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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges und insbesondere auf eine Verbesserung des Systems zum Zwecke der Verringerung seiner Größe.
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Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges bekannt, das Folgendes aufweist: (a) einen Übertragungsabschnitt (Getriebeabschnitt), der einen Teil einer Kraftübertragungsbahn bildet, und (b) einen elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt, der mit dem Elektromotor verbunden ist und einen Differenzialzustand zwischen Drehzahlen seiner Eingangswelle und seiner Ausgangswelle aufweist, wobei der Differenzialzustand gemäß einer Änderung einer Betriebsgeschwindigkeit (Drehzahl) des Elektromotors steuerbar ist. Es sind verschiedene Techniken vorgeschlagen worden, um die Größe eines derartigen Kraftübertragungssystems eines Kraftfahrzeuges zu verringern. Die Druckschrift
JP 2006-94 680 A offenbart ein Beispiel dieses Kraftübertragungssystems eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Stator des Elektromotors an einem Gehäuse über einen Abstandshalter montiert ist, und eine Drehwelle einer rotierenden Vorrichtung des Elektromotors drehbar durch eine Stützwand gestützt ist, die an dem Gehäuse befestigt ist. Der Abstandshalter und die Stützwand sind einstückig ausgebildet, so dass der Abstandshalter an dem Gehäuse befestigt werden kann, indem die Stützwand an dem Gehäuse befestigt wird. Somit macht das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges keinen Aufbau zum Befestigen des Abstandshalters an dem Gehäuse erforderlich, der separat von der Stützwand wäre, wodurch das System klein gestaltet werden kann.
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Obwohl der vorstehend beschriebene Stand der Technik in gewissem Grade eine Verringerung der Größe des Kraftübertragungssystems des Kraftfahrzeuges ermöglicht, ist die Größenverringerung begrenzt. Insbesondere leiden die Techniken des Standes der Technik an einer Schwierigkeit zum wirksamen Verringern der Gesamtlänge des Kraftübertragungssystems, d.h. seines Maßes in der axialen Richtung der Eingangswelle und Ausgangswelle. In dieser Hinsicht ergab sich ein Bedarf an einem Entwickeln eines Kraftübertragungssystems eines Kraftfahrzeuges, das so aufgebaut ist, dass seine Gesamtlänge minimal gestaltet ist.
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Die Druckschrift
EP 0 980 994 A2 offenbart ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse, wobei das Gehäuse durch einen schrägen Gehäuseabschnitt unterteilt wird, wobei sich auf der einen Seite des Gehäuseabschnittes ein Elektromotor mit einem Stator, einem Rotor und einer Ausgangswelle und auf der anderen Seite des Gehäuseabschnittes ein Getriebeabschnitt mit einer Kupplungsvorrichtung befindet und ein Fluidkanalabschnitt zur Kupplungsvorrichtung führt.
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Die Druckschrift
JP H10-949 A offenbart ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Schalthebel, einem mit einem Stator und einem Rotor ausgestatteten Elektromotor und einem Getriebegehäuse, das mindestens einen Teil dieses Schaltgetriebes bzw. des Motors aufnimmt. Ein hinteres Ende dieses Getriebegehäuses ist mit einem mit dem Stator arretierten rohrförmigen Hülsenteil, einem an einem hinteren Ende des Hülsenteils ausgebildeten Ringteil und einem konisch geformten Teil versehen.
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Hintergrund des Standes der Technik gemacht worden. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, das so aufgebaut ist, dass seine Gesamtlänge minimal gestaltet ist.
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Die vorstehend dargelegte Aufgabe ist gemäß einem der folgenden Modi der vorliegenden Erfindung gelöst, von denen jeder gemäß den beigefügten Ansprüchen nummeriert ist und von dem anderen Modus oder von den anderen Modi in geeigneter Weise abhängig ist, für ein leichteres Verständnis der in dieser Anmeldung offenbarten technischen Merkmale und zum Zwecke von möglichen Kombinationen dieser Merkmale.
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- (1) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges offenbart mit:
einem Getriebeabschnitt, der einen Teil einer Kraftübertragungsbahn bildet und Reibungskupplungsvorrichtungen aufweist,
einem Elektromotor, der mit der Kraftübertragungsbahn verbunden ist und einen Rotor und einen Stator aufweist, der einen Wicklungsabschnitt aufweist,
einem elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt, der mit dem Elektromotor verbunden ist und der einen Differenzialzustand zwischen den Drehzahlen seiner Eingangswelle und Ausgangswelle hat, wobei der Differenzialzustand gemäß einer Änderung einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors steuerbar ist,
einem Gehäuse, in dem der Getriebeabschnitt, der Elektromotor und der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt untergebracht sind, und
einem Stützelement zum Stützen des Rotors des Elektromotors, wobei das Stützelement einen Stützabschnitt, der an einem axialen Endabschnitt von diesem ausgebildet ist, an dem der Rotor drehbar um seine Achse gestützt ist, und einen schräg gestalteten Abschnitt aufweist, der einen Durchmesser hat, der in einer axialen Richtung von dem einen axialen Endabschnitt zu dem anderen axialen Endabschnitt zunimmt, an dem das Stützelement mit dem Gehäuse fixiert ist, und
wobei der Wicklungsabschnitt des Stators des Elektromotors in einem Raum angeordnet ist, der radial außerhalb des schräg gestalteten Abschnittes ausgebildet ist, während ein Fluidkanalabschnitt zum Liefern eines Arbeitsfluides zu den Reibungskupplungsvorrichtungen des Getriebeabschnittes in einem Raum angeordnet ist, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnittes ausgebildet ist.
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In dem gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (1) aufgebauten Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges, der der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, weist das Stützelement zum Stützen des Rotors des Elektromotors den Stützabschnitt, der an einem axialen Endabschnitt von ihm ausgebildet ist, an dem der Rotor drehbar um seine Achse gestützt ist, und den schräg gestalteten Abschnitt auf, der einen Durchmesser hat, der in der axialen Richtung von dem vorstehend erwähnten einen axialen Endabschnitt zu dem anderen axialen Endabschnitt zunimmt, an dem das Stützelement an dem Gehäuse befestigt ist. Der Wicklungsabschnitt des Stators des Elektromotors ist in dem Raum angeordnet, der radial von dem schräg gestalteten Abschnitt nach außen ausgebildet ist, während der Fluidkanalabschnitt zum Liefern des Arbeitsfluides zu den Reibungskupplungsvorrichtungen des Getriebeabschnittes in dem Raum angeordnet ist, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnitts ausgebildet ist. Das Vorsehen des Stützelementes mit dem schräg gestalteten Abschnitt ermöglicht eine Verringerung des axialen Maßes des Kraftübertragungssystems des Kraftfahrzeuges im Vergleich zu dem Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Stand der Technik, bei dem das Stützelement einen schräg gestalteten Abschnitt nicht aufweist. Somit schafft der vorliegende Modus (1) der vorliegenden Erfindung ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges, dessen Gesamtaxialmaß wirkungsvoll minimal gestaltet werden kann.
- (2) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (1) offenbart, bei dem der schräg gestaltete Abschnitt Fluidkanäle aufweist, die durch diesen hindurch so ausgebildet sind, dass sie sich von dem anderen axialen Endabschnitt zu einem radial inneren Teil des Stützelementes erstrecken, wobei jeder der Fluidkanäle eine kreisartige Form im Querschnitt und ein offenes Ende aufweist, das eine elliptische Form im Querschnitt entlang einer Ebene hat, die in Bezug auf eine Erstreckungsrichtung des Fluidkanals geneigt ist, wobei jeder Fluidkanal an dem offenen Ende mit einem Fluidkanal in Verbindung gehalten wird, der in dem Gehäuse ausgebildet ist.
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Bei dem Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (2) kann das axiale Maß kürzer als bei dem Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Stand der Technik gestaltet werden, bei dem das Stützelement einen schräg gestalteten Abschnitt nicht aufweist.
- (3) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (1) oder (2) offenbart, bei dem die Reibungskupplungsvorrichtungen des Getriebeabschnittes eine Kupplung und eine Bremse aufweisen, die benachbart zueinander in einer axialen Richtung des Getriebeabschnittes angeordnet sind, und das des Weiteren ein Halteelement aufweist, das eine Nabe der Kupplung und eine Nabe der Bremse derart hält, dass die Naben der Kupplung und der Bremse an jeweiligen axial entgegengesetzten Seiten des Halteelementes angeordnet sind.
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Bei dem Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeugs gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (3) kann das axiale Maß kleiner gestaltet werden als bei dem Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges des Standes der Technik, bei dem das Stützelement einen schräg gestalteten Abschnitt nicht aufweist.
- (4) Ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (1) bis (3) ist offenbart, bei dem das Stützelement des Weiteren eine Vielzahl an Fluidkanälen, die durch den schräg gestalteten Abschnitt hindurch derart ausgebildet sind, dass sie sich von dem anderen axialen Endabschnitt zu einem radial inneren Teil des Stützelementes erstrecken, und einen inneren zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich von dem einen axialen Endabschnitt in einer axialen Richtung des Stützelementes in den Raum hinein erstreckt, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnitts ausgebildet ist, wobei der innere zylindrische Abschnitt die Vielzahl an Fluidkanälen aufweist, die an seiner Außenumfangsfläche offen sind und jeweilige offene Enden haben, die voneinander in einer axialen Richtung des inneren zylindrischen Abschnitts beabstandet sind.
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Bei dem Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (4) sind die offenen Enden der Fluidkanäle, die durch den Innenzylinderabschnitt hindurch ausgebildet sind, in einem radial inneren Teil des Kraftübertragungssystems 10 angeordnet, wodurch das System 10 in wirkungsvoller Weise klein gestaltet werden kann.
- (5) Ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (1) bis (4) ist offenbart, das des Weiteren eine hydraulische Steuereinheit aufweist, die vorgesehen ist, um einen hydraulischen Druck zum Steuern eines Betriebs des Kraftübertragungssystems des Kraftfahrzeugs zu erzeugen, und die einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (5) kann das gesamte Axialmaß des Kraftübertragungssystems, das mit der hydraulischen Steuereinheit versehen ist, wirksam minimal gestaltet werden.
- (6) Ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (1) bis (5) ist offenbart, bei dem der Getriebeabschnitt ein gestuft variables Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) ist, das eine Vielzahl an Gangpositionen aufweist, die wahlweise verwirklicht werden.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (6) kann das gesamte axiale Maß des Kraftübertragungssystems, das mit dem gestuft variablen Getriebe versehen ist, wirksam minimal gestaltet werden.
- (7) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (1) bis (7) offenbart, bei dem der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt einen Planetengetriebesatz mit Drehelementen aufweist und zumindest einen Elektromotor aufweist, der an zumindest einem der Drehelemente des Planetengetriebesatzes befestigt ist.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (7) kann das gesamte axiale Maß des Kraftübertragungssystems, das mit dem Differenzialabschnitt versehen ist, der den Planetengetriebesatz und den Elektromotor (die Elektromotoren) aufweist, wirksam minimal gestaltet werden.
- (8) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (1) bis (7) offenbart, bei dem der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt als das kontinuierlich variable Getriebe (Getriebe zum kontinuierlich variablen Schalten) gemäß einer Änderung der Betriebsgeschwindigkeit (Drehzahl) des Elektromotors wirkt.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (8) kann das gesamte axiale Maß des Kraftübertragungssystems, das mit dem elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt versehen ist, der als das kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, wirkungsvoll minimal gestaltet werden.
