DE102009044491A1

DE102009044491A1 - Leistungsübertragungsvorrichtung im Fahrzeug und Antriebssystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102009044491A1
Application number: DE102009044491A
Authority: DE
Inventors: Koji Nishio-city Kawasaki
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2010-05-12
Also published as: CN101898509B; CN101898509A

Abstract

Eine Leistungsübertragungsvorrichtung (20) im Fahrzeug ist mit einer Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) und einer Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung (40) ausgestattet. Die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) arbeiten, um zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine (10), wie zum Beispiel einem Motorgenerator, einer Verbrennungsmaschine (12) und einem angetriebenen Rad (14) des Fahrzeugs Leistung zu verteilen. Wenn eine Drehungsenergie, wie sie aus den Leistungsverteilungsrotoren (S, C; R) ausgegeben wird, als hinsichtlich des Vorzeichens positiv definiert ist, sind die Leistungsverteilungsrotoren (S, C; R) so aufgebaut, dass, wenn die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung (40) eine Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, als die Leistung von einem ersten Rotor (C), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C; R) ist, zu der Verbrennungsmaschine (12) einrichtet, die anderen Leistungsverteilungsrotoren (S, C; R) so verkettet sind, um Ausgangsdrehungsenergien, die hinsichtlich des Vorzeichens zueinander entgegengesetzt sind, zu liefern. Dies ermöglicht, dass die Geschwindigkeit des ersten Rotors (C) bei im Wesentlichen null platziert ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Leistungsübertragungsvorrichtung im Fahrzeug, die mit einer Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren ausgestattet ist, die arbeiten, um eine Ausgangsleistung oder ein Ausgangsdrehmoment zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine (zum Beispiel einer dynamoelektrischen Maschine), einer Verbrennungsmaschine und angetriebenen Rädern eines Fahrzeugs zu verteilen, und entworfen sind, um sich zusammen miteinander zu drehen, und auf ein Antriebssystem für Fahrzeuge.
2. HINTERGRUNDTECHNIK
In den letzten Jahren wurden bezüglich eines Reduzierens der Menge an Energie, die durch Fahrzeuge mit Eigenantrieb verbraucht wird, sogenannte Hybridfahrzeuge zur praktischen Anwendung gebracht, die mit einer elektrischen Drehmaschine, wie zum Beispiel einer Leistungsquelle im Fahrzeug, die zusätzlich zu einer Verbrennungsmaschine aus einem elektrischen Motor und einem Generator gebildet ist, ausgestattet sind. Die Hybridfahrzeuge werden typischerweise gesteuert, um die Verbrennungsmaschine in einem Niedergeschwindigkeitslaufbereich angesichts der Tatsache zu stoppen, dass die Verbrennungsmaschine in dem Niedergeschwindigkeitslaufbereich üblicherweise bei der Energienutzung ineffizient ist. Die Hybridfahrzeuge stehen einer Schwierigkeit gegenüber, wie die Verbrennungsmaschine während eines Laufens der Fahrzeuge neu zu starten ist. Es ist beispielsweise schwierig, einen Rotor, der mit angetriebenen Rädern des Fahrzeugs gekoppelt ist und sich nun in eine mechanische Verbindung mit der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine dreht, zu einem Stopp zu bringen.
Um das vorhergehende Problem zu vermeiden, waren Hybridfahrzeuge in der praktischen Anwendung, die mit einem elektrischen Motor ausgestattet sind, dessen Ausgangswelle mit der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine direkt verbunden ist, um das Drehmoment, so wie es aus dem elektrischen Motor ausgegeben wird, auf die Kurbelwelle der Maschine zu übertragen, um dieselbe zu starten. Nach einem Anlassen der Maschine wird das Drehmoment, wie es durch die Maschine erzeugt wird, zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs übertragen.
Es gab in einer praktischen Anwendung zusätzlich Hybridfahrzeuge, die mit einem typischen Planetengetriebe-Geschwindigkeitsreduzierer (der ferner ein Umlaufreduzierungsgetriebezug genannt ist), der aus drei Rotoren gebildet ist, ausgestattet sind: einem Sonnenrad, einem Träger (der ferner ein Planetenträger genannt ist) und einem Hohlrad, mit dem der Generator, die Verbrennungsmaschine bzw. der elektrische Motor gekoppelt sind. Die angetriebenen Räder des Fahrzeugs sind mit dem elektrischen Motor mechanisch gekoppelt. Beim Betrieb wird ein Drehmoment an das Sonnenrad oder das Hohlrad angelegt, um den Träger zu drehen, wodurch die Drehwelle (das heißt die Kurbelwelle) der Verbrennungsmaschine gedreht wird. Die Verbrennungsmaschine wird durch Verwenden des Drehmoments des Trägers gestartet. Nach dem Anlassen der Verbrennungsmaschine wird das Maschinendrehmoment durch den Träger zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs übertragen.
Typische Hybridfahrzeuge sind beispielsweise aus den folgenden Patentveröffentlichungen bekannt.

Japanische Patentveröffentlichung Nr. 3580257
Japanische Patentveröffentlichung Nr. 3626151
Japanische Patentveröffentlichung Nr. 3614409
Japanische Patenterstveröffentlichung Nr. 2002-281607
Japanische Patenterstveröffentlichung Nr. 2000-142146
Japanische Patenterstveröffentlichung Nr. 9-46821
Japanische Patenterstveröffentlichung Nr. 2006-77859

Das direkte Koppeln der Drehwelle des elektrischen Motors mit derselben der Verbrennungsmaschine, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, wird verursachen, dass die Drehmomentlast, wie sie durch die Verbrennungsmaschine erzeugt wird, auf den elektrischen Motor ausgeübt wird, was somit in einer Erhöhung einer verbrauchten Menge an Energie resultiert. Es wird ferner auf ein Problem gestoßen, dass, wenn die Verbrennungsmaschine gestartet wird, die Pulsation eines Drehmoments, die bei der Drehwelle der Verbrennungsmaschine auftritt, in einer Verringerung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs resultieren kann.
Die Verwendung des Planetengetriebe-Geschwindigkeitsreduzierers führt ferner zu dem Problem, dass ein Starten der Verbrennungsmaschine, wenn die Drehungsgeschwindigkeit des Trägers niedrig ist, verursachen wird, dass die Verbrennungsmaschine für eine Weile weiter mit niedrigen Geschwindigkeiten laufen wird. Dies ist gegen den beabsichtigten Zweck bei Hybridfahrzeugen, die Verbrennungsmaschine in einem Geschwindigkeitsbereich, in dem die Effizienz einer Energienutzung hoch ist, laufen zu lassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, die entworfen ist, eine Verbrennungsmaschine effektiv zu starten.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, die mit einer elektrischen Rotationsmaschine, einer Verbrennungsmaschine und mindestens einem angetriebenen Rad ausgestattet ist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist (a) eine Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren, die arbeiten, um sich zusammen miteinander zu drehen, um Leistung zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine, einer Verbrennungsmaschine und einem angetriebenen Rad eines Fahrzeugs zu verteilen, und (b) eine Leistungsübertragungsteuerungseinrichtung auf, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem ersten Rotor, der einer der Leistungsverteilungsrotoren ist, und der Verbrennungsmaschine selektiv einzurichten und zu blockieren. Wenn eine Drehungsenergie, wie sie aus den Leistungsverteilungsrotoren ausgegeben wird, mit einem positiven Vorzeichen definiert ist, sind die Leistungsverteilungsrotoren so angeordnet, dass, wenn die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung eine Übertragung der Drehungsenergie, die ein positives Vorzeichen hat, als die Leistung von dem ersten Rotor zu der Verbrennungsmaschine einrichtet, andere einzelne Leistungsverteilungsrotoren als der erste Rotor so verkettet sind, um Ausgangsdrehungsenergien zu liefern, die sich hinsichtlich des Vorzeichens voneinander unterscheiden.
Wenn genauer gesagt die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung die Übertragung der Drehungsenergie von dem ersten Rotor zu der Verbrennungsmaschine einrichtet, erzeugen einzelne andere der Leistungsverteilungsrotoren als der erste Rotor Ausgangsdrehungsenergien, die hinsichtlich des Vorzeichens zueinander entgegengesetzt sind. Dies ermöglicht, dass der erste Rotor bei einer extrem niedrigen Geschwindigkeit oder einer Geschwindigkeit von null (0) platziert wird, oder dass die Drehungsenergie, die aus dem ersten Rotor ausgegeben wird, auf ein extrem niedriges Niveau verringert wird. Wenn daher die Verbrennungsmaschine bei einem Stopp ist, jedoch das Fahrzeug durch die Leistung der elektrischen Rotationsmaschine, wie zum Beispiel einem Motorgenerator, laufen gelassen wird, ist die Leistungsübertragungsvorrichtung fähig, die Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors im Wesentlichen in eine Übereinstimmung mit einer Geschwindigkeit von null (0) der Verbrennungsmaschine zu bringen, und dann ein Anfangsdrehmoment, wie es durch die Drehungsenergie, die aus dem ersten Rotor ausgegeben wird, geliefert wird, zum Starten an die Verbrennungsmaschine anzulegen. Dies minimiert die Vibration der Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die aus dem Anlegen des Anfangsdrehmoments entstehen wird. Nachdem Anlegen des Anfangsdrehmoments von dem ersten Rotor an die Verbrennungsmaschine, mit anderen Worten nachdem die Verbrennungsmaschine angelassen wurde, kann die Leistungsübertragungsvorrichtung arbeiten, um ein Drehmoment, wie es durch die Verbrennungsmaschine erzeugt wird, in einen oder einige der Leistungsverteilungsrotoren (zum Beispiel den ersten Rotor oder andere Leistungsverteilungsrotoren) einzugeben, um das Fahrzeug anzutreiben.
Bei dem bevorzugten Modus der Erfindung sind die Einzelnen der Leistungsverteilungsrotoren, die die Drehungsenergien, die sich hinsichtlich des Vorzeichens voneinander unterscheiden, erzeugen, durch einen Weg, der einen Aufbau der Leistungsverteilungsrotoren umgeht, mechanisch miteinander gekoppelt. Dies realisiert genauer gesagt die Einzelnen der Leistungsverteilungsrotoren, die die Drehungsenergien erzeugen, die sich voneinander hinsichtlich des Vorzeichens unterscheiden, ohne die Notwendigkeit von zwei elektrischen Rotationsmaschinen (zum Beispiel Motorgeneratoren), wobei einer derselben die Ausgangsdrehungsenergie zuführt, und der andere derselben dieselbe aufnimmt.
Rotoren, die Einzelne der Leistungsverteilungsrotoren sind, und der erste Rotor sind so verkettet, um Drehungsgeschwindigkeiten zu haben, die in einem monografischen Diagramm auf einer geraden Linie angeordnet sind. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist ferner eine Kopplungseinrichtung, die zwei der Rotoren außerhalb des Aufbaus der Leistungsverteilungsrotoren mechanisch zusammenkoppelt, auf. Die Kopplungseinrichtung arbeitet als eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung, die ein variables Getriebeverhältnis (das ferner ein Eingangs-zu-Ausgangs-Geschwindigkeitsverhältnis genannt ist) hat. Eine Neigung der geraden Linie in dem monografischen Diagramm wird genauer gesagt durch Steuern des Getriebeverhältnisses der Geschwindigkeitsvariationseinrichtung geändert. Die Geschwindigkeit des ersten Rotors kann daher durch Ändern des Getriebeverhältnisses ungeachtet der Geschwindigkeit des angetriebenen Rads gesteuert werden.
