtriebswelle 119 gekuppelt.
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Das
heißt,
das dritte Zahnrad 115 und das vierte Zahnrad 117 werden
von der Betätigungsvorrichtung 120 bewegt,
und deren Bewegung in Axialrichtung der Abtriebswelle 119 kann
von dem Anschlag 125 gestoppt werden.
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Als
ein Beispiel kann der Anschlag 125 aus Gummi sein.
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Nachfolgend
wird ein Steuerungsverfahren erläutert,
das von der Steuereinrichtung 200 des Leistungsabgabesystems
eines Elektrohybridfahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der
Erfindung durchgeführt
wird.
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Mit
Bezug auf 3 bestimmt die Steuereinrichtung 200 in
Schritt S301, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich einer vorbestimmten
Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
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Das
heißt,
die Steuereinrichtung 200 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit
hoch oder niedrig ist. Die Drehzahlerhöhungsstrecke kann bei einer
hohen Geschwindigkeit verwendet werden, und die Drehzahlreduzierungsstrecke
kann bei einer niedrigen Geschwindigkeit verwendet werden.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung kann die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit auf
100 km/h festgelegt werden.
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Demzufolge
steuert in Schritt S303, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder
gleich der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die Steuereinrichtung 200 die
Betätigungsvorrichtung 120 derart,
dass sich das dritte Zahnrad 115 dreht, ohne mit dem ersten
Zahnrad 101 in Eingriff zu stehen, und das vierte Zahnrad 117 mit
dem zweiten Zahnrad 103 in Eingriff steht.
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Andererseits
steuert in Schritt S305, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht
größer oder gleich
der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die Steuereinrichtung 200 die
Betätigungsvorrichtung 120 derart,
dass sich das vierte Zahnrad 117 dreht, ohne mit den zweiten
Zahnrad 103 in Eingriff zu stehen, und das dritte Zahnrad 115 mit
dem ersten Zahnrad 101 in Eingriff steht.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung können
eine Drehzahlreduzierungsstrecke und eine Drehzahlerhöhungsstrecke ohne
wesentliche Änderungen
der Kapazität
und der Struktur eines Getriebes eines Elektrohybridfahrzeuges realisiert
werden.
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Durch
Realisieren der Drehzahlreduzierungsstrecke und der Drehzahlerhöhungsstrecke kann
der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.