- (9) Ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges ist offenbart, das mit Folgendem versehen ist:
einem Getriebeabschnitt, der einen Teil einer Kraftübertragungsbahn bildet,
einem Elektromotor, der mit der Kraftübertragungsbahn verbunden ist und einen Rotor aufweist,
einem elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt, der mit dem Elektromotor verbunden ist und einen Differenzialzustand zwischen Drehzahlen seiner Eingangswelle und seiner Ausgangswelle hat, wobei der Differenzialzustand gemäß einer Änderung einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors steuerbar ist,
einem Gehäuse, in dem der Getriebeabschnitt, der Elektromotor und der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt untergebracht sind, und
einem Stützelement zum Stützen des Rotors des Elektromotors, wobei das Stützelement einen Stützabschnitt, der an einem axialen Endabschnitt von diesem ausgebildet ist, an dem der Rotor drehbar um seine Achse gestützt ist, und einen schräg gestalteten Abschnitt aufweist, der einen Durchmesser hat, der in einer axialen Richtung von dem einen axialen Endabschnitt zu dem anderen axialen Endabschnitt zunimmt, an dem das Stützelement mit dem Gehäuse fixiert ist, und
wobei das Stützelement Fluidkanäle aufweist, die durch den schräg gestalteten Abschnitt hindurch so ausgebildet sind, dass sie sich von dem anderen axialen Endabschnitt zu einem radial inneren Teil des Stützelementes erstrecken, wobei jeder der Fluidkanäle eine kreisartige Form im Querschnitt in einer Ebene hat, die senkrecht zu seiner Erstreckungsrichtung steht,
wobei jeder Fluidkanal ein offenes Ende hat, das dem anderen axialen Endabschnitt entspricht und eine elliptische Form im Querschnitt in einer Ebene hat, die in Bezug auf die Erstreckungsrichtung des Fluidkanals geneigt ist, wobei jeder Fluidkanal an dem offenen Ende mit einem Fluidkanal in Verbindung steht, der durch das Gehäuse hindurch ausgebildet ist.
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Bei dem Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges, das gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (9) aufgebaut ist, der ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, weist das Stützelement zum Stützen des Rotors des Elektromotors den Stützabschnitt, der an einem axialen Endabschnitt von ihm ausgebildet ist, an dem der Rotor drehbar um seine Achse gestützt ist, und den schräg gestalteten Abschnitt auf, der einen Durchmesser hat, der in der axialen Richtung von dem vorstehend aufgezeigten einen axialen Endabschnitt zu dem anderen axialen Endabschnitt hin zunimmt, an dem das Stützelement an dem Gehäuse befestigt ist. Das Stützelement hat Fluidkanäle, die durch den schräg gestalteten Abschnitt so hindurch ausgebildet sind, dass sie sich von dem vorstehend aufgezeigten anderen axialen Endabschnitt zu dem radial inneren Abschnitt des Stützelementes erstrecken. Jeder der Fluidkanäle, der eine kreisartige Form im Querschnitt aufweist, hat ein offenes Ende, das dem vorstehend aufgezeigten anderen axialen Endabschnitt entspricht und eine elliptische Form im Querschnitt entlang der Ebene hat, die in Bezug auf die Richtung der Erstreckung des Fluidkanals geneigt ist, und steht an dem offenen Ende mit dem Fluidkanal in Verbindung, der durch das Gehäuse hindurch ausgebildet ist. Das Vorsehen des Stützelementes, das den schräg gestalteten Abschnitt aufweist, ermöglicht eine Verringerung des axialen Maßes des Kraftübertragungssystems des Kraftfahrzeuges im Vergleich zu dem Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, bei dem das Stützelement einen schräg gestalten Abschnitt nicht aufweist. Somit schafft der vorliegende Modus (9) der vorliegenden Erfindung ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges, dessen gesamtes axiales Maß wirkungsvoll minimal gestaltet werden kann.
- (10) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (9) offenbart, bei dem das Stützelement des Weiteren einen inneren zylindrischen Abschnitt aufweist, der sich von dem einen axialen Endabschnitt in einer axialen Richtung des Stützelementes in den Raum hinein erstreckt, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnittes ausgebildet ist, wobei der innere zylindrische Abschnitt eine Vielzahl an Fluidkanälen hat, die an seiner Außenumfangsfläche offen sind und jeweilige offene Enden haben, die voneinander in einer axialen Richtung des inneren zylindrischen Abschnitts beabstandet sind.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (10) hat den gleichen Vorteil wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (4).
- (11) Ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (9) oder (10) ist offenbart, das des Weiteren eine hydraulische Steuereinheit aufweist, die vorgesehen ist, um einen hydraulischen Druck zum Steuern eines Betriebs des Kraftübertragungssystems des Kraftfahrzeuges zu erzeugen und die einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (11) hat den gleichen Vorteil wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (5).
- (12) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (9) bis (11) offenbart, bei dem der Getriebeabschnitt ein gestuft variables Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) ist, das eine Vielzahl an Gangpositionen aufweist, die wahlweise verwirklicht werden.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (12) hat die gleichen Vorteile wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (6).
- (13) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (9) bis (12) offenbart, bei dem der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt einen Planetengetriebesatz, der Drehelemente aufweist, und zumindest einen Elektromotor aufweist, der an zumindest einem der Drehelemente des Planetengetriebesatzes befestigt ist.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (13) hat den gleichen Vorteil wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (7).
- (14) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (9) bis (13) offenbart, bei dem der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt als ein kontinuierlich variables Getriebe (Getriebe zum kontinuierlich variablen Schalten) gemäß einer Änderung der Betriebsgeschwindigkeit (Drehzahl) des Elektromotors wirkt.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (14) hat den gleichen Vorteil wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (8).
- (15) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges offenbart, das mit Folgendem versehen ist:
einem Getriebeabschnitt, der einen Teil einer Kraftübertragungsbahn bildet und eine Kupplung und eine Bremse aufweist, die benachbart zueinander in seiner axialen Richtung angeordnet sind,
einem Elektromotor, der mit der Kraftübertragungsbahn verbunden ist und einen Rotor aufweist,
einem elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt, der mit dem Elektromotor verbunden ist und einen Differenzialzustand zwischen Drehzahlen seiner Eingangswelle und seiner Ausgangswelle hat, wobei der Differenzialzustand gemäß einer Änderung einer Betriebsdrehzahl des Elektromotors steuerbar ist,
einem Gehäuse, in dem der Getriebeabschnitt, der Elektromotor und der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt untergebracht sind, und
einem Stützelement zum Stützen des Rotors des Elektromotors, wobei das Stützelement einen Stützabschnitt, der an einem axialen Endabschnitt von diesem ausgebildet ist, an dem der Rotor drehbar um seine Achse gestützt ist, und einen schräg gestalteten Abschnitt aufweist, der einen Durchmesser hat, der in einer axialen Richtung von dem einen axialen Endabschnitt zu dem anderen axialen Endabschnitt zunimmt, an dem das Stützelement mit dem Gehäuse fixiert ist, und
einem Halteelement zum Halten einer Nabe der Kupplung und einer Nabe der Bremse derart, dass die Naben der Kupplung und der Bremse an jeweiligen axial entgegengesetzten Seiten des Halteelementes angeordnet sind.
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Bei dem Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges, das gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (15) aufgebaut ist, der ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, weist das Stützelement zum Stützen des Rotors des Elektromotors den Stützabschnitt, der an einem axialen Endabschnitt von diesem ausgebildet ist, an dem der Rotor drehbar um seine Achse gestützt ist, und den schräg gestalteten Abschnitt auf, der einen Durchmesser hat, der in der axialen Richtung von dem vorstehend aufgezeigten einen axialen Endabschnitt zu dem anderen axialen Endabschnitt zunimmt, an dem das Stützelement an dem Gehäuse befestigt ist. Das bei dem vorliegenden Kraftübertragungssystem vorgesehene Halteelement hält die Naben der Kupplung und der Bremse des Getriebeabschnittes derart, dass die Naben der Kupplung und der Bremse an den jeweils axial entgegengesetzten Seiten des Halteelementes angeordnet sind. Das Vorsehen des Stützelementes, das den schräg gestalteten Abschnitt aufweist, ermöglicht eine Verringerung des axialen Maßes des Kraftübertragungssystems des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu dem Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, bei dem das Stützelement einen schräg gestalteten Abschnitt nicht aufweist. Somit schafft der vorliegende Modus (9) der vorliegenden Erfindung ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges, dessen gesamtes axiales Maß wirkungsvoll minimal gestaltet werden kann.
- (16) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (15) offenbart, bei dem der Getriebeabschnitt ein Eingangsdrehelement aufweist und der Elektromotor und die Kupplung jeweils an dem Eingangsdrehelement befestigt sind.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (16) kann das gesamte axiale Maß des Kraftübertragungssystems, bei dem der Elektromotor und die Kupplung an dem Eingangsdrehelement befestigt sind, wobei das System mit dem Elektromotor wirkungsvoll klein gestaltet werden kann.
- (17) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (15) oder (16) offenbart, bei dem der Getriebeabschnitt ein gestuft variables Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) mit einer Vielzahl an Gangpositionen ist, die wahlweise verwirklicht werden.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeugs gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (17) hat den gleichen Vorteil wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (6).
- (18) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (15) bis (17) offenbart, bei dem der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt einen Planetengetriebesatz mit Drehelementen und zumindest einen Elektromotor aufweist, der an zumindest einem der Drehelemente des Planetengetriebesatzes befestigt ist.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeuges gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (18) hat den gleichen Vorteil wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (7).
- (19) Es ist ein Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der vorstehend beschriebenen Modi (15) bis (18) offenbart, bei dem der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt als ein kontinuierlich variables Getriebe (Getriebe zum kontinuierlich variablen Schalten) gemäß einer Änderung der Betriebsgeschwindigkeit (Drehzahl) des Elektromotors wirkt.
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Das Kraftübertragungssystem des Kraftfahrzeugs gemäß dem vorstehend beschriebenen Modus (19) hat den gleichen Vorteil wie bei dem vorstehend beschriebenen Modus (8).
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Kraftübertragungssystems bei einem Hybridfahrzeug, wobei das Kraftübertragungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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2 zeigt eine Tabelle, die Betriebspositionen des Kraftübertragungssystems von 1, das in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand oder einen gestuft variablen Schaltzustand versetzt ist, in Bezug auf verschiedene Kombinationen an Betriebszuständen von hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen zum Verwirklichen der jeweiligen Betriebspositionen.
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3 zeigt ein co-lineares Diagramm von Relativdrehzahlen des Kraftübertragungssystems 1, das in den gestuft variablen Schaltzustand versetzt ist, bei verschiedenen Gangpositionen des Systems.
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4 zeigt eine Ansicht eines Beispiels eines Betriebszustandes eines Kraftverteilmechanismus des Kraftübertragungssystems, das in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wobei die Ansicht einem Teil eines co-linearen Diagramms von 3 entspricht, das den Kraftverteilmechanismus darstellt.
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5 zeigt eine Ansicht des Betriebszustandes des Kraftverteilmechanismus, der in den gestuft variablen Schaltzustand durch einen Einrückvorgang einer Schaltkupplung versetzt ist, wobei die Ansicht einem Teil des co-linearen Diagramms von 3 entspricht, der den Kraftverteilmechanismus zeigt.