Die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung arbeitet als eine erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, um die Übertragung der Leistung zwischen dem ersten Rotor und einer Drehwelle der Verbrennungsmaschine selektiv einzurichten und zu blockieren. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist ferner eine zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung auf, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem zweiten Rotor, der einer der Leistungsverteilungsrotoren ist, und der Verbrennungsmaschine selektiv einzurichten und zu blockieren. Diese Struktur ermöglicht, dass das Anfangsdrehmoment an die Drehwelle der Verbrennungsmaschine von dem ersten Rotor angelegt wird, und ferner das Drehmoment, wie es durch die Verbrennungsmaschine erzeugt wird, an den zweiten Rotor angelegt wird. Die Maschine kann genauer gesagt durch das Drehmoment, das aus dem Leistungsverteilungsrotor ausgegeben wird, gestartet werden, sodass die Notwendigkeit eines separaten Maschinenstarters eliminiert wird. Die Übertragung von Leistung zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor und der Maschine kann ferner selektiv blockiert und eingerichtet werden, sodass die Menge an Energie, die durch das Anlegen eines Drehmoments an die Maschine, wenn dieselbe bei einem Stopp ist, verbraucht wird, minimiert ist, und zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor und der Maschine die Übertragung eines Drehmoments als eine Funktion von Unterschieden der Geschwindigkeit zwischen der Drehwelle der Maschine und dem ersten und dem zweiten Rotor ermöglicht wird.
Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ist mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung ausgestattet, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung, die mit dem ersten Rotor verbunden ist, relativ zu der einer Ausgangsseite derselben, die mit der Drehwelle der Verbrennungsmaschine verbunden ist, kein negativer Wert ist. Wenn damit gestartet wurde, den Kraftstoff in der Maschine, nachdem dieselbe gestartet wurde, zu verfeuern, wird das Drehmoment an der Drehwelle entstehen, derart, dass sich die Geschwindigkeit derselben schnell erhöht. Die Übertragung einer solchen Variation des Drehmoments zu dem ersten Rotor kann in einer Pulsation des Drehmoments in der Leistungsübertragungsvorrichtung resultieren. Wenn jedoch die Geschwindigkeit der Maschine über die Eingangsseite der Ein-Weg- Kupplung, die mit dem ersten Rotor verbunden ist, erhöht wird, wird die Übertragung der Variation des Drehmoments zu dem ersten Rotor blockiert, sodass die Pulsation des Drehmoments in der Leistungsübertragungsvorrichtung (das heißt einem Körper des Fahrzeugs) vermieden wird.
Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung kann ferner mit einem elektronisch gesteuerten Unterbrecher ausgestattet sein, der separat von der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung ist. Der elektronisch gesteuerte Unterbrecher arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor und der Drehwelle der Verbrennungsmaschine die Übertragung von Leistung zu blockieren. Dies vermeidet die Übertragung von Leistung von dem ersten Rotor zu der Verbrennungsmaschine, bevor es erforderlich ist, die Verbrennungsmaschine zu starten, sodass die Menge an Energie, die durch ein Anlegen von Leistung an die Drehwelle der Maschine verbraucht wird, minimiert wird.
Die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung kann mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung ausgestattet sein, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung die mit der Drehwelle der Verbrennungsmaschine verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit dem zweiten Rotor verbunden ist, kein negativer Wert ist. Wenn es erforderlich ist, die Drehwelle der Maschine mit dem zweiten Rotor mechanisch zusammenzubringen, um das Drehmoment der Maschine dem zweiten Rotor hinzuzufügen, ist es vorzuziehen, die Geschwindigkeit der Drehwelle der Maschine und die des zweiten Rotors in eine Übereinstimmung miteinander zu bringen. Dies erfordert jedoch eine feine Steuerung solcher Geschwindigkeiten. Die Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung arbeitet, um das Drehmoment der Maschine an den zweien Rotor anzulegen, wenn die Geschwindigkeit der Drehwelle der Maschine gleich derselben des zweiten Rotors wird, sodass die Notwendigkeit der feinen Steuerung der Geschwindigkeiten der Drehwelle der Maschine und des zweiten Rotors eliminiert wird.
Einer der Leistungsverteilungsrotoren ist mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt. Die Leistungsverteilungsrotoren sind so verkettet, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors von einer Drehungsgeschwindigkeit des einen der Leistungsverteilungsrotoren, der mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, direkt abhängt. Dies ermöglicht, dass die Geschwindigkeit des ersten Rotors durch die Geschwindigkeit der elektrischen Rotationsmaschine gesteuert wird.
Einer der Leistungsverteilungsrotoren ist mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt. Die Leistungsverteilungsrotoren sind so verkettet, dass Drehungsgeschwindigkeiten von einzelnen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als dem einen, der mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, direkt von der Drehungsgeschwindigkeit des einen, der mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, und von der Drehungsgeschwindigkeit des zweiten Rotors abhängen. Dies ermöglicht, dass die Geschwindigkeiten der einzelnen der Leistungsverteilungsrotoren durch dieselbe der elektrischen Rotationsmaschine oder der Maschine gesteuert werden.
Der erste Rotor und der zweite Rotor können durch einen der Leistungsverteilungsrotoren implementiert sein. Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ist separat von der zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung. Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung und die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung können ferner durch einen elektronisch gesteuerten Unterbrecher implementiert sein, der arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor und der Drehwelle der Verbrennungsmaschine die Übertragung von Leistung zu unterbrechen. Der erste Rotor ist zusätzlich vorzugsweise so, dass die Geschwindigkeit des ersten Rotors auf null (0) gesteuert werden kann, wenn der eine der Leistungsverteilungsrotoren, der mit dem angetriebenen Rad mechanisch verbunden ist, keine Geschwindigkeit von null hat. Wenn es erforderlich ist, das Anfangsdrehmoment von dem ersten Rotor an die Verbrennungsmaschine anzulegen, arbeitet der elektronisch gesteuerte Unterbrecher wünschenswert, um den ersten Rotor mit der Drehwelle der Maschine mechanisch zu verbinden, die Verbindung des ersten Rotors und der Maschine zu blockieren, nachdem das Anfangsdrehmoment angelegt ist und bevor das Verfeuern des Kraftstoffs in der Maschine gesteuert wird, und den ersten Rotor und die Maschine mechanisch zu verbinden, wenn ein Unterschied zwischen einem ersten Rotor und der Maschine unterhalb eines gegebenen Werts nach dem Start der Verfeuerungssteuerung des Kraftstoffs in der Maschine ist.
Der erste Rotor ist separat von dem zweiten Rotor. Dies ermöglicht, dass das Drehmoment von dem ersten Rotor an die Drehwelle der Maschine angelegt wird und ferner das Drehmoment von der Maschine an den zweiten Rotor angelegt wird. Die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor und der Maschine kann selektiv eingerichtet oder blockiert werden, sodass ermöglicht wird, dass die Maschine gestartet wird, wenn die Geschwindigkeit des ersten Rotors die Geschwindigkeit ist, die zum Starten der Maschine geeignet ist. Nachdem die Maschine angelassen ist, kann das Drehmoment, wie es durch die Maschine erzeugt wird, durch den zweiten Rotor zu dem angetriebenen Rad übertragen werden. Dies ermöglicht, dass das Maschinendrehmoment verwendet wird, während die Maschine mit einer anderen Geschwindigkeit zu derselben des ersten Rotors läuft. Es ist daher möglich, die Maschine zu einer Zeit zu starten, wenn die Maschine früh in einen effektiven Geschwindigkeitsbereich gebracht werden kann.
Die Leistungsverteilungsrotoren sind so verkettet, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors niedriger als dieselbe des zweiten Rotors ist. Dies ermöglicht, dass der erste Rotor verwendet wird, um die Maschine zu starten, und der zweite Rotor verwendet wird, um das Maschinendrehmoment an das angetriebene Rad anzulegen, wodurch zugelassen wird, dass die Maschine weiter bei einer höheren Geschwindigkeit läuft als dieselbe, mit der die Maschine gestartet wurde, um das Maschinendrehmoment zu dem angetriebenen Rad zu übertragen. Es ist daher möglich, die Maschine zu starten, um die Geschwindigkeit derselben in einen effektiven Geschwindigkeitsbereich zu bringen.
Die Leistungsverteilungsrotoren können durch drei oder mehr Rotoren implementiert sein, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Line angeordnet sind. Der erste Rotor ist einer der drei oder mehr Rotoren, der in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit in der Mitte liegt. Dies erleichtert die Leichtigkeit eines Bringens des ersten Rotors zu einer relativ niedrigen Geschwindigkeit, sodass ermöglicht wird, dass ein Unterschied einer Geschwindigkeit zwischen dem ersten Rotor und der Drehwelle der Maschine verringert wird, wenn die Maschine gestartet wird.
Die Leistungsverteilungsrotoren können durch drei oder mehr Rotoren implementiert sein, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind. Zwei der drei oder mehr Rotoren, die sich in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, sind mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt.
Mindestens einer der zwei der drei oder mehr Rotoren ist durch eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung, die ein variables Getriebeverhältnis hat, mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt. Diese Struktur ermöglicht, dass die zwei der Rotoren, die sich in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, wie bei dem Fall, bei dem zwei elektrische Rotationsmaschinen mit den zwei der Rotoren mechanisch gekoppelt sind, unabhängig voneinander hinsichtlich der Geschwindigkeit gesteuert werden. Bei dem Fall einer Anwendung von solchen zwei elektrischen Rotationsmaschinen kann zusätzlich diese Struktur ferner den Verlust von elektrischer Energie, wie sie durch eine der elektrischen Rotationsmaschinen erzeugt wird, die als ein Generator in Betrieb ist, eliminieren, wenn die elektrische Energie der anderen elektrischen Rotationsmaschine, die als ein elektrischer Motor in Betrieb ist, zugeführt wird.
Einer der Leistungsverteilungsrotoren, der mit dem angetriebenen Rad mechanisch gekoppelt ist, kann in dem monografischen Diagramm eine Drehungsgeschwindigkeit haben, die zwischen Drehungsgeschwindigkeiten der zwei der drei oder mehr Rotoren liegt, die mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt sind. Die Leistungsverteilungsrotoren können zusätzlich durch vier Rotoren (zum Beispiel einen Ravineaux-Platengetriebesatz) implementiert sein, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind. Einer der vier Rotoren, der in dem monografischen Dia gramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit in der Mitte liegt und von dem ersten Rotor separat ist, kann mit dem angetriebenen Rad mechanisch gekoppelt sein. Das angetriebene Rad ist genauer gesagt mit dem Rotor gekoppelt, der in dem monografischen Diagramm die mittlere Geschwindigkeit haben muss, wodurch die Leichtigkeit eines Drehens des angetriebenen Rads in einer normalen oder umgekehrten Richtung oder ein Stoppen desselben erleichtert wird. Der Rotor, der mit dem angetriebenen Rad gekoppelt ist, ist separat von dem ersten Rotor, wodurch gestattet wird, dass die Geschwindigkeit des ersten Rotors unabhängig von der Geschwindigkeit des angetriebenen Rads bestimmt wird.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung kann ferner einen ersten Planetengetriebesatz und einen zweiten Planetengetriebesatz, die jeweils mit einem Sonnenrad, einem Träger und einem Hohlrad, die drei der Leistungsverteilungsrotoren sind, ausgestattet sind, haben. Zwei der Leistungsverteilungsrotoren des ersten Planetengetriebesatzes sind mit zwei der Leistungsverteilungsrotoren des zweiten Platengetriebesatzes mechanisch gekoppelt. Von vier einer Gesamtsumme der sechs Leistungsverteilungsrotoren des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes, die sich in einem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, sind mindestens drei mit der elektrischen Rotationsmaschine, der Verbrennungsmaschine bzw. dem angetriebenen Rad mechanisch gekoppelt. Die vier der sechs Leistungsverteilungsrotoren sind genauer gesagt so verkettet, um Drehungsgeschwindigkeiten zu haben, die in dem monografischen Diagramm auf einer geraden Linie angeordnet sind, sodass die Geschwindigkeiten der elektrischen Rotationsmaschine, der Verbrennungsmaschine und des angetriebenen Rads spezifiziert werden.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung kann ferner einen Schalter aufweisen, der arbeitet, um einen der Leistungsverteilungsrotoren, der mit dem getriebenen Rad mechanisch gekoppelt ist, zu einem anderen zu schalten.