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6 zeigt eine Ansicht von Eingangs- und Ausgangssignalen eines Steuergerätes in der Form einer elektronischen Steuervorrichtung, die vorgesehen ist, um das Kraftübertragungssystem von 1 zu steuern.
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7 zeigt eine Ansicht von Tabellen (Kennfeldern), die in der elektronischen Steuervorrichtung von 6 gespeichert sind und die für Schaltvorgänge eines Getriebeabschnittes des Kraftübertragungssystems verwendet werden, um zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem gestuft variablen Schaltzustand zu schalten und um zwischen einem Verbrennungsmotorantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus zu schalten.
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8 zeigt eine Ansicht eines Beispiels einer manuell betätigten Schaltvorrichtung, die einen Schalthebel aufweist und die so betätigbar ist, dass eine Schaltposition von einer Vielzahl an Schaltpositionen gewählt wird.
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9 zeigt eine Querschnittsansicht des Kraftübertragungssystems von 1 entlang einer Ebene, die eine Achse des Systems aufweist, um einen Aufbau eines Abschnitts des Systems detailliert darzustellen.
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10 zeigt eine Vorderansicht eines Stützelementes, das in dem Kraftübertragungssystem von 1 vorgesehen ist, unter Betrachtung in einer Richtung, die durch eine am Kopf mit einem Pfeil versehene Linie X in 9 gezeigt ist.
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11 zeigt eine Vorderansicht eines Stützelementes, das in einem Kraftübertragungssystem eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Stand der Technik vorgesehen ist und einen schräg gestalteten Abschnitt nicht aufweist, unter Betrachtung in der gleichen Richtung wie in 10.
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Zunächst wird auf die schematische Darstellung von 1 verwiesen, in der ein Kraftübertragungssystem 10 eines Kraftfahrzeuges gezeigt ist, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Dieses Kraftübertragungssystem 10 bildet einen Teil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug, wobei dieses Antriebssystem eine Antriebskraftquelle in der Form eines Verbrennungsmotors 8 aufweist, d.h. einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen Benzinverbrennungsmotor oder einen Dieselverbrennungsmotor. Wie dies in 1 dargestellt ist, weist das Kraftübertragungssystem 10 Folgendes auf: ein ortsfestes Element in der Form eines Getriebegehäuses 12 (nachstehend ist dieses einfach als "Gehäuse 12" bezeichnet), das an einem Körper des Hybridfahrzeugs befestigt ist und das mit einem Aufbau einer hydraulischen Steuereinheit 36 einstückig ausgebildet ist (wie in 9 gezeigt ist); ein Eingangsdrehelement in der Form einer Eingangswelle 14, die direkt oder indirekt über einen Pulsationsabsorbierdämpfer oder eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (nicht gezeigt) mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden ist; eine Differenzialvorrichtung in der Form eines Kraftverteilmechanismus 16, der mit der Eingangswelle 14 verbunden ist; ein gestuft variables Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) in der Form eines Übertragungsabschnittes (Getriebeabschnittes) 20, der in Reihe mit dem Kraftverteilmechanismus 16 und einem Kraftübertragungselement (Kraft übertragende Welle) 18 verbunden ist und zwischen diesen angeordnet ist; und ein Ausgangsdrehelement in der Form einer Ausgangswelle 22, die mit dem Getriebeabschnitt 20 verbunden ist. Die Eingangswelle 12, der Kraftverteilmechanismus 16, der Getriebeabschnitt 20 und die Ausgangswelle 22 sind koaxial an einer gemeinsamen Achse in dem Gehäuse 12 angeordnet und sind in Reihe miteinander verbunden. Dieses Kraftübertragungssystem 10 des Kraftfahrzeugs wird in geeigneter Weise für ein Längs-FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb) verwendet und ist zwischen der Antriebskraftquelle in der Form des Verbrennungsmotors 8 und einem Paar an (nicht dargestellten) Antriebsrädern angeordnet, um eine Antriebskraft des Fahrzeugs von dem Verbrennungsmotor 8 zu dem Paar an Antriebsrädern durch eine Differenzialgetriebevorrichtung (Enddrehzahlverringerungsgetriebevorrichtung) und einem Paar an Antriebsachsen (diese sind nicht gezeigt) zu übertragen. Es sollte hierbei beachtet werden, dass die untere Hälfte des Kraftübertragungssystems 10, das symmetrisch in Bezug auf seine Achse aufgebaut ist, in 1 weggelassen worden ist.
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Der Kraftverteilmechanismus 16 ist eine Differenzialvorrichtung, die so betreibbar ist, dass sie eine Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8, die durch die Eingangswelle 14 empfangen wird, zu einem ersten Elektromotor M1 und dem Kraftübertragungselement 18 mechanisch verteilt und die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 und eine Abgabeleistung des ersten Elektromotors M1 mechanisch synthetisiert. Wie dies in 1 dargestellt ist, weist das Kraftverteilsystem 10 des Weiteren einen zweiten Elektromotor M2 auf, der zusammen mit dem Kraftübertragungselement 18 gedreht wird. Der zweite Elektromotor M2 kann an einem beliebigen Abschnitt einer Kraftübertragungsbahn zwischen dem Kraftübertragungselement 18 und der Abgabewelle 22 angeordnet sein. Sowohl der erste als auch der zweite Elektromotor M1 und M2, die in dem Kraftübertragungssystem 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels Verwendung finden, ist ein sogenannter Motor / Generator mit einer Funktion eines Elektromotors und einer Funktion eines elektrischen Generators. Jedoch sollte der erste Elektromotor M1 zumindest als ein elektrischer Generator fungieren, der so betreibbar ist, dass er elektrische Energie und eine Reaktionskraft erzeugt, während der zweite Elektromotor M2 zumindest als eine Antriebsenergiequelle fungieren sollte, die so betreibbar ist, dass sie eine Fahrzeugantriebskraft erzeugt.
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Der Kraftverteilmechanismus 16 weist als Hauptkomponenten einen Planetengetriebesatz 24 einer Einzelzahnradart mit einem Übersetzungsverhältnis ρ0 von beispielsweise ungefähr 0,428, eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B0 auf. Der Planetengetriebesatz 24 hat Drehelemente, die aus einem Sonnenrad S0, einem Planetenrad P0, einem Träger CA0, der das Planetenrad P0 derart stützt, dass das Planetenrad P0 um seine Achse und um die Achse des Sonnenrades S0 drehbar ist, und ein Hohlrad R1 bestehen, das mit dem Sonnenrad S0 über das Planetenrad P0 in Zahneingriff steht. Wenn die Zähnezahlen des Sonnenrades S0 und des Hohlrades R0 durch ZS0 bzw. ZR0 wiedergegeben werden, wird das vorstehend erwähnte Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS0/ZR0 wiedergegeben.
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In dem Kraftverteilmechanismus 16 ist der Träger CA0 mit der Eingangswelle 14, d.h. mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden, und das Sonnenrad S0 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während das Hohlrad R0 mit dem Kraftübertragungselement 18 verbunden ist. Die Schaltbremse B0 ist zwischen dem Sonnenrad S0 und dem Gehäuse 12 angeordnet, und die Schaltkupplung C0 ist zwischen dem Sonnenrad S0 und dem Träger CA0 angeordnet. Wenn sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Bremse B0 freigegeben sind (nicht eingerückt sind), ist der Kraftverteilmechanismus 16 in einen Differenzialzustand versetzt, in dem drei Elemente des Planetengetriebesatzes 24, die aus dem Sonnenrad S0, dem Träger CA0 und dem Hohlrad R0 bestehen, relativ zueinander so drehbar sind, dass eine Differenzialfunktion ausgeführt wird, so dass die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Kraftübertragungselement 18 verteilt wird, wodurch ein Anteil der Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 dazu verwendet wird, den ersten Elektromotor M1 anzutreiben, um elektrische Energie zu erzeugen, die gespeichert wird oder zum Antreiben des zweiten Elektromotor M2 verwendet wird. Demgemäß wird der Kraftverteilmechanismus 16 in einen kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, in dem die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18 unabhängig von der Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors 8 kontinuierlich variabel ist, d.h. in einen Differenzialzustand versetzt, bei dem das Übersetzungsverhältnis (Drehzahlverhältnis) γ0 (Drehzahl der Eingangswelle 14 / Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18) des Kraftverteilmechanismus 16 kontinuierlich von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max geändert wird. Das heißt, der Kraftverteilmechanismus 16 wird in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, in welchem der Kraftverteilmechanismus 16 als ein elektrisch gesteuertes kontinuierlich variables Getriebe wirkt, dessen Übersetzungsverhältnis (Drehzahlverhältnis) γ0 kontinuierlich von dem minimalen Wert γ0min zu dem maximalen Wert γ0max variabel ist. Das heißt, der Kraftverteilmechanismus 16 ist mit dem zweiten Elektromotor M2 verbunden und wirkt als elektrisch gesteuerter Differenzialabschnitt, wobei ein Differenzialzustand zwischen den Drehzahlen der Eingangswelle und der Ausgangswelle von diesem gemäß einer Änderung der Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors M2 steuerbar ist.
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Wenn das Sonnenrad S0 und der Träger CA0 miteinander durch einen Einrückvorgang der Schaltkupplung C0 während der durch die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 bewirkten Fahrt des Hybridfahrzeugs verbunden sind, ist der Kraftverteilmechanismus 16 in einen arretierten Zustand oder Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem die drei Drehelemente des Planetengetriebesatzes 24, die aus dem Sonnenrad S0, dem Träger CA0 und dem Hohlrad R0 bestehen, als eine Einheit drehbar sind, d.h. in einen ersten Nicht-Differenzialzustand versetzt, in dem die Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors 8 und die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18 zueinander gleich gestaltet sind, so dass der Kraftverteilmechanismus 16 in einen Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis oder einen gestuft variablen Schaltzustand versetzt ist, in dem der Kraftverteilmechanismus 16 als ein Getriebe mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis γ0 wirkt, das gleich dem Wert 1 ist. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt ist, ist das Sonnenrad S0 mit dem Gehäuse 12 fixiert, so dass der Kraftverteilmechanismus 16 in einen arretierten Zustand oder einen Nicht-Differenzialzustand versetzt ist, in welchem das Sonnenrad S0 nicht drehbar ist, d.h. in einen zweiten Nicht-Differenzialzustand versetzt, in welchem die Drehzahl des Hohlrades R0 höher als die Drehzahl des Trägers CA0 gestaltet ist, so dass der Kraftverteilmechanismus 16 in einen Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis oder einen gestuft variablen Schaltzustand versetzt ist, in welchem der Kraftverteilmechanismus 16 als ein die Drehzahl erhöhendes Getriebe mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis γ0 wirkt, das kleiner als 1 ist, und beispielsweise ungefähr 0,7 beträgt.
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Der Übertragungsabschnitt (Getriebeabschnitt) 20 ist ein mechanisches Getriebe, das so betreibbar ist, dass eine Geschwindigkeit (Drehzahl) einer Drehbewegung, die durch ein Eingangsdrehelement in der Form des Kraftübertragungselementes 18 empfangen wird, geändert wird und die Drehbewegung der geänderten Drehzahl zu einem Abgabeelement in der Form der Ausgangswelle 22 übertragen wird. Der Getriebeabschnitt 20 weist einen ersten Planetengetriebesatz 26 der Einzelzahnradart und einen zweiten Planetengetriebesatz 28 der Einzelzahnradart auf. Der erste Planetengetriebesatz 26 weist Folgendes auf: ein erstes Sonnenrad S1; ein erstes Planetenrad P1; einen ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 derart stützt, dass das erste Planetenrad P1 um seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrades S1 drehbar ist; und ein erstes Hohlrad R1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 über das erste Planetenrad P1 in Zahneingriff steht. Beispielsweise hat der erste Planetengetriebesatz 26 ein Übersetzungsverhältnis ρ1 von ungefähr 0,500. Der zweite Planetengetriebesatz 28 weist Folgendes auf: ein zweites Sonnenrad S2; ein zweites Planetenrad P2; einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 derart stützt, dass das zweite Planetenrad P2 um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrades S2 drehbar ist; und ein zweites Hohlrad R2, das mit dem zweiten Sonnenrad S2 über das zweite Planetenrad P2 im Zahneingriff steht. Beispielsweise hat der zweite Planetengetriebesatz 28 ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr 0,308. Wenn die Zähnezahlen des ersten Sonnenrades S1, des ersten Hohlrades R1, des zweiten Sonnenrades S2 und des zweiten Hohlrades R2 jeweils durch ZS1, ZR1, ZS2 bzw. ZR2 wiedergegeben werden, werden die vorstehend erwähnten Übersetzungsverhältnisse ρ1 und ρ2 jeweils durch ZS1/ZR1 bzw. ZS2/ZR2 wiedergegeben.
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In dem Getriebeabschnitt 20 ist das erste Sonnenrad S1 wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 durch eine zweite Kupplung C2 verbunden und ist wahlweise an dem ortsfesten Element in der Form des Gehäuses 12 durch eine erste Bremse B1 fixiert. Des Weiteren sind der erste Träger CA1 und das zweite Hohlrad R2, die aneinander einstückig als eine Einheit befestigt sind, wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 durch eine dritte Kupplung C3 verbunden und sie sind wahlweise an dem Gehäuse 12 durch eine zweite Bremse B2 fixiert. Das erste Hohlrad R1 und der zweite Träger CA2, die aneinander als eine Einheit einstückig befestigt sind, sind an der Abgabewelle 22 fixiert. Des Weiteren ist das zweite Sonnenrad S2 wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 durch eine erste Kupplung C1 verbunden.
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Die vorstehend erwähnten Elemente, d.h. die Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 (die nachstehend insgesamt als "Kupplungen" bezeichnet sind, sofern dies nicht anderweitig speziell aufgeführt ist) und die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 (die nachstehend gemeinsam als "Bremsen" bezeichnet sind, sofern dies nicht anderweitig speziell bestimmt ist) sind hydraulisch betätigte Reibungskupplungsvorrichtungen, die im Stand der Technik gut bekannt sind. Jede dieser Reibungskupplungsvorrichtungen ist vorzugsweise durch eine Mehrscheibenkupplung der Nassart aufgebaut, die eine Vielzahl an Reibungsplatten hat, die gegeneinander durch ein hydraulisches Betätigungsglied (Aktuator) gedrängt werden, und jede Bremse ist vorzugsweise durch eine Bandbremse aufgebaut, die eine Drehtrommel und ein Band oder zwei Bänder hat, das / die an der Außenumfangsfläche der Drehtrommel gewunden ist / sind und an einem Ende durch ein hydraulisches Betätigungsglied (Aktuator) festgezogen wird / werden. Jede der Kupplungen und Bremsen gelangt wahlweise in Eingriff (wird eingerückt), um zwei Elemente zu verbinden, zwischen denen jede Kupplung oder Bremse angeordnet ist.
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In dem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Kraftübertragungssystem 10 wird eine erste Gangposition (eine Position einer ersten Gangstufe) bis zu einer siebten Gangposition (einer Position einer siebten Gangstufe), eine Rückwärtsgangposition (eine Position eines Rückwärtsantriebs) und eine neutrale Position wahlweise errichtet, indem Einrückvorgänge einer entsprechenden Kombination der Reibungskupplungsvorrichtungen verwirklicht werden, die von den vorstehend beschriebenen Elementen gewählt werden, d.h. die Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die dritte Kupplung C3, die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2, wie dies in der Tabelle von 2 gezeigt ist. Die sieben Gangpositionen, die Vorwärtsantriebspositionen sind, haben jeweilige Übersetzungsverhältnisse (Drehzahlverhältnisse) γ (Drehzahl NIN der Eingangswelle 14 / Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22), die sich als geometrische Reihen ändern. Wenn die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0, die in dem Kraftverteilmechanismus 16 vorgesehen sind, jeweils freigegeben (ausgerückt) sind, wird der Kraftverteilmechanismus 16 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, in dem der Kraftverteilmechanismus 16 als das kontinuierlich variable Getriebe (Getriebe zum kontinuierlich variablen Schalten) betreibbar ist. Wenn entweder die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 eingerückt ist, wird der Kraftverteilmechanismus 16 in den Schaltzustand mit fixiertem Übersetzungsverhältnis (Drehzahlverhältnis) versetzt, in dem der Kraftverteilmechanismus 16 als das Getriebe betreibbar ist, das eine einzelne Gangposition mit einem fixierten Drehzahlverhältnis oder eine Vielzahl an Gangpositionen mit jeweiligen fixierten Drehzahlverhältnissen aufweist. Demgemäß ist das gestuft variable Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) durch den Getriebeabschnitt 20 und den Kraftverteilmechanismus 16 aufgebaut, der in den Schaltzustand mit fixiertem Übersetzungsverhältnis versetzt ist, wobei entweder die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 in den eingerückten Zustand versetzt ist, während das kontinuierlich variable Getriebe (Getriebe zum kontinuierlich variablen Schalten) durch den Getriebeabschnitt 20 und den Kraftverteilmechanismus 16 gebildet wird, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wobei sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Bremse B0 in den freigegebenen (ausgerückten) Zustand versetzt sind.
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Wenn das Kraftübertragungssystem 10 als das gestuft variable Getriebe wirkt, wird die erste Gangposition mit dem höchsten Drehzahlverhältnis γ1 von beispielsweise ungefähr 4,250 verwirklicht durch die Einrückvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2, und die zweite Gangposition mit einem Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise ungefähr 2,976, was ein geringerer Wert als bei dem Drehzahlverhältnis γ1 ist, wird durch Einrückvorgänge der Schaltkupplung B0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 verwirklicht, wie dies in 2 gezeigt ist. Des Weiteren wird die dritte Gangposition mit einem Drehzahlverhältnis γ3 von beispielsweise ungefähr 2,083, welches ein geringerer Wert als bei dem Drehzahlverhältnis γ2 ist, durch Einrückvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 verwirklicht, und die vierte Gangposition, die ein Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise ungefähr 1,459 hat, wobei es sich hierbei um einen Wert handelt, der geringer als das Drehzahlverhältnis γ3 ist, wird durch Einrückvorgänge der Schaltbremse B0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 verwirklicht. Die fünfte Gangposition mit einem Drehzahlverhältnis γ5 von ungefähr beispielsweise 1,000, das ein geringerer Wert als bei dem Drehzahlverhältnis γ4 ist, wird durch Einrückvorgänge der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Kupplung C3 verwirklicht. Des Weiteren wird die sechste Gangposition, die ein Drehzahlverhältnis γ6 von beispielsweise ungefähr 0,667 hat, wobei es sich hierbei um einen Wert handelt, der geringer als bei dem Drehzahlverhältnis γ5 ist, wird durch Einrückgänge der Schaltkupplung C0, der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 verwirklicht, und die siebte Gangposition, die ein Drehzahlverhältnis γ7 von beispielsweise ungefähr 0,467 hat, wobei es sich hierbei um einen Wert handelt, der geringer als bei dem Drehzahlverhältnis γ6 ist, wird durch Einrückvorgänge der Schaltbremse B0, der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 verwirklicht. Die Rückwärtsgangposition, die ein Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise ungefähr 2,000 hat, wobei es sich hierbei um einen Wert handelt, der zwischen den Drehzahlverhältnissen γ3 und γ4 liegt, wird durch Einrückvorgänge der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 verwirklicht, wenn die Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs unter Verwendung des Verbrennungsmotors 8 als die Antriebskraftquelle bewirkt wird, und wird durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 verwirklicht, wenn die Rückwärtsfahrt durch die Verwendung des zweiten Elektromotors M2 als die Antriebskraftquelle bewirkt wird. Die neutrale Position N wird verwirklicht, indem lediglich die zweite Bremse B2 eingerückt wird.
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Es sollte hierbei beachtet werden, dass die Drehzahlverhältnisse der benachbarten zwei Gangpositionen des Kraftübertragungssystems 10, das als gestuft variables Getriebe fungiert, sich als geometrische Serien ändern, was für das gestuft variable Schalten des gestuft variablen Getriebes ideal ist. Das heißt, ein Schrittverhältnis zwischen benachbarten Gangpositionen ist im Wesentlichen konstant. Genauer gesagt beträgt das Schrittverhältnis (γ1/γ2) zwischen der ersten und der zweiten Gangposition 1,428 und das Schrittverhältnis (γ2/γ3) zwischen der zweiten und dritten Gangposition beträgt 1,429, während das Schrittverhältnis (γ3/γ4) zwischen der dritten und vierten Gangposition 1,428 beträgt. Das Schrittverhältnis (γ4/γ5) zwischen der vierten und fünften Gangposition beträgt 1,459 und das Schrittverhältnis (γ5/γ6) zwischen der fünften und sechsten Gangposition beträgt 1,499, während das Schrittverhältnis (γ6/γ7) zwischen der sechsten und siebten Gangposition 1,428 beträgt. Das Gesamtdrehzahlverhältnis (γ5/γ6) zwischen der ersten und siebten Gangposition, d.h. einer Spannweite der Drehzahlverhältnisse der sieben Gangpositionen, hat eine Größe von 9,104.
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Wenn das Kraftübertragungssystem 10 als das kontinuierlich variable Getriebe wirkt, werden andererseits die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 jeweils freigegeben (ausgerückt), so dass der Kraftverteilmechanismus 16 als das kontinuierlich variable Getriebe wirkt, während der Getriebeabschnitt 20, der in Reihe mit dem Kraftverteilmechanismus 16 verbunden ist, als das gestuft variable Getriebe wirkt, das die vier Vorwärtsantriebsgangpositionen aufweist, wodurch die Drehzahl (Geschwindigkeit) der Drehbewegung, die zu dem Getriebeabschnitt 20 übertragen wird, automatisch zu einer gewählten Gangposition der vier Vorwärtsantriebsgangpositionen (die erste, die dritte, die fünfte und die sechste Gangposition, wie dies in der Tabelle von 2 gezeigt ist) geschaltet wird, d.h. die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18 wird kontinuierlich geändert, so dass das Drehzahlverhältnis des Kraftübertragungssystems 10, wenn der Getriebeabschnitt 20 in die gewählte Gangposition der vier Gangpositionen versetzt ist, über einen vorbestimmten Bereich kontinuierlich variabel ist. Demgemäß ist das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Kraftübertragungselementes 10 selbst dann kontinuierlich variabel, wenn das Drehzahlverhältnis des Getriebeabschnitts 20 sich schrittweise ändert.