Die Anpassung der Geschwindigkeit des angetriebenen Rads an einen gewünschten Wert resultiert in einer Hinzufügung einer Begrenzung auf die Geschwindigkeiten der Leistungsverteilungsrotoren, was in einer Hinzufügung einer Begrenzung auf die Geschwindigkeit der elektrischen Rotationsmaschine oder der Verbrennungsmaschine resultiert. Eine solche Geschwindigkeitsanpassung kann ein Faktor sein, der zu einer Behinderung des Laufens der elektrischen Rotationsmaschine oder der Verbrennungsmaschine in einem effektiven Geschwindigkeitsbereich beiträgt. Die Struktur dieser Erfindung lindert im Gegensatz dazu die Begrenzung auf die Geschwindigkeiten der elektrischen Rotationsmaschine oder der Verbrennungsmaschine, wenn es erforderlich ist, das angetriebene Rad zu einer gewünschten Geschwindigkeit zu bringen, wodurch ermöglicht wird, dass die elektrische Rotationsmaschine oder die Verbrennungsmaschine in dem effektiven Geschwindigkeitsbereich laufen.
Das Fahrzeug kann ein Fahrzeug mit Eigenantrieb mit zwei angetriebenen Rädern sein. Die Leistungsübertragungsvorrichtung kann ferner einen Schalter aufweisen, der arbeitet, um einzelne der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs mechanisch gekoppelt sind, zu anderen zu schalten. Die Einzelnen und die anderen der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern zu koppeln sind, weisen jeweils den zweiten Rotor und einen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als den ersten Rotor auf.
Der zweite Rotor ist durch die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit den angetriebenen Rädern mechanisch gekoppelt. Diese Struktur verbietet, dass Leistung durch die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung von der Verbrennungsmaschine zu dem zweiten Rotor übertragen wird und ermöglicht, dass die Geschwindigkeit der Verbrennungsmaschine auf eine Geschwindigkeit der angetriebenen Räder angepasst wird, wenn das Drehmoment von der Verbrennungsmaschine zu dem zweiten Rotor übertragen wird. Zu dieser Zeit kann das Drehmoment von den Leistungsverteilungsrotoren an die angetriebenen Räder weiter angelegt werden. Danach können die angetriebenen Räder durch die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit dem zweiten Rotor mechanisch verbunden werden, wodurch ermöglicht wird, dass die angetriebenen Räder mit der Drehwelle der Maschine verbunden werden, wenn sich dieselben mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Dies minimiert die Zeit, in der die Zufuhr eines Drehmoments zu den angetriebenen Rädern während des Betriebs des Schalters abgeschnitten ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, die (a) eine Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren, die arbeiten, um sich zusammen miteinander zu drehen, um Leistung zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine, einer Verbrennungsmaschine und einem angetriebenen Rad eines Fahrzeugs zu verteilen, (b) eine erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem ersten Rotor, der einer der Leistungsverteilungsrotoren ist, und einer Drehwelle der Verbrennungsmaschine selektiv einzurichten und zu blockieren, und (c) eine zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung aufweist, die arbeitet, um zwischen einem zweiten Rotor, der einer der Leistungsverteilungsrotoren ist, und der Drehwelle der Verbrennungsmaschine eine Übertragung der Leistung selektiv einzurichten und zu blockieren.
Die Maschine kann genauer gesagt durch das Drehmoment, das aus dem Leistungsverteilungsrotor ausgegeben wird, gestartet werden, sodass die Notwendigkeit eines separaten Maschinenstarters eliminiert wird. Die Übertragung von Leistung zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor und der Maschine kann ferner selektiv blockiert und eingerichtet werden, sodass die Menge einer Energie, die durch das Anlegen eines Drehmoments an die Maschine, wenn sich diese bei einem Stopp befindet, verbraucht wird, minimiert wird, und die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor und der Maschine als eine Funktion von Unterschieden einer Geschwindigkeit zwischen der Drehwelle der Maschine und dem ersten und dem zweiten Rotor ermöglicht wird.
Bei dem bevorzugten Modus der Erfindung kann die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung ausgestattet sein, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung, die mit dem ersten Rotor verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit der Drehwelle der Verbrennungsmaschine verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung kann ferner mit einem elektronisch gesteuerten Unterbrecher ausgestattet sein, der separat von der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung ist. Der elektronisch gesteuerte Unterbrecher arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor und der Drehwelle der Verbrennungsmaschine die Übertragung von Leistung zu blockieren.
Die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung kann mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung ausgestattet sein, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung, die mit der Drehwelle der Verbrennungsmaschine verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit dem zweiten Rotor verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Einer der Leistungsverteilungsrotoren kann mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt sein. Die Leistungsverteilungsrotoren können so verkettet sein, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors von der Drehungsgeschwindigkeit des einen der Leistungsverteilungsrotoren, der mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, direkt abhängt.
Einer der Leistungsverteilungsrotoren kann mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt sein. Die Leistungsverteilungsrotoren können so verkettet sein, dass Drehungsgeschwindigkeiten von einzelnen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als dem einen, der mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, von der Drehungsgeschwindigkeit des einen, der mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, und der Drehungsgeschwindigkeit des zweiten Rotors direkt abhängen.
Der erste Rotor und der zweite Rotor können durch einen der Leistungsverteilungsrotoren implementiert sein. Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung kann separat von der zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung sein.
Der erste Rotor kann separat von dem zweiten Rotor sein.
Die Leistungsverteilungsrotoren können so verkettet sein, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors niedriger als dieselbe des zweiten Rotors ist.
Die Leistungsverteilungsrotoren können durch drei oder mehr Rotoren implementiert sein, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind. Der erste Rotor kann einer der drei oder mehr Rotoren sein, der in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit in der Mitte liegt.
Die Leistungsverteilungsrotoren können durch drei oder mehr Rotoren implementiert sein, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind. Zwei der drei oder mehr Rotoren, die sich in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, können mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt sein.
Mindestens einer der zwei der drei oder mehr Rotoren kann durch eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung, die ein variables Getriebeverhältnis hat, mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt sein.
Einer der Leistungsverteilungsrotoren, der mit dem angetriebenen Rad mechanisch gekoppelt ist, kann in dem monografischen Diagramm eine Drehungsgeschwindigkeit haben, die zwischen Drehungsgeschwindigkeiten der zwei der drei oder mehr Rotoren liegt, die mit der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch gekoppelt sind.
Die Leistungsverteilungsrotoren können durch vier Rotoren implementiert sein, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind. Einzelne der vier Rotoren, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit in der Mitte liegen und zu dem ersten Rotor separat sind, sind mit dem angetriebenen Rad mechanisch gekoppelt.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung kann ferner einen ersten Planetengetriebesatz und einen zweiten Planetengetriebesatz aufweisen, die jeweils mit einem Sonnenrad, einem Träger und einem Hohlrad, die drei der Leistungsverteilungsrotoren sind, ausgestattet sind, wobei zwei der Leistungsverteilungsrotoren des ersten Planetengetriebesatzes mit zwei der Leistungsverteilungsrotoren des zweiten Planetengetriebesatzes mechanisch gekoppelt sind. Von vier einer Gesamtsumme der sechs Leistungsverteilungsrotoren des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes, die sich in einem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, können mindestens drei mit der elektrischen Rotationsmaschine, der Verbrennungsmaschine bzw. dem angetriebenen Rad mechanisch gekoppelt sein.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung kann ferner einen Schalter aufweisen, der arbeitet, um einen der Leistungsverteilungsrotoren, die mit dem angetriebenen Rad mechanisch gekoppelt sind, zu einem anderen zu schalten.
Das Fahrzeug kann ein Fahrzeug mit Eigenantrieb mit zwei angetriebenen Rädern sein. Die Leistungsübertragungsvorrichtung kann ferner einen Schalter aufweisen, der arbeitet, um einzelne der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs mechanisch gekoppelt sind, zu anderen zu schalten. Die einzelnen und die anderen der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern zu koppeln sind, weisen jeweils den zweiten Rotor und einen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als den ersten Rotor auf.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Antriebssystem für ein Fahrzeug geschaffen, das eine Leistungsübertragungsvorrichtung und eine Steuerung aufweist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist (a) eine Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren, die arbeiten, um sich miteinander zusammen zu drehen, um zwischen der elektrischen Rotationsmaschine, einer Verbrennungsmaschine, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, und einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs Leistung zu verteilen, und (b) eine Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung auf, die arbeitet, um die Übertragung der Leistung zwischen einem ersten Rotor, der einer der Leistungsverteilungsrotoren ist, und der Verbrennungsmaschine selektiv einzurichten und zu blockieren. Wenn eine Drehungsenergie, wie sie aus den Leistungsverteilungsrotoren ausgegeben wird, als hinsichtlich des Vorzeichens positiv definiert ist, sind die Leistungsverteilungsrotoren so angeordnet, dass, wenn die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung eine Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, als die Leistung von dem ersten Rotor zu der Verbrennungsmaschine einrichtet, einzelne andere der Leistungsverteilungsrotoren als der erste Rotor so verkettet sind, um Ausgangsdrehungsenergien zu liefern, die hinsichtlich des Vorzeichens zueinander entgegengesetzt sind. Die Steuerung arbeitet, um einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung zu steuern. Wenn es erforderlich ist, die Verbrennungsmaschine zu starten, und eine Drehungsgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine niedriger als ein gegebener Wert ist, steuert die Steuerung die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, um die Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, von dem ersten Rotor zu der Verbrennungsmaschine einzurichten.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Antriebssystem für ein Fahrzeug geschaffen, das eine Leistungsübertragungsvorrichtung und eine Steuerung aufweist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung weist (a) eine Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren, die arbeiten, um sich zusammen miteinander zu drehen, um eine Leistung zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine, einer Verbrennungsmaschine, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, und einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs zu verteilen, (b) eine erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung von Leistung zwischen einem ersten Rotor, der einer der Leistungsverteilungsrotoren ist, und einer Drehwelle der Verbrennungsmaschine selektiv einzurichten und zu blockieren, und (c) eine zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung auf, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem zweiten Rotor, der einer der Leistungsverteilungsrotoren ist, und der Drehwelle der Verbrennungsmaschine einzurichten und zu blockieren. Die Steuerung arbeitet, um einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung zu steuern. Wenn es erforderlich ist, die Verbrennungsmaschine zu starten, und eine Drehungsgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine niedriger als ein gegebener Wert ist, steuert die Steuerung die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, um die Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, von dem ersten Rotor zu der Drehwelle der Verbrennungsmaschine einzurichten.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung von jedem der vorhergehenden Antriebssysteme kann ferner entworfen sein, um die im Vorhergehenden erörterte Struktur zu haben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist aus der detaillierten Beschreibung, die hierin im Folgenden angegeben ist, und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zu verstehen, die jedoch nicht als die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele begrenzend aufgefasst werden sollten, sondern lediglich dem Zweck einer Erläuterung und eines Verständnisses dienen.