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Das co-lineare Diagramm von 3 zeigt durch gerade Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in jeder der Gangpositionen des Kraftübertragungselementes 10, das durch den Kraftverteilmechanismus 16 und den Getriebeabschnitt 20 gebildet wird. Das co-lineare Diagramm von 3 ist ein rechtwinkliges, zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetengetriebesätze 24, 26 und 28 entlang der horizontalen Achse abgetragen sind, während die Relativdrehzahlen der Drehelemente entlang der vertikalen Achse abgetragen sind. Eine untere Linie der drei horizontalen Linien, d.h. die horizontale Linie X1, zeigt die Drehzahl mit dem Wert 0, während eine obere Linie der drei horizontalen Linien, d.h. die horizontale Linie X2, die Drehzahl mit dem Wert 1,0 zeigt, d.h. eine Betriebsdrehzahl NE des Verbrennungsmotors 8, der mit der Eingangswelle 14 verbunden ist. Des Weiteren zeigen drei vertikale Linien Y1, Y2 und Y3, die dem Kraftverteilmechanismus 16 entsprechen, jeweils die Relativdrehzahlen eines ersten Drehelementes RE1 in der Form des Sonnenrades S0, eines zweiten Drehelementes RE2 in der Form des Trägers CA0 und eines dritten Drehelementes RE3 in der Form des Hohlrades R0. Die Abstände zwischen benachbarten Linien der Vertikallinien Y1, Y2 und Y3 sind durch das Übersetzungsverhältnis ρ0 des Planetengetriebesatzes 24 bestimmt. Des Weiteren zeigen vier vertikale Linien Y4, Y5, Y6 und Y7, die dem Getriebeabschnitt 20 entsprechen, jeweils die Relativdrehzahlen eines vierten Drehelementes RE4 in der Form des ersten Sonnenrades S1, eines fünften Drehelementes RE5 in der Form des ersten Trägers CA1 und des zweiten Hohlrades R2, die einstückig miteinander befestigt sind, eines sechsten Drehelementes RE6 in der Form des ersten Hohlrades R1 und des zweiten Trägers CA2, die einstückig miteinander befestigt sind, und eines siebten Drehelementes RE7 in der Form des zweiten Sonnenrades S2. Die Abstände zwischen benachbarten Linien der vertikalen Linien werden durch die Übersetzungsverhältnisse ρ1 und ρ2 des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes 26, 28 bestimmt. Das heißt, der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 entspricht dem Übersetzungsverhältnis ρ0. In dem Getriebeabschnitt 20 entspricht der Abstand zwischen den vertikalen Linien, die dem Sonnenrad und dem Träger jeweils des ersten und zweiten Planetengetriebesatzes 26 bzw. 28 entsprechen, dem Wert von "1", während der Abstand zwischen den vertikalen Linien, die dem Träger und dem Hohlrad des Planetengetriebesatzes 26 bzw. 28 entsprechen, dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
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Unter Bezugnahme auf das co-lineare Diagramm von 3 ist der Kraftverteilmechanismus 16 des Kraftübertragungssystems 10 derart angeordnet, dass das zweite Drehelement RE2 (Träger CA0) des Planetengetriebesatzes 24 mit der Eingangswelle 14 einstückig befestigt ist und wahlweise mit dem ersten Drehelement RE1 (Sonnenrad S0) über die Schaltkupplung C0 verbunden ist, und dieses erste Drehelement R22 ist mit dem ersten Elektromotor M1 befestigt und ist wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die Schaltbremse B0 fixierbar, während das dritte Drehelement RE3 (Hohlrad R0) an dem Kraftübertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 befestigt ist, so dass eine Drehbewegung der Eingangswelle 14 zu dem Getriebeabschnitt 20 durch das Kraftübertragungselement 18 übertragen (eingegeben) wird. Eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des Sonnenrades S0 und des Hohlrades R0 wird durch eine geneigte gerade Linie L0 wiedergegeben, die durch einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 tritt.
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Die drei vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3, die dem Kraftverteilmechanismus 16 entsprechen, die an der linken Seite des co-linearen Diagramms von 3 gezeigt sind, zeigen den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis, der durch den Einrückvorgang der Schaltbremse B0 verwirklicht wird und bei dem der Kraftverteilmechanismus 16 als das die Drehzahl erhöhende Getriebe wirkt. In diesem Schaltverhältnis mit fixiertem Drehzahlverhältnis wird das erste Sonnenrad S0 in dem eingerückten Zustand der Schaltbremse B0 ortsfest gehalten, so dass eine gerade Linie L0 schräggestellt (geneigt) ist, wie dies in 3 gezeigt ist. Die Drehzahl des Hohlrades R0, d.h. die Drehzahl des Kraftübertragungselementes 18, die durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 wiedergegeben ist und zu dem Getriebeabschnitt 20 eingegeben wird, ist höher als die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors.
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4, die einem Teil des co-linearen Diagramms von 3 entspricht, in der der Kraftverteilmechanismus 16 gezeigt ist, zeigt den Betriebszustand des Kraftverteilmechanismus 16, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, wobei die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 in dem ausgerückten Zustand gehalten werden. Die Drehzahl des Sonnenrades S0, die durch einen Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L1 und der vertikalen Linie Y1 wiedergegeben wird, wird kontinuierlich angehoben oder verringert, indem die durch einen Betrieb des ersten Elektromotors M1 als der elektrische Generator erzeugte Reaktionskraft gesteuert wird, so dass die Drehzahl des Hohlrades R0, die durch den Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 wiedergegeben wird, kontinuierlich verringert oder erhöht wird. Die Drehbewegung, dessen Drehzahl kontinuierlich in der vorstehend beschriebenen Weise geändert wird, wird zu dem Getriebeabschnitt 20 übertragen.
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5, die ebenfalls einem Teil des co-linearen Diagramms von 3 entspricht, in der das Automatikgetriebe gezeigt ist, zeigt den Betriebszustand des Kraftverteilmechanismus 16, der in den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis versetzt ist, wobei die Schaltkupplung C0 in den eingerückten Zustand versetzt ist, während das Drehzahlverhältnis gleich dem Wert "1" ist. Wenn das Sonnenrad S0 und der Träger CA0 miteinander durch den Einrückvorgang der Schaltkupplung C0 verbunden sind, werden die vorstehend erwähnten drei Drehelemente als eine Einheit gedreht, so dass die gerade Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet ist, wodurch das Kraftübertragungselement 18 bei einer Drehzahl gedreht wird, die gleich der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors ist. Somit wird die Drehbewegung, deren Drehzahl gleich der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors ist, zu dem Getriebeabschnitt 20 übertragen.
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In dem Getriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 (erstes Sonnenrad S1) wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden, und wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 fixiert, und das fünfte Drehelement RE5 (erster Träger CA1 und erstes Hohlrad R1) wird wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 fixiert, während das sechste Drehelement RE6 (erstes Hohlrad R1 und zweiter Träger CA2) mit der Abgabewelle 22 fixiert wird. Das siebte Drehelement RE7 (zweites Sonnenrad S2) wird wahlweise mit dem Kraftübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden.
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Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 in dem eingerückten Zustand der Schaltkupplung C0 eingerückt sind, ist der Getriebeabschnitt 20 in die erste Gangposition versetzt. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der ersten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 anzeigt, das mit der Abgabewelle 22 fixiert ist, und einer geneigten geraden Linie L1 wiedergegeben, die durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebenten Drehelementes RE7 anzeigt, und der horizontalen Linie X2, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y5, die die Drehzahl des fünften Drehelementes RE5 anzeigt, und der horizontalen Linie X1 tritt, wie dies in 3 gezeigt ist. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der zweiten Gangposition, die durch die Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 im eingerückten Zustand der Schaltbremse B0 verwirklicht wird, durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L2, die durch jene Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 wiedergegeben, die die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 zeigt, das an der Abgabewelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der dritten Gangposition, die durch die Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 im eingerückten Zustand der Schaltkupplung C0 verwirklicht wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L3, die durch jene Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 wiedergegeben, die die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 zeigt, das mit der Abgabewelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der vierten Gangposition, die durch die Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 im eingerückten Zustand der Schaltbremse B0 verwirklicht wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geraden Linie L4, die durch jene Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 wiedergegeben, die die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 zeigt, das an der Abgabewelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der fünften Gangposition, die durch die Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der dritten Kupplung C3 im eingerückten Zustand der Schaltbremse C0 verwirklicht wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5 (horizontale Linie X2) und der vertikalen Linie Y6 wiedergegeben, die die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 zeigt, das an der Abgabewelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 in der sechsten Gangposition, die durch die Einrückvorgänge der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 im eingerückten Zustand der Schaltkupplung C0 verwirklicht wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die durch jene Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 repräsentiert, die die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 anzeigt, das an der Abgabewelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl der Abgabewelle 22 der siebten Gangposition, die durch die Einrückvorgänge der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 im eingerückten Zustand der Schaltbremse B0 verwirklicht wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Linie L7, die durch jene Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y6 wiedergegeben, die durch die Drehzahl des sechsten Drehelementes RE6 gezeigt wird, das mit der Abgabewelle 22 fixiert ist.
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6 zeigt Signale, die durch eine elektronische Steuervorrichtung 30 empfangen werden, die vorgesehen ist, um das Kraftübertragungssystem 10 zu steuern, und Signale, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 erzeugt werden. Diese elektronische Steuervorrichtung 40 weist einen sogenannten Mikrocomputer auf, in welchem eine CPU, ein ROM, ein RAM und eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle eingebaut sind, und ist so angeordnet, dass diese Signale gemäß in dem ROM gespeicherten Programmen verarbeitet werden, während eine Funktion zum vorübergehenden Speichern von Daten des ROM genutzt wird, um Hybridantriebssteuerungen des Verbrennungsmotors 8 und der Elektromotoren M1 und M2 und derartige Antriebssteuerungen, wie beispielsweise Schaltsteuerungen des Getriebeabschnittes 20 auszuführen.
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Die elektronische Steuervorrichtung 30 ist so angeordnet, dass sie verschiedene Sensoren und Schalter aufnimmt, wie dies in 6 gezeigt ist, und auch verschiedene Signale empfängt, wie beispielsweise: ein Signal, das eine Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors 8 anzeigt; ein Signal, das eine gewählte Betätigungsposition eines Schalthebels 34 einer manuell betätigbaren Schaltvorrichtung 32 (wie dies in 8 gezeigt ist) anzeigt; ein Signal, das eine Betriebsdrehzahl NE des Verbrennungsmotors 8 anzeigt; ein Signal, das einen Wert anzeigt, der eine gewählte Gruppe von Vorwärtsantriebspositionen des Kraftübertragungssystems 10 zeigt; ein Signal, das einen M-Modus (Motorantriebsmodus) anzeigt; ein Signal, das einen betätigten Zustand einer Klimaanlage anzeigt; ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigt, die der Drehzahl NOUT der Abgabewelle 22 entspricht; ein Signal, das eine Temperatur eines Arbeitsfluides oder Fluides des Getriebeabschnittes (AT) 20 anzeigt; ein Signal, das einen betätigten Zustand einer Handbremse anzeigt; ein Signal, das einen betätigten Zustand einer Fußbremse anzeigt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators anzeigt; ein Signal, das einen Betätigungsbetrag (einen Betätigungswinkel) eines manuell betätigbaren Fahrzeugbeschleunigungselementes in der Form eines (nicht gezeigten) Gaspedals anzeigt; ein Signal, das einen Nockenwinkel anzeigt; ein Signal, das die Wahl eines Schneefahrmodus anzeigt; ein Signal, das einen Längsbeschleunigungswert des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das die Wahl eines Selbstfahrantriebsmodus anzeigt; ein Signal, das ein Gewicht des Fahrzeugs anzeigt; Signale, die die Drehzahlen der Antriebsräder des Fahrzeugs anzeigen; ein Signal, das einen Betriebszustand eines Schalters für ein gestuft variables Schalten anzeigt, der vorgesehen ist, um den Kraftübertragungsmechanismus 16 in den gestuft variablen Schaltzustand (in dem Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis) zu versetzen, in welchem das Kraftübertragungssystem 10 als das gestuft variable Getriebe wirkt; ein Signal, das einen Schalter zum kontinuierlich variablen Schalten anzeigt, der vorgesehen ist, um den Kraftverteilmechanismus 16 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand (Differenzialzustand) zu versetzen, in welchem das Kraftverteilsystem 10 als das kontinuierlich variable Getriebe wirkt; ein Signal, das eine Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 anzeigt; und ein Signal, das eine Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 anzeigt.
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Die elektronische Steuervorrichtung 30 ist des Weiteren so eingerichtet, dass sie verschiedene Signale erzeugt, wie beispielsweise: ein Antriebssignal zum Antreiben eines Drosselaktuators (dieser ist nicht dargestellt) zum Steuern eines Öffnungswinkels eines elektronischen Drosselventils (dieses ist nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors 8; ein Signal zum Einstellen eines Aufladedrucks (ein Druck einer Aufladeeinrichtung) des Verbrennungsmotors 8; ein Signal zum Betreiben der elektrischen Klimaanlage; ein Signal, das zu einer Zündvorrichtung aufgebracht wird, um die Zündzeit des Verbrennungsmotors 8 zu steuern; ein Signal zum Betreiben der Elektromotoren M1 und M2; ein Signal zum Betreiben eines Schaltbereichsanzeigers zum Anzeigen der gewählten Position des Schalthebels 34; ein Signal zum Betreiben eines Übersetzungsverhältnisanzeigers zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses; ein Signal zum Betreiben eines Schneemodusanzeigers zum Anzeigen der Wahl des Schneeantriebsmodus; ein Signal zum Betreiben eines ABS-Aktuators für ein Antiblockierbremsen der Räder; ein Signal zum Betreiben eines M-Modus-Anzeigers zum Anzeigen der Wahl des M-Modus (Motorantriebsmodus); Signale zum Betreiben der per Solenoid betätigten Ventile, die in einer (in 9 dargestellten) hydraulischen Steuereinheit 36 eingebaut sind, die so vorgesehen ist, dass sie die hydraulischen Aktuatoren der hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen des Kraftverteilmechanismus 16 und des Getriebeabschnittes 20 steuert; ein Signal zum Betreiben einer elektrischen Ölpumpe, die als eine Hydraulikdruckquelle für die hydraulische Steuereinheit 36 verwendet wird; ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizeinrichtung; und ein Signal, das zu einem Fahrsteuercomputer aufgebracht wird.
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Die elektronische Steuervorrichtung 30 ist so aufgebaut, dass sie bestimmt, ob das Kraftübertragungssystem 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand oder in den gestuft variablen Schaltzustand versetzt werden soll. Diese Bestimmung wird gemäß einer gespeicherten Zuordnung (Tabelle) über eine Schaltgrenzlinie und auf der Grundlage eines Zustandes des Fahrzeugs gemacht, der durch die momentane Fahrgeschwindigkeit V und einen sich auf die Antriebskraft beziehenden Wert repräsentiert wird, wie beispielsweise ein Abgabemoment TOUT des Getriebeabschnittes 20, der eine Antriebskraft des Fahrzeugs zeigt. Beispiele von Schaltgrenzlinien, die durch die Tabelle der Schaltgrenzlinie definiert sind, sind durch die gestrichelte und die Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 7 gezeigt. Die Schaltgrenzlinien definieren einen kontinuierlich variablen Schaltbereich für die Wahl des kontinuierlich variablen Schaltzustandes und einen gestuft variablen Schaltbereich für die Wahl des gestuft variablen Schaltzustandes. Genauer gesagt bestimmt die elektronische Steuervorrichtung 30, ob ein Fahrzeugzustandspunkt, der durch die Fahrzeugbedingung bestimmt wird, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abgabemoment TOUT wiedergegeben wird, in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich oder in dem gestuft variablen Schaltbereich liegt. Wenn bestimmt wird, dass der Fahrzeugzustandspunkt, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Abgabemoment TOUT bestimmt wird, in dem gestuft variablen Schaltbereich liegt, verhindert die elektronische Steuervorrichtung 30 eine Hybridsteuerung oder einen kontinuierlich variablen Schaltvorgang des Kraftübertragungssystems 10 und führt einen gestuft variablen Schaltvorgang des Kraftübertragungssystems 10 aus. Wenn bestimmt wird, dass der Fahrzeugzustandspunkt in dem kontinuierlich variablen Schaltbereich liegt, befiehlt die elektronische Steuervorrichtung 30 an die hydraulische Steuereinheit 36 ein Ausrücken der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0, um einen kontinuierlich variablen Schaltvorgang des Kraftverteilmechanismus 16 zu ermöglichen und die Hybridsteuerung zu ermöglichen. Die elektronische Steuervorrichtung 30 ist des Weiteren so aufgebaut, dass sie bestimmt, ob der Schaltvorgang des Automatikgetriebes 20 stattfinden soll. Diese Bestimmung wird gemäß einer gespeicherten Schaltgrenzlinientabelle und auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Fahrzeugzustandes gemacht. Die Schaltgrenzlinientabelle repräsentiert Heraufschaltgrenzlinien, die durch dünne durchgezogene Linien in 7 gezeigt sind, und Herunterschaltgrenzlinien, die durch Strichpunktlinien mit einem Punkt in 7 gezeigt sind. Das heißt, der Getriebeabschnitt 20 wird auf der Grundlage des Fahrzeugzustandes und gemäß den Heraufschalt- und Herunterschaltgrenzlinien automatisch geschaltet durch geeignete Einrückvorgänge und Ausrückvorgänge der Reibungskupplungsvorrichtungen (mit Ausnahme der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0), wie dies in der Tabelle von 2 gezeigt ist. Wenn der Getriebeabschnitt 20, der in Reihe mit dem Kraftverteilmechanismus 16 verbunden ist, in eine Gangposition der ersten bis vierten Gangpositionen versetzt ist, während der Kraftverteilmechanismus 16 als das kontinuierlich variable Getriebe wirkt, ist die Drehzahl der Drehbewegung, die von dem Kraftübertragungselement 18 zu dem Getriebeabschnitt 20 übertragen wird, kontinuierlich variabel. Das heißt, das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Kraftübertragungssystems 10 ist in jeder der ersten bis vierten Gangposition des Getriebeabschnittes 20 und zwischen benachbarten Gangpositionen dieser Gangpositionen aufgrund der Differenzialfunktion des Kraftverteilmechanismus 16 kontinuierlich variabel.
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Die elektronische Steuervorrichtung 30 ist außerdem so aufgebaut, dass sie bestimmt, ob das Fahrzeug in dem Motorantriebsmodus angetrieben werden soll, in dem das Fahrzeug durch den zweiten Elektromotor M2 beispielsweise mit der elektrischen CVT-Funktion oder Differenzialfunktion des Kraftverteilmechanismus 16 angetrieben wird, während der Verbrennungsmotor 8 in Ruhe oder im Leerlaufzustand gehalten wird. Diese Bestimmung wird gemäß einer gespeicherten Antriebskraftquellenschaltgrenztabelle und auf der Grundlage des Fahrzeugzustands gemacht, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Abgabemoment TOUT repräsentiert wird. Die Antriebskraftquellenschaltgrenztabelle repräsentiert eine Grenzlinie, die einen Motorantriebsbereich definiert, in dem das Fahrzeug in dem per Motor angetriebenen Modus fahren soll, und einen Verbrennungsmotorantriebsbereich definiert, in dem das Fahrzeug in dem per Verbrennungsmotor angetriebenen Modus fahren soll. Ein Beispiel dieser Grenzlinie ist durch eine dicke durchgezogene Linie in 7 dargestellt.
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Nachstehend wird auf die Querschnittsansicht von 9 verwiesen, in der detailliert der Aufbau eines Abschnittes des Kraftübertragungssystems 10 von 1 im Querschnitt entlang einer Ebene gezeigt ist, die die Achse des Systems 10 aufweist. Wie dies in 9 dargestellt ist, hat das Kraftübertragungssystem 10 ein Stützelement (Mittelstütze) 40, das einen Rotor 44 des zweiten Elektromotors M2 stützt. Dieses Stützelement 40 weist axial entgegengesetzte Endabschnitte 40a und 40b und einen Hauptabschnitt in der Form eines schräg gestalteten Abschnitts 40t auf, der einen Durchmesser hat, der in einer axialen Richtung von dem einen axialen Endabschnitt 40a zu dem anderen axialen Endabschnitt 40b zunimmt. Das Stützelement 40 weist des Weiteren einen Stützabschnitt 40s an dem axialen Endabschnitt 40a auf, an dem der Rotor 44 des zweiten Elektromotors MG2 drehbar um seine Achse durch ein Lager 42 gestützt ist. Das Stützelement 40 ist an dem anderen axialen Endabschnitt 40b an dem ortsfesten Element in der Form des Gehäuses 12 fixiert. Der zweite Elektromotor MG2 hat einen Stator 46, der radial außerhalb des Rotors 44 angeordnet ist und der an dem Gehäuse 12 fixiert ist. Der Stator 46 hat einen Wicklungsabschnitt 46w, der in einem Raum untergebracht ist, der zwischen einer Innenumfangsfläche des Gehäuses 12 und einer äußeren schräg gestalteten Umfangsfläche des schräg gestalten Abschnitts 40t ausgebildet ist.
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Das Gehäuse 12 ist mit einem Aufbau der hydraulischen Steuereinheit 36 einstückig ausgebildet, die so betreibbar ist, dass sie die Druckbeaufschlagung des Arbeitsfluides zum Steuern eines Vorgangs (Betriebs) des Kraftübertragungssystems 10 bewirkt, wobei die hydraulische Steuereinheit 36 unter dem Gehäuse 12 angeordnet ist (wenn das System 12 an dem Körper des Fahrzeugs eingebaut ist). Das Stützelement 40 hat eine Vielzahl an Fluidkanälen 48 (von denen nur einer in 9 gezeigt ist), die durch dieses hindurch ausgebildet sind, um das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid von der hydraulischen Steuereinheit 36 zu den Kupplungen C und Bremsen B zu liefern, die in dem Kraftübertragungssystem 10 eingebaut sind. Diese Fluidkanäle 48 erstrecken sich von dem axialen Endabschnitt 40b des Stützelementes 40 zu einem radial inneren Teil des Stützelementes 40 durch den schräg gestalteten Abschnitt 40t hindurch. Jeder der Fluidkanäle 48 hat eine kreisartige Form im Querschnitt entlang einer Ebene, die senkrecht zu der Richtung ihrer Erstreckung steht, und ein offenes Ende 48m, das dem axialen Endabschnitt 40b entspricht. Das offene Ende 48m hat eine elliptische Querschnittsform, die durch ein Ansenken oder Senkbohren in einer Ebene (vertikale Ebene unter Betrachtung von 9) ausgebildet ist, die in Bezug auf die Erstreckungsrichtung des Fluidkanals 48 geneigt ist, der die kreisartige Querschnittsform aufweist. Jeder Fluidkanal 48 wird an dem offenen Ende 48m mit einem Fluidkanal 50 in Verbindung gehalten, der durch das Gehäuse 12 hindurch ausgebildet ist und der mit einem Fluidauslass der hydraulischen Steuereinheit 36 in Verbindung gehalten wird. Das heißt, das offene Ende 48m ist für eine direkte Verbindung mit dem entsprechenden Fluidkanal 50 ausgebildet, der durch das Gehäuse 12 hindurch ausgebildet ist.