Es zeigen:
1(a) ein Blockdiagramm, das ein Hybridsystem für ein Fahrzeug darstellt, in dem eine Leistungsübertragungsvorrichtung und ein Antriebssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung eingebaut sind;
1(b) eine Skelettansicht von Leistungsübertragungswegen der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1(a);
2(a) ein schematisches Blockdiagramm, das einen Leistungsübertragungsweg zeigt, wenn eine Fahrzeug durch einen Motorgenerator gestartet wird;
2(b) ein monografisches Diagramm, das einen Betrieb einer Leistungsverteilungsvorrichtung der Leistungsübertragungsvor richtung von 1 zusammen mit der Geschwindigkeit einer Verbrennungsmaschine darstellt;
2(c) eine Tabelle, die eine Beziehung hinsichtlich des Vorzeichens einer Drehungsrichtung, eines Drehmoments und einer Leistung zwischen einem Sonnenrad, einem Träger und einem Hohlrad der Leistungsverteilungsvorrichtung von 2(a) und 2(b) auflistet;
3(a) ein schematisches Blockdiagramm, das einen Leistungsübertragungsweg zeigt, wenn eine Verbrennungsmaschine durch eine Leistungsverteilungsvorrichtung von 1(a) gestartet wird;
3(b) ein monografisches Diagramm, das einen Betrieb einer Leistungsverteilungsvorrichtung zusammen mit der Geschwindigkeit einer Verbrennungsmaschine darstellt;
3(c) eine Tabelle, die eine Beziehung hinsichtlich eines Vorzeichens einer Drehungsrichtung, eines Drehmoments und einer Leistung zwischen einem Sonnenrad, einem Träger und einem Hohlrad der Leistungsverteilungsvorrichtung von 3(a) und 3(b) auflistet;
4(a) ein schematisches Blockdiagramm, das einen Leistungsübertragungsweg zeigt, wenn eine Verbrennungsmaschine zu einer Leistungsverteilungsvorrichtung von 1(a) ein Drehmoment ausgibt;
Fig. (b) ein monografisches Diagramm, das einen Betrieb einer Leistungsverteilungsvorrichtung zusammen mit der Geschwindigkeit einer Verbrennungsmaschine darstellt;
5 ein Blockdiagramm, das eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
6(a) ein Blockdiagramm, das eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
6(b) eine Skelettansicht von Leistungsübertragungswegen der Leistungsübertragungsvorrichtung von 6(a);
7(a) ein Blockdiagramm, das eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
7(b) eine Skelettansicht von Leistungsübertragungswegen der Leistungsübertragungsvorrichtung von 7(a);
8(a) ein Blockdiagramm, das eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
8(b) eine Skelettansicht von Leistungsübertragungswegen einer Modifikation einer Leistungsübertragungsvorrichtung;
8(c) eine Skelettansicht von Leistungsübertragungswegen einer Modifikation einer Leistungsübertragungsvorrichtung;
9(a) ein Blockdiagramm, das eine Leistungsübertragungsvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
9(b) eine Skelettansicht von Leistungsübertragungswegen der Leistungsübertragungsvorrichtung von 9(a);
10(a) ein schematisches Blockdiagramm, das einen Leistungsübertragungsweg gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
10(b) ein monografisches Diagramm, das einen Betrieb einer Leistungsverteilungsvorrichtung der Leistungsübertragungsvorrichtung von 10(a) zusammen mit der Geschwindigkeit einer Verbrennungsmaschine darstellt;
11(a) und 11(b) Skelettansichten, die Leistungsübertragungswege der Leistungsübertragungsvorrichtung von 10(a) bei Fällen darstellen, bei denen die Leistungsübertragungsvorrichtung in einem Vordermaschinen-Vorderradantriebs-(FF-)Fahrzeug bzw. einem Vordermaschinen-Hinterradantriebs-(FR-)Fahrzeug eingebaut ist;
12(a), 12(b) und 12(c) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
12(a) und 13(b) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
14(a) und 14(b) Blockdiagramme, die jeweils Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
15(a) und 15(b) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels darstellen;
16(a), 16(b) und 16(c) monografische Diagramme, die Betriebsvorgänge der Leistungsverteilungsvorrichtung zusammen mit der Geschwindigkeit einer Verbrennungsmaschine bei jeder der Modifikationen von 15(a) und 15(b) darstellen;
17(a) bis 17(j) monografische Diagramme, die modifizierte Strukturen einer Leistungsverteilungsvorrichtung der Erfindung darstellen;
18(a) bis 18(j) monografische Diagramme, die modifizierte Strukturen einer Leistungsverteilungsvorrichtung der Erfindung darstellen;
19(a), 19(b) und 19(c) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
20(a), 20(b), 20(c) und 20(d) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
21(a), 21(b), 21(c) und 21(d) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
22(a) und 22(b) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
23(a) und 23(b) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen;
24(a) und 24(b) Blockdiagramme, die Modifikationen der Leistungsübertragungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darstellen; und
25(a), 25(b) und 25(c) Zeitdiagramme, die Betriebsvorgänge der Leistungsübertragungsvorrichtung von 24(a) demonstrieren.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche Teile in mehreren Ansichten beziehen, genauer gesagt auf 1(a) und 1(b), ist ein Hybridsystem gezeigt, das aus einer Leistungsübertragungsvorrichtung im Fahrzeug und einem Antriebssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet ist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung im Fahrzeug dieser Erfindung kann alternativ bei entweder einem elektrischen Fahrzeug (EV; EV = electric vehicle), das lediglich mit einem elektrischen Motor als einer Leistungsquelle zum Laufenlassen eines Straßenrads ausgestattet ist, oder einem Fahrzeug mit Eigenantrieb, das mit lediglich einer Verbrennungsmaschine als einer Leistungsquelle zum Laufenlassen eines Straßenrads ausgestattet ist, verwendet sein. Das Antriebssystem ist mit der Leistungsübertragungsvorrichtung im Fahrzeug und einer Steuerung ausgestattet, die arbeitet, um einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung zu steuern. Das Antriebssystem kann ferner darin eine Leistungsquelle, wie zum Beispiel einen Motorgenerator, einen elektrischen Motor oder eine Verbrennungsmaschine, eingebaut haben.
1(a) stellt die Struktur des Hybridsystems dar. 1(b) ist eine Skelettansicht von Leistungsübertragungswegen.
Das Hybridsystem weist einen Motorgenerator 10 und eine Leistungsverteilungsvorrichtung 20 auf. Der Motorgenerator 10 ist aus einem Drei-Phasen-Wechselstrom- Motorgenerator gebildet und arbeitet als eine leistungserzeugende Vorrichtung im Fahrzeug zusammen mit einer Verbrennungsmaschine 12. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 arbeitet, um zwischen dem Motorgenerator 10, der Verbrennungsmaschine (zum Beispiel einer Benzinmaschine) 12 und angetriebenen Rädern 14 eines Fahrzeugs mit Eigenantrieb eine Leistung oder ein Drehmoment zu verteilen.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 weist einen ersten Planetengetriebesatz 22 und einen zweiten Planetengetriebesatz 24 auf. Der erste Planetengetriebesatz 22 hat ein Hohlrad R, das mit einem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch zusammengebracht ist, und hat ferner ein Sonnenrad S, das mit einem Sonnenrad S des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch zusammengebracht ist. An dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 ist eine Ausgangsachse (das heißt eine Drehwelle) 10a des Motorgenerators 10 mechanisch gekoppelt. Die angetriebenen Räder 14 des Fahrzeugs sind mit dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch zusammengebracht. Das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und der Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 sind genauer gesagt durch ein typisches Differenzialgetriebe und eine typische Antriebswelle mit den Antriebsrädern 14 mechanisch gekoppelt. Es sei bemerkt, dass Rotoren (auf die ferner im Folgenden als Leistungsverteilungsrotoren Bezug genommen ist) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, wie hierin darauf Bezug genommen wird, nicht auf die Sonnenräder S, die Träger C und die Hohlräder R des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 begrenzt sind, jedoch zusätzliche Drehteile des Differenzialgetriebes und/oder der Antriebswelle sein können oder lediglich aufweisen können.
Der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist durch eine Kupplung 30 und ein Ein-Weg-Lager 32 mit der Kurbelwelle (das heißt einer Drehwelle 12a) der Verbrennungsmaschine 12 mechanisch verbunden. Die Kupplung 30 arbeitet als ein elektronisch gesteuerter mechanischer Unterbrecher, um die Übertragung von Leistung (eines Drehmoments) zwischen dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Ein-Weg-Lager 32 zu blockieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 30 von einem normalerweise offenen Typ. Das Ein-Weg-Lager 32 arbeitet als eine Ein-Weg-Übertragungseinrichtung, um die Übertragung von Leistung (einem Drehmoment) von der Kupplung 30 zu der Maschine 12 unter der Bedingung zu gestatten, dass die Drehungsgeschwindigkeit der Kupplung 30 nicht niedriger als dieselbe der Drehwelle 12a der Maschine 12 ist. Wenn mit anderen Worten die Kupplung 20 in Eingriff gebracht ist, arbeitet das Ein-Weg-Lager 32, um die Drehwelle 12a der Maschine 12 der Drehung des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22 folgen zu lassen, es sei denn, dass die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a der Maschine 12 größer als dieselbe des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist.
Ein Ein-Weg-Lager 34 ist zwischen dem Sonnenrad S des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Sonnenrad S des zweiten Planetengetriebesatzes 24 angeordnet. Wie bei dem Ein-Weg-Lager 32 arbeitet das Ein-Weg-Lager 34 als eine Ein-Weg-Übertragungseinrichtung, um die Übertragung von Leistung (eines Drehmoments) von der Maschine 12 zu dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz 22 und 24 unter der Bedingung zu gestatten, dass die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a der Maschine 12 nicht niedriger als die Geschwindigkeit der Sonnenräder S ist. Das Ein-Weg-Lager 34 arbeitet mit anderen Worten, um die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 der Drehung der Drehwelle 12a der Maschine 12 folgen zu lassen, es sei denn, dass die Geschwindigkeit der Sonnenräder S größer als dieselbe der Drehwelle 12a ist.
Die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 sind durch eine Kupplung 38 und eine kontinuierlich variable Übertragung (CVT; CVT = continously varable transmission) 36 mit einer Drehwelle 10a des Motorgenerators 10 mechanisch gekoppelt. Die CVT 36 ist, wie aus 1(b) zu sehen ist, mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 durch eine Nebenwelle bzw. ein Gegenrad CN mechanisch zusammengebracht. Die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 sind mit anderen Worten so verkettet, um von dem Motorgenerator 10 ohne jegliche Drehteile oder Rotoren (das heißt Leistungsverteilungsrotoren) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die die Sonnenräder S in Eingriff nehmen, das Drehmoment aufzunehmen. Die Zahl von Zähnen des Gegenrads CN kann entweder identisch oder unterschiedlich zu derselben des Hohlrads R des zweiten Planetengetrie besatzes 24 sein. Die CVT 36 ist, wie bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet, ein mechanischer Typ, der einen Metall- oder Gummiriemen verwendet. Die Kupplung 38 funktioniert als ein elektronisch gesteuerter mechanischer Unterbrecher, um zwischen der CVT 36 und den Sonnenrädern S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 die Übertragung von Leistung zu blockieren oder zu öffnen.
Das Hybridsystem weist ferner eine Steuerung 40 auf, um einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung zu steuern. Die Steuerung 40 arbeitet, um die Kupplungen 30 und 38 zu betätigen, um den Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung zu steuern und eine gesteuerte Variable der Maschine 12 zu bestimmen. Die Steuerung 40 arbeitet ferner, um einen Betrieb eines Wechselrichters 42, um eine gesteuerte Variable des Motorgenerators 10 zu bestimmt, zu steuern.
Ein Fahrzeugstartbetrieb, der die Leistungsübertragungsvorrichtung verwendet, und eine Startsteuerung der Maschine 12 sind im Folgenden beschrieben.
Der Fahrzeugstartbetrieb, der den Motorgenerator 10 verwendet, wird als Erstes unter Bezugnahme auf 2(a) und 2(b) erörtert. 2(a) stellt einen Leistungsübertragungsweg dar, wenn das Fahrzeug gestartet wird. 2(b) ist ein monografisches Diagramm, das den Betrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zusammen mit der Geschwindigkeit der Maschine 12 darstellt. Bei dem dargestellten Fall blockiert die Kupplung 30 die Verbindung zwischen dem Ein-Weg-Lager 32 und dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22. Die Kupplung 38 ist zwischen die CVT 36 und die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 geschaltet.
Bei dem Beispiel von 2(b) befindet sich die Maschine 12 bei einem Stopp. Die Geschwindigkeiten der Rotoren des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24, die die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 begründen, hängen von der Geschwindigkeit des Motorgenerators 10 und dem Getriebeverhältnis (das ferner ein Eingangs-zu-Ausgangs-Geschwindigkeitsverhältnis, ein variables Geschwindigkeitsverhältnis, ein Riemenscheibenverhältnis oder ein CVT-Verhältnis genannt ist) der CVT 36 ab. Bei dem monografischen Diagramm von 2(b) liegen genauer gesagt die Ge schwindigkeit der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 (das heißt die Geschwindigkeit einer Übertragungswelle oder Übertragungsachse in 2(b)), die Geschwindigkeit des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22 (das heißt die Geschwindigkeit einer Startachse in 2(b)), die Geschwindigkeit des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 (das heißt die Geschwindigkeit eines Ausgangs in 2(b)) und des Hohlrads R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 (das heißt die Geschwindigkeit des MG 10) auf einer diagonalen geraden Linie. Die Geschwindigkeiten der anderen Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 als der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 und des Hohlrads R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 werden daher durch Bestimmen der Geschwindigkeiten der Sonnenräder S und des Hohlrads R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 eingestellt. Die Sonnenräder S, die Träger C und die Hohlräder R des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 drehen sich zusammen miteinander. Die Geschwindigkeit der Träger C kann beispielsweise abhängig von den Geschwindigkeiten der Sonnenräder S und der Hohlräder R null (0) sein.