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Das Stützelement 40 hat des Weiteren einen inneren zylindrischen Abschnitt 40c, der sich von dem axialen Endabschnitt 40a (an dem der Rotor 44 gestützt ist) in der axialen Richtung in einen radial mittleren Teil eines Raumes erstreckt, der innerhalb oder radial nach innen von dem schräg gestalteten Abschnitt 40t ausgebildet ist. Der innere zylindrische Abschnitt 40c hat einen Fluidkanalabschnitt 52, der in diesem ausgebildet ist. Der Fluidkanalabschnitt 52 hat eine Vielzahl an Fluidkanälen zum Liefern des mit Druck beaufschlagten Arbeitsfluides zu den Reibungskupplungsvorrichtungen des Getriebeabschnittes 20, wie beispielsweise die Kupplungen C und Bremsen B. Die Fluidkanäle, die in dem Fluidkanalabschnitt 52 ausgebildet sind, weisen eine Vielzahl an Fluidkanälen 54 auf (von denen lediglich zwei in 9 gezeigt sind), die an der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Abschnittes 40c offen sind und die jeweilige offene Enden haben, die voneinander in der axialen Richtung des inneren zylindrischen Abschnittes 40c beabstandet sind und die in der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Abschnittes 40c offen sind.
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Wie dies in 9 dargestellt ist, sind die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 des Getriebeabschnittes 20 benachbart zueinander in der axialen Richtung des Getriebeabschnittes 20 angeordnet. Diese dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 haben jeweilige Naben 56 und 58, die miteinander einstückig ausgebildet sind und die durch ein gemeinsames Halteelement 60 gestützt sind, das an dem Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebesatzes 26 befestigt ist. Die Naben 56 und 58 der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 sind an den axial entgegengesetzten Seiten des Halteelementes 60 angeordnet, wie dies in 9 dargestellt ist.
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In dem Kraftübertragungssystem 10, das in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, ermöglicht das vorgesehene Stützelement 40, das den schräg gestalteten Abschnitt 40t als seinen Hauptabschnitt aufweist, eine Verringerung des axialen Maßes des Kraftübertragungssystems 10 im Vergleich zu dem axialen Maß des Kraftübertragungssystems des Standes der Technik. Das heißt, der Wicklungsabschnitt 46w des Stators 46 ist in dem Raum, der radial außerhalb des schräg gestalten Abschnitts 40t ausgebildet ist, d.h. zwischen der Außenumfangsfläche des schräg gestalteten Abschnitts 40t und der Innenumfangsfläche des Gehäuses 12 angeordnet, während der Fluidkanalabschnitt 52 in dem Raum angeordnet ist, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnitts 40t ausgebildet ist. Dieser Aufbau ermöglicht es, einen axialen Abstand zwischen dem Wicklungsabschnitt 46w des Stators 46 und dem Fluidkanalabschnitt 52 im Vergleich zu dem Abstand bei dem Aufbau des Kraftübertragungssystems des Standes der Technik zu verringern, das den schräg gestalteten Abschnitt 40t nicht aufweist. Des Weiteren ermöglicht der Raum, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnitts 40t ausgebildet ist, eine Verringerung des axialen Abstandes zwischen der ersten Kupplung C1 und dem Stützelement 40 im Vergleich zu dem Fall bei dem Kraftübertragungssystem des Standes der Technik, das den schräg gestalteten Abschnitt 40t nicht aufweist, so dass die Naben 56 und 58 der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 an den jeweiligen axial entgegengesetzten Seiten des gemeinsamen Halteelements 60 angeordnet werden können. Der vorliegende Aufbau des Kraftübertragungssystems 10 ermöglicht nicht nur eine Verringerung der axialen Maße der Naben 56 und 58 der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1, sondern auch ein effektives Verhindern eines Durchbiegens der Naben 56 und 58 aufgrund einer Zentrifugalkraft, was es ermöglicht, ein Spannungsproblem der dritten Kupplung C3 zu verringern, die wahrscheinlich bei einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit betrieben wird.
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10 zeigt eine Vorderansicht des Stützelementes 40 unter Betrachtung in einer Richtung, die durch eine mit einem Pfeilkopf versehene Linie X in 9 gezeigt ist, während 11 eine Vorderansicht eines Stützelementes 64 zeigt, das in dem Kraftübertragungssystem des Standes der Technik vorgesehen ist und einen schräg gestalteten Abschnitt nicht aufweist, unter Betrachtung in der gleichen Richtung wie in 10. Die Fluidkanäle 48, die in dem schräg gestalteten Abschnitt 40t des Stützelementes 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung von 10 ausgebildet sind, werden mit den jeweiligen Fluidkanälen 50, die in dem Gehäuse 12 ausgebildet sind, an den offenen Enden 48m in Verbindung gehalten, die in dem Endabschnitt 40b des Stützelementes 40 ausgebildet sind, wobei jedes von ihnen die elliptische Form im Querschnitt in einer Ebene hat, die in Bezug auf die Mittellinie des Fluidkanals 48 geneigt ist, der eine kreisartige Querschnittsform aufweist. Die somit ausgebildeten Fluidkanäle 48 machen kein Abdecken an den offenen Enden 48m erforderlich. Andererseits ist es erforderlich, dass die Fluidkanäle 48, die in dem Stützelement 64 in dem Kraftübertragungssystem von 11 gemäß dem Stand der Technik ausgebildet sind, sich in der axialen Richtung des Stützelementes 64 erstrecken, um offene Enden für eine Verbindung mit der hydraulischen Steuereinheit 36 vorzusehen. In dieser Hinsicht ermöglicht das Stützelement 40, das den schräg gestalteten Abschnitt 40t gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufweist, eine Verringerung des erforderlichen axialen Maßes des Kraftübertragungssystems 10. Außerdem ermöglicht das Stützelement 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass die offenen Enden 48m der Fluidkanäle 48 näher zu einer Position direkt unterhalb der Achse des Systems 10 als bei dem Stützelement 64 von 11 unter Betrachtung in der Ebene der 10 und 11 angeordnet werden, d.h. näher zu der Position eines manuellen Ventils 62 der hydraulischen Steuereinheit 36 angeordnet werden, wodurch die erforderlichen Längen der Fluidkanäle 48 und 50, die durch das Stützelement 40 und das Gehäuse 12 ausgebildet sind, wirkungsvoll im Vergleich zu jenen der Fluidkanäle bei dem Aufbau des Standes der Technik verringert werden können.
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Bei dem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kraftübertragungssystem 10 des Kraftfahrzeuges hat das Stützelement 40 zum Stützen des Rotors 44 des zweiten Elektromotor M2 den Stützabschnitt 40s, der an einem axialen Endabschnitt 40a von ihm ausgebildet ist, an dem der Rotor 44 drehbar um seine Achse gestützt ist, und den schräg gestalten Abschnitt 40t mit einem Durchmesser, der in der axialen Richtung von dem vorstehend aufgezeigten einen axialen Endabschnitt 40a zu dem anderen axialen Endabschnitt 40b zunimmt, an dem das Stützelement 40 an dem Gehäuse 12 fixiert ist. Der Wicklungsabschnitt 46w des Stators 46 des zweiten Elektromotors M2 ist in dem Raum angeordnet, der radial außerhalb des schräg gestalteten Abschnittes 40t ausgebildet ist, während der Fluidkanalabschnitt 52 zum Liefern des Arbeitsfluides zu den Reibungskupplungsvorrichtungen C und B des Getriebeabschnitts 20 in dem Raum angeordnet ist, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnittes 40t ausgebildet ist. Das Vorsehen des Stützelementes 40, das den schräg gestalteten Abschnitt 40t aufweist, ermöglicht eine Verringerung des axialen Maßes des Kraftübertragungssystems 10 des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu dem Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, bei dem das Stützelement 64 den schräg gestalteten Abschnitt 40t nicht aufweist. Somit schafft das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Kraftübertragungssystem 10 für ein Kraftfahrzeug, dessen Gesamtaxialmaß wirkungsvoll minimal gestaltet werden kann.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist des Weiteren derart eingerichtet, dass der schräg gestaltete Abschnitt 40t die Fluidkanäle 48 aufweist, die durch diesen hindurch so ausgebildet sind, dass sie sich von dem vorstehend erwähnten anderen axialen Endabschnitt 40b zu dem radial inneren Teil des Stützelementes 40 erstrecken. Jeder dieser Fluidkanäle 48 hat eine kreisartige Form im Querschnitt, und das offene Ende 48m mit der elliptischen Form im Querschnitt entlang einer Ebene, die in Bezug auf die Richtung der Streckung des Fluidkanals 48 geneigt ist, wobei jeder Fluidkanal 48 an dem offenen Ende 48m mit dem Fluidkanal 50 in Verbindung gehalten wird, der in dem Gehäuse 12 ausgebildet ist. In dem vorliegenden Kraftübertragungssystem 10 des Kraftfahrzeugs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das axiale Maß kleiner als bei dem Kraftübertragungssystem des Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik gestaltet sein, bei dem das Stützelement 64 den schräg gestalteten Abschnitt 40t nicht aufweist. Somit schafft das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Kraftübertragungssystem 10 für ein Fahrzeug, dessen Gesamtaxialmaß wirkungsvoll minimal gestaltet werden kann.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist des Weiteren derart eingerichtet, dass der innere zylindrische Abschnitt 40c des Stützelementes 40 sich von dem vorstehend erwähnten einen axialen Endabschnitt 40a in der axialen Richtung des Stützelementes 40 in den Raum erstreckt, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnittes 40t ausgebildet ist, und er weist eine Vielzahl von Fluidkanälen 54 auf, die an seiner Außenumfangsfläche offen sind, und weist die jeweiligen offenen Enden auf, die voneinander in seiner axialen Richtung beabstandet sind. Somit sind die offenen Enden der Fluidkanäle 54, die durch den inneren zylindrischen Abschnitt 40c ausgebildet sind, in einem radial inneren Abschnitt des Kraftübertragungssystems 10 angeordnet, wodurch das System 10 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirksam klein gestaltet werden kann.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist des Weiteren derart eingerichtet, dass die hydraulische Steuereinheit 36, die so vorgesehen ist, dass sie den hydraulischen Druck zum Steuern des Betriebs des Kraftübertragungssystems 10 für das Fahrzeug vorsieht, einstückig mit dem Gehäuse 12 derart ausgebildet ist, dass die hydraulische Steuereinheit 36 unter dem Gehäuse 12 angeordnet ist, so dass das Gesamtaxialmaß des Kraftübertragungssystems 10 wirkungsvoll gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel minimal gestaltet werden kann.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist des Weiteren derart eingerichtet, dass der Getriebeabschnitt 20 die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 aufweist, die benachbart zueinander in der axialen Richtung des Getriebeabschnittes 20 angeordnet sind, und des Weiteren das gemeinsame Halteelement 60 aufweist, das die Nabe 56 der dritten Kupplung C3 und die Nabe 58 der ersten Bremse B1 derart hält, dass die Naben 56 und 58 der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 an den jeweiligen axial entgegengesetzten Seiten des Halteelements 60 angeordnet sind. Demgemäß kann das axiale Maß des Kraftübertragungssystems 10 kleiner als bei dem Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Stand der Technik gestaltet werden, bei dem das Stützelement 64 den schräg gestalteten Abschnitt 40t nicht aufweist. Somit schafft das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Kraftübertragungssystem 10 für ein Fahrzeug, dessen Gesamtaxialmaß wirksam minimal gestaltet werden kann.