Die Struktur der Leistungsübertragungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist entworfen, um dem Motorgenerator 10 zu ermöglichen, einen höheren Grad eines Drehmoments zu erzeugen, wenn das Fahrzeug gestartet wird, ohne eine Notwendigkeit eines Erhöhens der Größe des Motorgenerators 10. Dies liegt an den folgenden Gründen.
Wenn bei dem zweiten Planetengetriebesatz 24 ein Verhältnis der Zahl Zs von Zähnen des Sonnenrads S zu der Zahl Zr von Zähnen des Hohlrads R (das heißt Zs/Zr) als ρ definiert ist, ist ein Verhältnis der Geschwindigkeit Nm des Motorgenerators 10 zu der Geschwindigkeit Ns des Sonnenrads S (das heißt Nm/Ns) als β definiert, und Drehmomente des Hohlrads R, des Sonnenrads S, des Trägers C und des Motorgenerators 10 sind als Tr, Ts, Tc bzw. Tm definiert, wobei Gleichungen, die im Folgenden aufgelistet sind, erfüllt sind. Tr = –TC/(1 + ρ) (c1) Ts = –ρTc/(1 + ρ) (c2) β(Tm + Tr) = Ts (c3)
Durch ein Eliminieren der Drehmomente Tr und Ts aus der Gleichung (c3) unter Verwendung der Gleichungen (c1) und (c2) erhält man Tc = (1 + ρ)Tm/{(ρ/β) – 1} (c4)
Die Gleichung (c4) zeigt, dass eine starke Erhöhung des Drehmoments Tc des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 (das heißt der Ausgangsachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20) mit anderen Worten des Drehmoments, das zu den angetriebenen Rädern 14 zu übertragen ist, durch Annähern der Verhältnisse ρ und β an einander erreicht werden kann. Dies stellt das Drehmoment, das erforderlich ist, um das Fahrzeug zu starten, ohne die Notwendigkeit eines Erhöhens der Größe des Motorgenerators 10 sicher.
Das Hybridsystem dieses Ausführungsbeispiels ist fähig, das Getriebeverhältnis (das heißt ein Geschwindigkeitsverhältnis) der CVT 36 auszuwählen, um das sogenannte Neutral-geschaltet zu erreichen, das während des Laufens des Motorgenerators 10 die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 bei null (0) platziert. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ist genauer gesagt derart entworfen, dass Mengen einer Ausgangsdrehungsenergie (das heißt einer Leistung) des Sonnenrads S und des Hohlrads R, die andere Rotoren des zweiten Planetengetriebesatzes 24 als der Träger C, der mit den angetriebenen Rädern 14 gekoppelt ist, sind, hinsichtlich des Vorzeichens, wie es in 2(c) dargestellt ist, zueinander entgegengesetzt sind. Wenn daher das Neutral-geschaltet eingerichtet ist, um die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 bei null (0) zu platzieren, wird dies die Leistung verursachen, die zwischen dem Sonnenrad S und dem Hohlrad R durch einen eine Schleife bildenden mechanischen Weg, der mit der Kupplung 38 und der CVT 36 ausgestattet ist, zirkuliert wird. Wenn mit anderen Worten die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 in dem Neutral-geschaltet ist, wird die Menge einer Drehungsenergie (das heißt Leistung), die zu den angetriebenen Rädern 14 ausgegeben wird, null (0). Wenn die Leistung durch den eine Schleife bildenden me chanischen Weg, der sich durch das Sonnenrad S und das Hohlrad R erstreckt, nicht zirkuliert wird, wird dies verursachen, dass die Ausgangsenergie des Motorgenerators 10 in dem zweiten Planetengetriebesatz 24 gemäß dem Energieerhaltungssatz vollständig als thermische Energie verbraucht wird. Dies wird in einer unpraktischen Struktur des zweiten Planetengetriebesatzes 24 resultieren, die nicht arbeitet, um die Leistung zu verteilen, bei der mit anderen Worten die Rotoren nicht als Leistungsverteilungsrotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 funktionieren.
Wenn bei dem Hybridsystem dieses Ausführungsbeispiels das Neutral-geschaltet eingerichtet ist, wird dies die Leistung, die zu rezirkulieren ist, unvermeidlich in der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 verursachen. Der eine Schleife bildende Weg, der sich von dem Hohlrad R zu dem Sonnenrad S des zweiten Planetengetriebesatzes 24 und zurück zu dem Hohlrad R erstreckt, muss nicht vollständig mechanisch fortgesetzt werden. Der eine Schleife bildende Weg kann beispielsweise ein Weg sein, der einen getrennten Abschnitt hat, der durch eine Kupplung selektiv zu schließen ist, um zu ermöglichen, dass die Drehungsenergie rezirkuliert wird. Es sei bemerkt, dass in 2(c) die Plus-(+) und Minus-(–)Vorzeichen der Drehungsrichtung von sowohl dem Sonnenrad S, dem Träger C als auch dem Hohlrad R entgegengesetzte Richtungen darstellen: eine normale Richtung und eine dazu umgekehrte Richtung, wobei das Plus-(+)Vorzeichen der Drehungsenergie (das heißt der Leistung) angibt, wann die Drehungsenergie aus der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ausgegeben wird, und das Plus-(+) und Minus-(–)Vorzeichen des Drehmoments so definiert sind, um die Bedingung zu erfüllen, dass das Produkt von Vorzeichen der Drehungsrichtung und des Drehmoments das Vorzeichen der Drehungsenergie (das heißt der Leistung) sein wird.
Bei dem Neutral-geschaltet funktioniert der erste Planetengetriebesatz 22 nicht, um die Leistung zu übertragen. Die Kupplung 30 ist genauer gesagt außer Eingriff gebracht, sodass das Drehmoment des Trägers C null (0) sein wird, und somit wird das Drehmoment des Sonnenrads S und des Hohlrads R ebenfalls gemäß den Gleichungen (c1) und (c2), wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, null (0) sein.
Die Startsteuerung der Maschine 12 ist im Folgenden beschrieben.
3(a) und 3(b) zeigen einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung, um die Maschine 12 zu starten. 3(a) stellt einen Leistungsübertragungsweg dar, wenn die Maschine 12 gestartet wird. 3(b) ist ein monografisches Diagramm, das den Betrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zusammen mit der Geschwindigkeit der Maschine 12 darstellt.
Wenn es erforderlich ist, die Maschine 12 zu starten, bringt die Steuerung 40 nicht gezeigt) die Kupplung 30 in Eingriff, um das Drehmoment durch die Kupplung 30 und das Ein-Weg-Lager 32 von dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 (das heißt das Drehmoment von der Startachse) zu der Drehwelle 12a der Maschine 12 zu übertragen, wodurch eine Anfangsdrehung der Drehwelle 12a der Maschine 12 erreicht wird. Die Drehwelle 12a der Maschine 12 wird durch die Drehung des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22 angetrieben oder gedreht. Wenn die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a der Maschine 12 auf einen gegebenen Wert erhöht ist, startet die Steuerung 40 damit, das Verfeuern des Kraftstoffs in der Maschine 12 zu steuern. Auf einer Anfangsstufe steigt, wenn damit gestartet wurde, den Kraftstoff zu verfeuern, nachdem die Maschine 12 gekurbelt wird, das Drehmoment an der Drehwelle 12a rasch an, sodass sich die Geschwindigkeit derselben schnell erhöht. Zu dieser Zeit ist jedoch die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a höher als dieselbe des Trägers C, sodass das Drehmoment zu dem Träger C nicht übertragen wird, sodass somit in der Anfangsstufe eines Verfeuerns der Maschine 12 die Pulsation des Drehmoments nicht zu der Leistungsübertragungsvorrichtung 20 übertragen wird.
Das Hybridsystem dieses Ausführungsbeispiels ist fähig, die Geschwindigkeit des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22 auf einen extrem niedrigen Wert oder auf exakt null (0) zu regeln. Der erste Planetengetriebesatz 22 ist genauer gesagt so verkettet, dass, wenn die Kupplung 30 in Eingriff gebracht ist, um aus dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 zu der Maschine 12 eine positive (+) Drehungsenergie auszugeben, einige andere (das heißt zwei bei diesem Ausführungsbeispiel) der Leistungsverteilungsrotoren als der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 hinsichtlich des Vorzeichens einer Ausgangsdrehungsenergie derselben zueinander entgegenge setzt sind, wodurch ermöglicht wird, dass der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 in dem Neutral-geschaltet platziert wird. Bezug nehmend auf 3(c) sind das Sonnenrad S und das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 hinsichtlich des Vorzeichens der Ausgangsdrehungsenergie (das heißt Leistung) derselben zueinander entgegengesetzt und miteinander durch einen eine Schleife bildenden mechanischen Weg gekoppelt, sodass ermöglicht wird, dass der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 auf die gleiche Weise in dem Neutral-geschaltet platziert wird, wie es im Vorhergehenden hinsichtlich des zweiten Planetengetriebesatzes 24 beschrieben ist, ohne eine Notwendigkeit von zwei elektrischen Rotationsmaschinen (zum Beispiel Motorgeneratoren): eine zum Aufnehmen der Ausgangsdrehungsenergie, wie sie durch das Hohlrad R erzeugt wird, und die andere zum Eingeben der Ausgangsdrehungsenergie in das Sonnenrad S. Der eine Schleife bildende mechanische Weg muss wie bei dem zweiten Planetengetriebesatz 24 nicht mechanisch und vollständig fortgesetzt sein.
Nach einem Abschluss des Startens der Maschine 12 bringt die Steuerung 40 die Kupplung 30 außer Eingriff. Wenn es erforderlich ist, die Maschine 12 innerhalb einer kurzen Zeit, nachdem die Maschine 12 gestoppt ist, neu zu starten, kann dies verursachen, dass die Maschine 12 vorher neu gestartet wurde, bevor die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a der Maschine 12 auf null (0) fällt. In einem solchen Fall wird das Neustarten der Maschine 12 durch Regeln der Geschwindigkeit des Motorgenerators 10 und/oder des Getriebeverhältnisses der CVT 36 erreicht, um die Geschwindigkeit des Sonnenrads S in eine Übereinstimmung mit derselben der Drehwelle 12a der Maschine 12 zu bringen, während die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 auf einem erforderlichen Wert gehalten wird.
4(a) und 4(b) zeigen einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung, nachdem die Maschine 12 angelassen ist. 4(a) stellt einen Leistungsübertragungsweg dar, durch den das Drehmoment, wie es aus der Maschine 12 ausgegeben wird, übertragen wird. 4(b) ist ein monografisches Diagramm, das den Betrieb der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zusammen mit der Geschwindigkeit der Maschine 12 darstellt. Die Kupplung 30 ist außer Eingriff gebracht, um die Verbindung zwischen dem Ein-Weg-Lager 32 und dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 zu blockieren.
Nachdem die Maschine 12 angelassen ist, erreicht die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a der Maschine 12 die Geschwindigkeit der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 (das heißt die Geschwindigkeit der Leistungsübertragungsachse), wodurch das Drehmoment der Maschine 12 zu der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 gegeben wird. Nachdem das Drehmoment von der Maschine 12 zu der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 geliefert ist, kann die Steuerung 40 den Motorgenerator 10 als einen elektrischen Generator betreiben oder den Wechselrichter 42 abschalten, um den Motorgenerator 10 in einem Nicht-Last-Betrieb zu platzieren.
Wie aus der vorhergehenden Erörterung offensichtlich ist, ist das Hybridsystem dieses Ausführungsbeispiels fähig, die Verbrennungsmaschine 12 während des Laufens des Fahrzeugs, das durch den Motorgenerator 10 mit Leistung versorgt wird, mit anderen Worten während des Betriebs des Motorgenerators 10, ohne die Verwendung eines typischen Maschinenstarters, der mit einem elektrischen Motor ausgestattet ist, zu starten. Der Rotor, der verwendet wird, um die Maschine 12 zu starten (das heißt der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22), und die Rotoren, an die das Drehmoment der Maschine 12 abgegeben wird (das heißt die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24), sind entworfen, um separat von sein, mit anderen Worten unabhängig voneinander angeordnet zu sein, wodurch ermöglicht wird, dass die Geschwindigkeit der Rotoren, an die das Drehmoment von der Maschine 12 geliefert wird, nach dem Starten der Maschine 12 schnell angehoben wird. Dies resultiert in einer Erhöhung der Zeit, in der die Maschine 12 in einem effektiven Betriebsbereich laufen gelassen wird.
Die Struktur des Hybridsystems dieses Ausführungsbeispiels bietet die folgenden Vorteile.

1) Die Leistungsübertragungsvorrichtung ist mit einer ersten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung von Leistung zwischen dem ersten Rotor, der ein Teil der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ist (das heißt dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22), und der Drehwelle 12a der Maschine 12 einzurichten oder zu blockieren, und einer zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ausgestattet, die arbeitet, um eine Übertragung von Leistung zwischen den zweiten Rotoren, die Teile der Leistungsverteilungsverteilungsvorrichtung 20 sind (das heißt den Sonnenrädern S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24), und der Drehwelle 12a der Maschine 12 einzurichten oder zu blockieren. Die Leistungsübertragungsvorrichtung arbeitet genauer gesagt, um den Start der Maschine 12 während des Laufens des Fahrzeugs unter Verwendung des Motorgenerators 10 sicherzustellen und ferner die Geschwindigkeit der Maschine 12 schnell zu einem effektiven Geschwindigkeitsbereich zu bringen.
2) Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ist mit einer Ein-Weg-Übertragungseinrichtung (das heißt einem Ein-Weg-Lager 32) ausgestattet, die arbeitet, um zu gestatten, dass die Leistung oder das Drehmoment von der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zu der Maschine 12 übertragen wird, wenn die Geschwindigkeit des ersten Rotors (das heißt des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22) relativ zu derselben der Drehwelle 12a der Maschine nicht negativ oder unterhalb null (0) ist. Dies eliminiert die Hinzufügung einer Pulsation eines Drehmoments, die aus dem Anfangsverfeuern von Kraftstoff in der Verbrennungskammer der Maschine 12 entsteht, zu der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, sodass ein unerwünschtes Schwingen des Fahrzeugkörpers vermieden wird.
3) Die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung weist ferner einen elektronisch gesteuerten Leistungsübertragungsunterbrecher (das heißt die Kupplung 30) auf, der zwischen dem ersten Rotor (das heißt dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22) und der Drehwelle 12a der Maschine 12 zusätzlich zu dem Ein-Weg-Lager 32 die Übertragung von Leistung blockiert. Dies vermeidet die Übertragung von Leistung oder eines Drehmoments von dem ersten Rotor zu der Drehwelle 12a, bevor die Maschine 12 gestartet werden soll, wodurch der Energieverbrauch verhindert wird.
4) Die Steuerung 40 bringt die Kupplung 30 nach dem Anlassen der Maschine 12 außer Eingriff, wodurch die Zufuhr einer elektrischen Leistung zu der Kupplung 30 minimiert wird.
5) Die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ist mit einer Ein-Weg-Übertragungseinrichtung (das heißt dem Ein-Weg-Lager 34) ausgestattet, das arbeitet, um zu gestatten, das die Leistung oder das Drehmoment von dem Motorgenerator 10 zu der Maschine 12 übertragen wird, wenn die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a der Maschine relativ zu derselben des zweiten Rotors (das heißt der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24) nicht negativ oder unterhalb von null ist. Das Drehmoment, wie es durch die Maschine 12 erzeugt wird, wird daher zu den Sonnenrädern S übertragen, wenn die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a der Maschine 12 identisch zu derselben der Sonnenräder S wird. Die Verwendung der zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung resultiert in einer Einfachheit einer Steuerung eines Starts einer Hinzufügung eines Drehmoments von der Maschine 12 zu den Sonnenrädern S und gestattet ferner, dass die Geschwindigkeit der Maschine 12 unter dieselbe der Sonnenräder S gesteuert wird, um die Maschine 12 in einem Nicht-Last-Betrieb zu platzieren, wenn die Leistung der Maschine 12 nicht erforderlich ist.
6) Die Geschwindigkeit des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22, bei der das Anfangsdrehmoment der Maschine 12 hinzuzufügen ist, ist ausgewählt, um niedriger als oder gleich der Geschwindigkeit der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 zu sein, wodurch die Maschine 12 schnell, unmittelbar nachdem die Maschine 12 angelassen ist, zu dem effektiven Betriebsbereich gebracht wird.
7) Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ist mit den drei oder mehr Rotoren (das heißt bei diesem Ausführungsbeispiel den drei Rotoren S, C und R des ersten Planetengetriebesatzes 22) ausgestattet, die entworfen sind, um Geschwindigkeiten davon zu haben, die in dem monografischen Diagramm auf der geraden Linie liegen, und verwendet einen der drei oder mehr Rotoren, der die mittlere der Geschwindigkeiten in dem monografischen Diagramm haben soll, als einen Rotor zum Abgeben des Anfangs drehmoments zu der Maschine 12, wodurch dies in einem verringerten Unterschied der Geschwindigkeit zwischen dem Rotor und der Drehwelle 12a der Maschine 12, unmittelbar bevor die Maschine 12 gestartet wird, resultiert.
8) Zwei der Rotoren (das heißt die Rotoren des zweiten Planetengetriebesatzes 24 bei diesem Ausführungsbeispiel), die die rechten und linken Enden der Geschwindigkeiten in dem monografischen Diagramm haben sollen, sind mit dem Motorgenerator 10 mechanisch zusammengebracht, wodurch ermöglicht wird, dass der Motorgenerator 10 in einem erhöht effektiven Betriebsbereich läuft.
9) Von den zwei der Rotoren des zweiten Planetengetriebesatzes 24, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, die die am weitesten rechts liegende und am weitesten links liegende der Geschwindigkeiten in dem monografischen Diagramm haben sollen, ist einer durch die CVT 36 mit dem Motorgenerator 10 mechanisch zusammengebracht, wodurch ermöglicht wird, dass die zwei der Rotoren hinsichtlich der Geschwindigkeit unabhängig voneinander, wie bei dem Fall, bei dem die zwei Motorgeneratoren in Verbindung mit den zwei der Rotoren verwendet sind, jeweils gesteuert werden. Bei dem Fall einer Verwendung von solchen zwei Motorgeneratoren kann diese Struktur ferner den Verlust an elektrischer Energie, wie sie durch einen der Motorgeneratoren erzeugt wird, der als ein Generator in Betrieb ist, eliminieren, wenn die elektrische Energie dem anderen Motorgenerator zugeführt wird, der als ein elektrischer Motor in Betrieb ist.
10) Von den vier Rotorgruppen (das heißt (a) den Sonnenrädern S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24, (b) dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22, (c) dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 und (d) dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 bei dem ersten Ausführungsbeispiel), die in dem monografischen Diagramm jeweils unterschiedliche Geschwindigkeiten haben sollen, ist eine andere (das heißt das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und der Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24) als eine, die verwendet wird, um das Anfangsdrehmoment der Maschine 12 zum Starten derselben hinzuzufügen, mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch zusammengebracht, wodurch die Leichtigkeit eines Drehens der angetriebenen Räder 14 in einer normalen oder umgekehrten Richtung und ein Stoppen derselben erleichtert ist. Die Geschwindigkeit des Rotors zur Verwendung beim Abgeben des Anfangsdrehmoments zu der Maschine 12 kann unabhängig von derselben der angetriebenen Räder 14 eingestellt sein.
11) Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ist entworfen, um zwei der drei Rotoren des ersten Planetengetriebesatzes 22 mit zwei der drei Rotoren des zweiten Planetengetriebesatzes 24 jeweils mechanisch zusammenzubringen, wodurch ermöglicht wird, dass die vier Gruppen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 hinsichtlich der Geschwindigkeit in dem monografischen Diagramm auf der geraden Linie angeordnet sind, wie es in 2(b) dargestellt ist.

5 stellt ein Hybridsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die gleichen Bezugsziffern, die in 1 genutzt sind, beziehen sich auf gleiche Teile, und eine Erläuterung derselben im Detail ist hier weggelassen.
Das Hybridsystem dieses Ausführungsbeispiels ist entworfen, um zwischen den Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die mit den angetriebenen Rädern 14 des Fahrzeugs mechanisch zu verbinden sind, zu schalten. Das Hybridsystem, wie es deutlich in 5 dargestellt ist, weist genauer gesagt eine elektronisch gesteuerte Kupplung 50 auf, die als ein Schalter oder Wähler arbeitet, um entweder (a) ein Paar des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 oder (b) das Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24, die mit den angetriebenen Rädern 14 zu koppeln sind, auszuwählen.
Die Verwendung der Kupplung ermöglicht es dem Motorgenerator 10 oder der Maschine 12 in einem erhöht effektiven Betriebsbereich zu laufen. Ein Erhöhen der Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14, die mit dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 während des Betriebs des Motorgenerators 10 gekoppelt sind, erfordert ein Erhöhen der Geschwindigkeit des Motorgenerators 10 über dieselbe der angetriebenen Räder 14. Das Erhöhen der Geschwindigkeit des Motorgenerators 10 bis zu einem ineffizienten Be triebsbereich wird in einer Erhöhung einer verbrauchten Menge an Energie in dem Hybridsystem resultieren. Um dieses Problem zu lindern, verbindet die Steuerung 40, wenn der ineffiziente Betriebsbereich betreten wird, die angetriebenen Räder 14 mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch, wodurch die Notwendigkeit zum Erhöhen der Geschwindigkeit des Motorgenerators 10 über dieselbe der angetriebenen Räder 14 eliminiert wird. Wenn ähnlicherweise die angetriebenen Räder 14 durch die Verbrennungsmaschine 12 mit Leistung versorgt werden, kann die Steuerung 40 arbeiten, um zwischen den Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch zu verbinden sind, in einem Bereich zu schalten, in dem es schwierig ist, die Maschine 12 lediglich durch die Steuerung der CVT 36 effektiv laufen zu lassen, um die Maschine 12 in dem effektiven Betriebsbereich weiter laufen zu lassen.
Das Schalten eines ersten Modus, in dem die angetriebenen Räder 14 mit dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 gekoppelt sind, zu einem zweiten Modus, bei dem die angetriebenen Räder 14 mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 gekoppelt sind, wird durch Betreiben der Kupplung 50, um die Übertragung eines Drehmoments von dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 zu den angetriebenen Rädern 14 zu blockieren, was die Geschwindigkeit des Motorgenerators 10 zu derselben der angetriebenen Räder 14 bringt, und durch Betreiben der Kupplung 50 erreicht, um eine mechanische Verbindung des Hohlrads R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mit den angetriebenen Rädern 14 einzurichten. Umgekehrt wird das Schalten des zweiten Modus, bei dem die angetriebenen Räder 14 mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 gekoppelt sind, zu dem ersten Modus, bei dem die angetriebenen Räder 14 mit dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 gekoppelt sind, durch Betreiben der Kupplung 50, um die Übertragung eines Drehmoments von dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 zu den angetriebenen Rädern 14 zu blockieren, Steuern des Betriebs des Motorgenerators 10, um die Geschwindigkeit des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 zu derselben der angetriebenen Räder 14 zu brin gen, und Betreiben der Kupplung 50 erreicht, um eine mechanische Verbindung des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mit den angetriebenen Rädern 14 einzurichten.
Die Struktur des Hybridsystems dieses Ausführungsbeispiels hat ferner zusätzlich zu den Vorteilen (1) bis (11), wie sie im Vorhergehenden beschrieben sind, den folgenden Vorteil.

12) Die Kupplung 50 ist vorgesehen, um einen oder zwei der Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 auszuwählen, der oder die als eine Funktion einer erforderlichen Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch zu verbinden sind, um den Motorgenerator 10 oder die Maschine 12 in dem vorausgewählten effektiven Betriebsbereich weiter laufen zu lassen.