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Bei dem dargestellten Kraftübertragungssystem 10 sind der zweite Elektromotor M2 und die dritte Kupplung C3 jeweils an dem Kraftübertragungselement 18 befestigt, das das Eingangsdrehelement des Getriebeabschnittes 20 ist. Das Gesamtaxialmaß des Systems 10, das mit dem Elektromotor M2 und der Kupplung C3 vorgesehen ist, die an dem Kraftübertragungselement 18 befestigt sind, kann wirkungsvoll gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel minimal gestaltet werden.
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Bei dem dargestellten Kraftübertragungssystem 10 ist der Getriebeabschnitt 20 ein gestuft variables Getriebe (Getriebe zum gestuft variablen Schalten) mit einer Vielzahl an Gangpositionen, die wahlweise errichtet werden. Das Gesamtaxialmaß von diesem System 10, das mit dem gestuft variablen Getriebe versehen ist, kann gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirksam minimal gestaltet werden.
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Bei dem dargestellten Kraftübertragungssystem 10 hat der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt in der Form des Kraftverteilmechanismus 16 den Planetengetriebesatz 24 und den ersten Elektromotor M1, der an dem Sonnenrad S0 des Planetengetriebesatzes 24 fixiert ist. Das Gesamtaxialmaß von diesem System 10, das mit dem Planetengetriebesatz 24 und dem ersten Elektromotor M1 versehen ist, kann wirkungsvoll gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel minimal gestaltet werden.
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Bei dem dargestellten Kraftübertragungssystem 10 wirkt der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt als ein kontinuierlich variables Getriebe gemäß einer Änderung der Betriebsgeschwindigkeit (Drehzahl) des zweiten Elektromotors M2. Das Gesamtaxialmaß dieses Systems 10, das mit dem elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt 16 versehen ist, der als das kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, kann wirkungsvoll minimal gestaltet werden.
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Das Kraftübertragungssystem 10 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist derart eingerichtet, dass der Kraftverteilmechanismus 16 zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand umschaltbar ist, um das Kraftübertragungssystem 10 zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem das System 10 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe wirkt, und dem gestuft variablen Schaltzustand, bei dem das System 10 als das gestuft variable Getriebe wirkt, umzuschalten. Dieses Umschalten des Systems 10 zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem gestuft variablen Schaltzustand ist eine Form eines Umschaltens, das dem Umschalten des Kraftverteilmechanismus 16 zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand entspricht. Jedoch kann das Kraftübertragungssystem 10 als das gestuft variable Getriebe sogar in dem Differenzialzustand des Kraftverteilmechanismus 16 wirken, in dem das Drehzahlverhältnis des Kraftverteilmechanismus nicht kontinuierlich oder in Schritten geändert wird. Anders ausgedrückt entsprechen der Differenzialzustand und der Nicht-Differenzialzustand des Kraftverteilmechanismus 16 nicht immer dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem gestuft variablen Schaltzustand des Kraftübertragungssystems 10, und das System 10 muss nicht zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem gestuft variablen Schaltzustand umschaltbar sein, und zwar unter der Voraussetzung, dass der Kraftverteilmechanismus 16 zwischen dem Differenzialzustand und dem Nicht-Differenzialzustand umschaltbar ist.
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Das Kraftübertragungssystem 10 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen, die gesteuert werden, um den Kraftverteilmechanismus 16 in den gestuft variablen Zustand, bei dem der Kraftverteilmechanismus 16 als das gestuft variable Getriebe wirkt, oder in den kontinuierlich variablen Schaltzustand zu versetzen, in dem der Mechanismus 16 als das kontinuierlich variable Getriebe wirkt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auf ein Kraftübertragungssystem anwendbar, das nicht mit der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 versehen ist und das nicht dazu in der Lage ist, den Kraftverteilmechanismus 16 zwischen dem gestuft variablen Schaltzustand und dem kontinuierlich variablen Schaltzustand umzuschalten. Diese Abwandlung macht die Schaltgrenzlinientabelle nicht erforderlich, die den gestuft variablen Schaltbereich und den kontinuierlich variablen Schaltbereich definiert, wie dies in 7 gezeigt ist.
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Bei dem Kraftverteilmechanismus 16 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Träger CA0 an dem Verbrennungsmotor 8 fixiert und das Sonnenrad S0 ist an dem ersten Elektromotor M1 fixiert, während das Hohlrad R0 an dem Kraftübertragungselement 18 fixiert ist. Jedoch ist dieser Aufbau nicht wesentlich. Der Verbrennungsmotor 8, der erste Elektromotor M1 und das Kraftübertragungselement 18 können mit beliebigen anderen Elementen fixiert sein, die von den drei Elementen CA0, S0 und R0 des ersten Planetengetriebesatzes 24 gewählt werden.
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Während der Verbrennungsmotor 8 direkt mit der Eingangswelle 14 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen fixiert ist, kann der Verbrennungsmotor 8 mit der Eingangswelle 14 durch ein beliebiges geeignetes Element, wie beispielsweise Zahnräder und ein Riemen wirkverbunden sein und muss nicht koaxial zu der Eingangswelle 14 angeordnet sein. Des Weiteren müssen der Verbrennungsmotor 8 und die Eingangswelle 14 nicht koaxial zueinander angeordnet sein.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 koaxial zu der Eingangswelle 14 angeordnet, und der erste Elektromotor M1 ist an dem Sonnenrad S0 fixiert, während der zweite Elektromotor M2 an dem Kraftübertragungselement 18 fixiert ist. Jedoch ist dieser Aufbau nicht wesentlich. Beispielsweise können der erste und der zweite Elektromotor M1 und M2 mit dem Sonnenrad S0 bzw. dem Kraftübertragungselement 18 jeweils über Zahnräder oder Riemen beispielsweise verbunden sein.
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Obwohl der Kraftverteilmechanismus 16 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, muss der Kraftverteilmechanismus 16 nicht mit diesen beiden Elementen, d.h. mit dieser Schaltkupplung C0 und dieser Schaltbremse B0 versehen sein, sondern kann mit lediglich entweder der Schaltkupplung C0 oder der Bremse B0 versehen sein. Während die Schaltkupplung C0 vorgesehen ist, um wahlweise das Sonnenrad S0 und den Träger CA0 zu verbinden, kann die Schaltkupplung C0 so vorgesehen sein, dass sie wahlweise das Sonnenrad S0 und das Hohlrad R0 verbindet oder den Träger CA0 und das Hohlrad R0 verbindet. Das heißt, die Schaltkupplung C0 ist erforderlich, um wahlweise zwei Elemente der drei Drehelemente des Planetengetriebesatzes 24 zu verbinden.
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Die hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, wie beispielsweise die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0, können durch beliebige andere magnetische, elektromagnetische und mechanische Kupplungsvorrichtungen, wie beispielsweise Magnetpolverkupplungen, elektromagnetische Kupplungen und Klauenkupplungen der Eingriffsart ersetzt werden.
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Der Kraftübertragungsmechanismus 16, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, kann durch eine Differenzialgetriebevorrichtung ersetzt werden, die ein durch einen Verbrennungsmotor angetriebenes Zahnrad und ein Paar an Schrägzahnrädern aufweist, die mit dem Zahnrad in Zahneingriff stehen und die mit dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 wirkverbunden sind.
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Während der Kraftverteilmechanismus 16, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, durch einen Planetengetriebesatz aufgebaut ist, kann der Kraftverteilmechanismus 16 durch zwei oder mehr Planetengetriebesätze aufgebaut sein und kann als ein gestuft variables Getriebe wirken, das drei oder mehr Gangpositionen hat, wenn der Kraftverteilmechanismus in den Nicht-Differenzialzustand (in den Schaltzustand mit fixiertem Drehzahlverhältnis) versetzt ist.
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Das dargestellte Kraftübertragungssystem 10 hat insgesamt sieben Vorwärtsantriebsgangpositionen inklusive zwei Zwischengangpositionen in der Form der zweiten und vierten Gangposition, die dann verwirklicht werden, wenn der Kraftverteilmechanismus 16 in die Position mit hoher Drehzahl geschaltet wird, indem die Schaltbremse B0 in den eingerückten Zustand versetzt wird. Jedoch kann das Kraftübertragungssystem insgesamt sechs Vorwärtsgangpositionen aufweisen inklusive lediglich einer Zwischenposition in der Form der zweiten und vierten Gangposition, oder insgesamt acht Gangpositionen aufweisen inklusive drei Zwischengangpositionen, die aus der zweiten und vierten Gangposition und einer Gangposition zwischen der fünften und sechsten Gangposition bestehen.
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Das Kraftübertragungssystem 10 eines Kraftfahrzeuges weist den Getriebeabschnitt 20, der einen Teil der Kraftübertragungsbahn ausbildet, den Elektromotor M2, der mit der Kraftübertragungsbahn verbunden ist, den elektrisch gesteuerten Differenzialabschnitt 16, der mit dem Elektromotor verbunden ist und den Differenzialzustand hat, der gemäß einer Änderung einer Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors steuerbar ist, das Gehäuse 12, in welchem der Getriebeabschnitt, der Elektromotor und der elektrisch gesteuerte Differenzialabschnitt untergebracht sind, und das Stützelement 40 auf zum Stützen eines Rotors 44 des Elektromotors M2, wobei das Stützelement 40 einen Stützabschnitt 40s, der an einem axialen Endabschnitt 40a von diesem, an dem der Rotor drehbar um seine Achse gestützt ist, und einen schräg gestalteten Abschnitt 40t aufweist, der einen Durchmesser hat, der in einer axialen Richtung von dem einen axialen Endabschnitt zu dem anderen axialen Endabschnitt 40b hin zunimmt, an dem das Stützelement an dem Gehäuse 12 fixiert ist, und wobei ein Wicklungsabschnitt 46w eines Stators 46 des Elektromotors M1 in einem Raum angeordnet ist, der radial außerhalb des schräg gestalteten Abschnittes 40t ausgebildet ist, während ein Fluidkanalabschnitt 52 zum Liefern eines Arbeitsfluides zu Reibungskupplungsvorrichtungen C, B des Getriebeabschnittes 20 in einem Raum angeordnet ist, der radial innerhalb des schräg gestalteten Abschnitts ausgebildet ist.