6(a) und 6(b) stellen ein Hybridsystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die gleichen Bezugsziffern, wie sie in 1 genutzt sind, beziehen sich auf gleiche Teile, und eine Erläuterung derselben im Detail ist hier weggelassen.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 hat den ersten Planetengetriebesatz 22, der mit dem Träger C desselben mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch verbunden ist. Der Träger C und das Hohlrad R arbeiten als Maschinenstartrotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, um zu der Maschine 12 das Anfangsdrehmoment zu liefern. Das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist mit dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch gekoppelt, die ihrerseits mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden sind. Der Einfachheit einer Darstellung halber sind die angetriebenen Räder 14 aus 6(a) und 6(b) weggelassen. Ein Weg, der mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden ist, ist stattdessen durch „Ausgang” ausgedrückt. Das Sonnenrad S des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist als der Rotor verwendet, der mit der Leistungsübertragungsachse verbunden ist und zu dem das Drehmoment, wie es durch die Maschine 12 erzeugt wird, übertragen wird. Das Sonnenrad S des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist ferner durch die CVT 36 mit dem Motorgenerator 10 mechanisch verbunden. Der Motorgenerator 10 ist ferner mit dem Sonnenrad S des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch verbunden.
Die Struktur des Hybridsystems dieses Ausführungsbeispiels liefert im Wesentlichen die gleichen Vorteile (1) bis (11), wie es im Vorhergehenden beschrieben ist.
7(a) und 7(b) stellen ein Hybridsystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die gleichen Bezugsziffern, wie sie in 1 genutzt sind, beziehen sich auf die gleichen Teile, und eine Erläuterung derselben im Detail ist hier weggelassen.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 hat den ersten Planetengetriebesatz 22, der bei dem Träger C desselben mit dem Sonnenrad S des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch verbunden ist. Der Träger C und das Sonnenrad S arbeiten als Maschinenstartrotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, um das Anfangsdrehmoment zu der Maschine 12 zu liefern. Das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist mit dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch gekoppelt, die ihrerseits mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden sind. Einer Einfachheit einer Darstellung wegen sind die angetriebenen Räder 14 aus 7(a) und 7(b) weggelassen. Wie in 6(a) und 6(b) ist der Weg, der mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden ist, durch „Ausgang” ausgedrückt. Das Sonnenrad S des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist als der Rotor verwendet, der mit der Leistungsübertragungsachse verbunden ist und zu dem das Drehmoment, wie es durch die Maschine 12 erzeugt wird, übertragen wird. Das Sonnenrad S des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist ferner durch die CVT 36 mit dem Motorgenerator 10 mechanisch verbunden. Der Motorgenerator 10 ist ferner mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch verbunden.
Die Struktur des Hybridsystems dieses Ausführungsbeispiels liefert im Wesentlichen die gleichen Vorteile (1) bis (11), wie sie im Vorhergehenden beschrieben sind.
8(a) bis 8(c) stellen ein Hybridsystem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die gleichen Bezugsziffern, wie sie in 1 genutzt sind, beziehen sich auf die gleichen Teile, und eine Erläuterung derselben im Detail ist hier weggelassen.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 hat den ersten Planetengetriebesatz 22, der bei dem Träger C desselben mit dem Sonnenrad S des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch verbunden ist. Der Träger C und das Sonnenrad S arbeiten als Maschinenstartrotoren der Leistungsverteilungsvorrichtrung 20, um das Anfangsdrehmoment zu der Maschine 12 zu liefern. Das Sonnenrad S des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist mit dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch gekoppelt, die ihrerseits mit den angetriebenen Rädern mechanisch gekoppelt sind. Der Einfachheit einer Darstellung wegen sind die angetriebenen Räder 14 aus 8(a) bis 8(c) weggelassen. Wie in 7(a) und 7(b) ist der Weg, der mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden ist, durch „Ausgang” ausgedrückt. Das Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 ist als der Rotor verwendet, der mit der Leistungsübertragungsachse verbunden ist, zu der das Drehmoment, wie es durch die Maschine 12 erzeugt wird, übertragen wird. Das Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 ist ferner durch die CVT 36 mit dem Motorgenerator 10 mechanisch verbunden. Der Motorgenerator 10 ist ferner mit der Drehwelle 10a desselben mit dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 mechanisch verbunden.
8(b) und 8(c) sind Skelettansichten, die Verbindungen der Rotoren von Modifikationen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 und Leistungsübertragungswege zwischen der Maschine 12, den angetriebenen Rädern 14 und dem Motorgenerator 10 darstellen.
Die Struktur des Hybridsystems dieses Ausführungsbeispiels liefert im Wesentlichen die gleichen Vorteile (1) bis (11), wie sie im Vorhergehenden beschrieben sind.
9(a) und 9(b) stellen ein Hybridsystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die gleichen Bezugsziffern, wie sie in 1 genutzt sind, be ziehen sich auf die gleichen Teile, und eine Erläuterung derselben im Detail ist hier weggelassen.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 hat den ersten Planetengetriebesatz 22, der bei dem Hohlrad R desselben mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch verbunden ist. Die Hohlräder R des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 sind ferner mit einem zweiten Motorgenerator 10B mechanisch verbunden und arbeiten als Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, zu der das Drehmoment, wie es durch die Maschine 12 erzeugt wird, durch das Ein-Weg-Lager 34 übertragen wird. Das Sonnenrad S des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist mit dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch gekoppelt, die ihrerseits mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch gekoppelt sind. Der Einfachheit einer Darstellung wegen sind die angetriebenen Räder 14 aus 9(a) und 9(b) weggelassen. Wie in 8(a) und 8(b) ist der Weg, der mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden ist, durch „Ausgang” ausgedrückt. Das Sonnenrad S des zweiten Planetengetriebesatzes 24 ist mit einem ersten Motorgenerator 10A mechanisch gekoppelt. Der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 arbeitet als ein Maschinenstartrotor der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, um das Anfangsdrehmoment zu der Maschine 12 zu liefern.
9(b) ist eine Skelettansicht, die einen Leistungsübertragungsweg, um die Maschine 12 zu starten, darstellt. In 9(b) sind die Ein-Weg-Lager 32 und 34 der Einfachheit einer Darstellung wegen weggelassen.
Beide Motorgeneratoren 10A und 10B funktionieren nicht immer notwendigerweise als ein Motorgenerator. Mindestens einer derselben kann als der Motorgenerator arbeiten. Bei dem Fall, bei dem beispielsweise der erste Motorgenerator 10A entworfen ist, um lediglich als ein Generator in Betrieb zu sein, wird die elektrische Energie, wie sie durch den ersten Motorgenerator 10A erzeugt wird, durch den zweiten Motorgenerator 10B verbraucht, der als ein elektrischer Motor arbeitet, um das Fahrzeug anzutreiben. Der erste Motorgenerator 10A, der als lediglich der Generator arbeitet, wird verwendet, um eine Bremskraft zu liefern, wenn es erforderlich ist, das Fahrzeug zu brem sen und ferner die Geschwindigkeit der Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zu steuern.
Die Struktur des Hybridsystems dieses Ausführungsbeispiels liefert im Wesentlichen die gleichen Vorteile (1) bis (8) und (10) bis (11), wie sie im Vorhergehenden beschrieben sind.
10(a) und 10(b) stellen ein Hybridsystem gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die gleichen Bezugsziffern, wie sie in 1 genutzt sind, beziehen sich auf die gleichen Teile, und eine Erläuterung derselben im Detail ist hier weggelassen.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 hat den ersten Planetengetriebesatz 22, der bei dem Hohlrad R desselben mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch verbunden ist. Die Hohlräder R des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 sind ferner mit dem zweiten Motorgenerator 10B mechanisch verbunden. Das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist mit dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch gekoppelt, die ihrerseits mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch gekoppelt sind. Der Einfachheit einer Darstellung wegen sind die angetriebenen Räder 14 aus 10(a) und 10(b) weggelassen. Wie in 9(a) und 9(b) ist der Weg, der mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden ist, durch „Ausgang” ausgedrückt. Das Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 ist mit dem ersten Motorgenerator 10A mechanisch gekoppelt und arbeitet als der Rotor der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, zu der das Drehmoment der Maschine 12 durch das Ein-Weg-Lager 34 übertragen wird. Der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 arbeitet als der Maschinenstartrotor, um das Anfangsdrehmoment zu der Maschine 12 zu liefern.
Die Geschwindigkeit des Rotors der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 (das heißt des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22), die verwendet ist, um das Anfangsdrehmoment zu der Maschine 12 zu liefern, wenn es erforderlich ist, die Maschine 12 zu starten, und die Geschwindigkeit des Rotors, der mit dem ersten Motorge nerator 10A mechanisch verbunden ist, sind hinsichtlich der Vorzeichens in dem monografischen Diagramm von 10(b) identisch eingestellt. Nachdem die Maschine 12 angelassen ist, wird das Drehmoment der Maschine 12 zu dem Rotor der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 (das heißt dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24) abgegeben.
11(a) und 11(b) sind Skelettansichten, die Leistungsübertragungswege darstellen, wenn die Maschine 12 bei Fällen gestartet wird, bei denen das Hybridsystem in einem Vordermaschinen-Vorderradantriebs-(FF-)Fahrzeug bzw. einem Vordermaschinen-Hinterradantriebs-(FR-)Fahrzeug eingebaut ist. Die Ein-Weg-Lager 32 und 34 sind der Einfachheit einer Darstellung wegen weggelassen.
Die Struktur des Hybridsystems dieses Ausführungsbeispiels liefert im Wesentlichen die gleichen Vorteile (1) bis (8) und (10) bis (11), wie sie im Vorhergehenden erörtert sind.
Die vorhergehenden ersten bis siebten Ausführungsbeispiele können, wie im Folgenden erörtert ist, modifiziert sein.
Das Hybridsystem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele hat die Kupplung 30, die zwischen einem Ein-Weg-Lager 32 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 angeordnet ist, um die Übertragung eines Drehmoments von der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zu der Drehwelle 12a der Maschine 12 selektiv zum Starten der Maschine 12 einzurichten, die Kupplung 30 kann jedoch alternativ, wie in 12(a) dargestellt ist, zwischen dem Ein-Weg-Lager 32 und der Drehwelle 12a der Maschine 12 eingebaut sein. Diese Modifikation ist in 12(a), wie sie auf die Struktur des ersten Ausführungsbeispiels angewendet ist, dargestellt.
Die Kupplung 30, die verwendet wird, um den Leistungsübertragungsweg zwischen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 und der Maschine 12 zu öffnen oder zu schließen, ist von einem normalerweise offenen Typ, kann jedoch von einem normalerweise geschlossenen Typ sein. Bei diesem Fall ist es vorzuziehen, die Kupplung 20, selbst nachdem die Maschine 12 angelassen ist, hinsichtlich einer Reduzierung einer Leistung, die durch die Kupplung 30 verbraucht wird, in Eingriff gebracht zu halten.
Die Kupplung 30 kann aus der Struktur von jedem der ersten bis siebten Ausführungsbeispiele weggelassen sein. Selbst bei der Abwesenheit der Kupplung 30 werden die Vorteile (1), (2) und (4) bis (11), wie im Vorhergehenden beschrieben ist, erhalten.
Das Ein-Weg-Lager 32 ist zwischen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 und der Maschine 12 angeordnet, um die Übertragung einer Leistung zu der Maschine 12 einzurichten, wenn die Geschwindigkeit der Startachse (das heißt einer Leistungseingangsseite des Ein-Weg-Lagers 32) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 größer als oder gleiche derselben der Drehwelle 12a (das heißt einer Leistungsausgangsseite des Ein-Weg-Lagers 32) der Maschine 12 ist, es kann jedoch eine Ein-Weg-Kupplung oder ein anderer ähnlicher Typ, der arbeitet, um die Drehwelle 12a der Drehung der Startachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 mit oder ohne einen Schlupf folgen zu lassen, verwendet sein.
Das Ein-Weg-Lager 32, das arbeitet, um die Übertragung eines Drehmoments von der Startachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zu der Drehwelle 12a der Maschine 12 einzurichten oder zu blockieren, kann weggelassen sein. Lediglich die Kupplung 30 kann mit anderen Worten zwischen der Drehwelle 12a und der Startachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 angeordnet sein. Nachdem die Maschine 12 angelassen ist, bringt die Steuerung 40 die Kupplung 30 außer Eingriff, um die Verbindung zwischen der Maschine 12 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zu blockieren, sodass die Rotoren (das heißt die Sonnenräder S) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die hinsichtlich der Geschwindigkeit höher als die Startachse (das heißt der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 sind, mit der Maschine 12 verbunden sind. Diese Modifikation ist in 12(b) angewendet auf die Struktur des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt.
Das Ein-Weg-Lager 34 ist zwischen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 und der Maschine 12 angeordnet, um die Übertragung einer Leistung von der Maschine 12 zu der Leistungsübertragungsachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 einzurichten, wenn die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a (das heißt einer Leistungseingangsseite des Ein-Weg-Lagers 34) der Maschine 12 größer als oder gleich derselben der Leistungsübertragungsachse (das heißt einer Leistungsausgangsseite des Ein-Weg-Lagers 34) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ist, wobei jedoch eine Ein-Weg-Kupplung oder ein anderer ähnlicher Typ, der arbeitet, um die Leistungsübertragungsachse der Drehung der Drehwelle 12a der Maschine 12 mit oder ohne einen Schlupf folgen zu lassen, verwendet sein kann.
Das Ein-Weg-Lager 34 kann durch eine Kupplung, die hinsichtlich der Struktur ähnlich zu der Kupplung 30 ist, ersetzt sein. In diesem Fall bringt die Steuerung 40 die Kupplung in Eingriff, wenn die Geschwindigkeit der Maschine 12 gleich derselben der Leistungsübertragungsachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ist, um die Stabilität beim Verbinden der Drehwelle 12a der Maschine 12 und der Leistungsübertragungsachse sicherzustellen. Diese Modifikation ist in 12(c) dargestellt, wie sie auf die Struktur des ersten Ausführungsbeispiels angewendet ist. Eine Kupplung 31 ist genauer gesagt zwischen der Drehwelle 12a der Maschine 12 und der Leistungsübertragungsachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 angeordnet, um die mechanische Verbindung dazwischen einzurichten oder zu blockieren. Bei dem dargestellten Fall ist ferner das Ein-Weg-Lager 32 weggelassen.
Die Hybridsysteme der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele sind mit der Kupplung 38 ausgestattet, die zwischen der CVT 36 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 angeordnet ist, um die mechanische Verbindung des Motorgenerators 10 mit der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 durch die CVT 36 zu blockieren, die Kupplung 38 kann jedoch, wie in 13(a) dargestellt ist, zwischen dem Motorgenerator 10 und der CVT 36 eingebaut sein. Die Kupplung 38 kann ferner alternativ, wie in 13(b) dargestellt ist, zwischen dem Motorgenerator 10 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 eingebaut sein.
Die Leistungsübertragungsachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Welle, die mit den Sonnenrädern S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 verbunden ist, kann jedoch alternativ, wie in 14(a) dargestellt ist, die Welle sein, die mit dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 verbunden ist. Die Welle, wie in 14(b) dargestellt ist, die mit dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 verbunden ist, kann alternativ als die Leistungsübertragungsachse verwendet sein. Bei dem Fall kann, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oder in 14(a), bei dem die Drehwelle 12a der Maschine 12 mit der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ohne die CVT 36 und ferner damit durch die CVT 36 mechanisch verbunden ist, die Geschwindigkeit von jedem der Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 unter Verwendung der Maschine 12 gesteuert werden. Dies gestattet, dass die Steuerung 40 die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 auf einen gewünschten Wert anpasst, während der Motorgenerator 10 gestoppt ist. Die Leistungsübertragungsachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 bei jedem der zweiten bis fünften Ausführungsbeispiele kann ähnlicherweise die Welle sein, die mit der Drehwelle 10a des Motorgenerators 10 ohne die CVT 36 mechanisch verbunden ist.
Die Hybridsysteme der vorhergehenden Ausführungsbeispiele können entworfen sein, um das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine 12 anstatt des Motorgenerators 10 zu starten.
Die Struktur des zweiten Ausführungsbeispiels, das mit der Kupplung 50 ausgestattet ist, kann mit derselben von jedem der dritten bis siebten Ausführungsbeispiele verwendet sein. In diesem Fall muss (müssen) der (die) Rotor(en) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, der (die) mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch zu verbinden ist (sind), nicht immer hinsichtlich des Vorzeichens der Drehungsgeschwindigkeit mit den angetriebenen Rädern 14 in dem monografischen Diagramm identisch sein. Die Verwendung einer Richtungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um die Richtung einer Drehung des Rotors (der Rotoren) zu ändern, gestattet, dass der Leistungsübertragungsweg, der von der Leistungsübertragungsvorrichtung 20 zu den angetriebenen Rädern 14 zu verbinden ist, selektiv geschaltet wird.
Die Struktur des zweiten Ausführungsbeispiels von 5 kann, wie in 15(a) oder 15(b) dargestellt ist, modifiziert sein.
Die Kupplung 50 in 15(a) arbeitet, um genauer gesagt entweder (a) ein Paar des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 und (b) ein Paar der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 auszuwählen, das mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch zu koppeln ist. Die Kupplung 50 in 15(b) arbeitet, um entweder (a) ein Paar des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 oder (b) die Drehwelle 12a der Verbrennungsmaschine 12, die mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch zu koppeln sind, auszuwählen. Die Kupplung 50 von 15(b) schaltet mit anderen Worten zwischen einer Verbindung der angetriebenen Räder 14 mit dem Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und dem Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 und einer direkten Verbindung der angetriebenen Räder 14 mit der Maschine 12. Es sei bemerkt, dass ein Gegenrad (nicht gezeigt) tatsächlich zwischen der Kupplung 50 und der Drehwelle 12a der Maschine 12 eingebaut ist.
Das Schalten zwischen den Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die mit den angetriebenen Rädern 14 in der Struktur von 15(a) mechanisch zu verbinden sind, wird, wie bei der Struktur des zweiten Ausführungsbeispiels von 5, durch temporäres Trennen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 von den angetriebenen Rädern 14 erreicht. Im Gegensatz dazu hat die Struktur von 15(b) den Vorteil, dass die Leistung weiter an die angetriebenen Räder 14 abgegeben werden kann, während die Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 geschaltet werden. 16(a) bis 16(c) demonstrieren eine Folge eines Schaltbetriebs, wie er durch die Steuerung 40 (siehe 1) durchgeführt wird, das heißt, wie die Verbindung des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mit den angetriebenen Rädern 14 zu der Verbindung der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 mit den angetriebenen Rädern 14 in der Struktur von 15(a) zu schalten ist. 16(a) zeigt, dass das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und der Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mit den angetriebenen Rädern 14 gekoppelt sind, und die Geschwindigkeit der Maschine 12 wird erhöht, um die Menge einer Energie, die von der Maschine 12 den getriebenen Rädern 14 zugeführt wird, zu erhöhen. Wenn es erforderlich war, eine zusätzliche Menge an Energie den angetriebenen Rädern zuzuführen, wird jedoch eine weitere Erhöhung einer Geschwindigkeit der Maschine 12 in einer Verringerung einer Effizienz beim Zuführen der Energie zu den angeriebenen Rädern 14 resultieren, wobei die Steuerung 40, wie in 16(b) dargestellt ist, die Geschwindigkeit der Maschine 12 hin zu der Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 senkt. Die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 wird durch den Motorgenerator 10 gehalten. Wenn die Geschwindigkeit der Maschine 12 die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 erreicht, steuert die Steuerung 40 die Kupplung 50, um durch die Sonnenräder S die mechanische Verbindung der Drehwelle 12a der Maschine 12 mit den angetriebenen Rädern 14 einzurichten. Die Geschwindigkeit der Maschine 12 fällt, wie in 16(c) dargestellt ist, mit derselben der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 zusammen, sodass die Maschine 12 und die CVT 36 zwei der vier unterschiedlichen Geschwindigkeiten in dem monografischen Diagramm einstellen. Bei dem Fall des zweiten Planetengetriebesatzes 24 werden die Geschwindigkeiten des Sonnenrads S und des Hohlrads R eingestellt. In diesem Modus muss der Motorgenerator 10 keine Leistung erzeugen und kann somit als ein Generator verwendet sein.
Das Schalten der mechanischen Verbindung der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 mit den angetriebenen Rädern 14 durch eine Kupplung 50 in 15(a) kann auf eine der drei folgenden Arten und Weisen erreicht werden: (a) indem die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 durch die Kupplung 50 zuerst mit den angetriebenen Rädern 14 verbunden werden, um zwei mechanische Verbindungen der angetriebenen Räder 14 mit (1) einer Kombination des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 und mit (2) einer Kombination der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 herzustellen, und die Verbindung der angetriebenen Räder 14 mit (1) der Kombination des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 durch die Kupplung 50 geöffnet wird; (b) indem die Kupplung 50 gesteuert wird, um die mechanische Verbindung der angetrie benen Räder 14 zu (1) der Kombination des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und des Trägers C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 zu (2) der Kombination der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 zu schalten; und (c) indem das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und der Träger C des zweiten Planetengetriebesatzes 24 durch die Kupplung 50 zuerst von den angetriebenen Rädern 14 getrennt werden, um die Kupplung 50 vollständig außer Eingriff zu bringen, und die mechanische Verbindung der angetriebenen Räder 14 mit der Kombination der Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 durch die Kupplung 50 erreicht wird. Die erste Art und Weise (a) ist dahingehend am meisten vorzuziehen, dass das Schalten der mechanischen Verbindungen mit den angetriebenen Rädern 14 ohne eine Weglassung einer Übertragung eines Drehmoments zu den angetriebenen Rädern 14 erreicht wird.
Die Struktur des Hybridsystems von 15(a) oder 15(b) gestattet, dass das Fahrzeug in dem Fall eines Notfalls abgeschleppt wird. Die Kupplung 50 wird genauer gesagt außer Eingriff gebracht, um die angetriebenen Räder 14 von der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 vollständig zu trennen, wodurch zugelassen wird, dass sich die angetriebenen Räder 14 frei drehen. Die Kupplung 38 wird alternativ außer Eingriff gebracht, um das Sonnenrad S von dem Hohlrad R des zweiten Planetengetriebesatzes 24 zu trennen, wodurch zugelassen wird, dass sich die angetriebenen Räder 14 frei drehen.
Das Hybridsystem des zweiten Ausführungsbeispiels oder der vorhergehenden Modifikationen ist entworfen, um die Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 40, die mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch zu verbinden sind, zu schalten oder zu ändern, kann jedoch alternativ entworfen sein, um den Rotor der Leistungsverteilung 40, der mit dem Motorgenerator 10 mechanisch zu verbinden ist, zu ändern.
Der erste und der zweite Planetengetriebesatz 22 und 24 der Leistungsverteilungsverteilungsvorrichtung 20 können alternativ entworfen sein, um Strukturen zu haben, die sich von denselben, die bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben sind, unterscheiden, solange zwei der drei Rotoren (das heißt das Sonnenrad S, der Träger C und das Hohlrad R) des ersten Planetengetriebesatzes 22 mit zwei der drei Rotoren (das heißt dem Sonnenrad S, dem Träger C und dem Hohlrad R) des zweiten Planetengetriebesatzes 24 mechanisch gekoppelt sind. 17(a) bis 17(j) und 18(a) bis 18(j) sind monografische Diagramme, die mögliche Modifikationen des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 darstellen. Jedes der monografischen Diagramme stellt eine Beziehung in Verbindung mit einer Gesamtsumme von sechs Rotoren des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 und eine Beziehung zwischen vier unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die in dem monografischen Diagramm gerade angeordnet sind, und den sechs Rotoren des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 dar. Es sei bemerkt, dass das Verhältnis der Zahl von Zähnen des Sonnenrads S zu derselben des Hohlrads R jedoch schematisch der Bequemlichkeit wegen angegeben ist.
In jedem der monografischen Diagramme sind das Sonnenrad S, der Träger C und das Hohlrad R des ersten Planetengetriebesatzes 22 auf der oberen Seite dargestellt. In 17(b) und 17(c) sind beispielsweise die Hohlräder R des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 mechanisch miteinander verbunden. Die Träger C des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 sind miteinander mechanisch verbunden. Welches Verhältnis der Zahl von Zähnen des Sonnenrads S zu der des Hohlrads R des ersten Planetengetriebesatzes 22 und der des zweiten Planetengetriebesatzes 24 größer ist, ist durch laterale Orte von vertikalen Linien, die die Sonnenräder S angeben, dargestellt. Die gleichen Vorteile, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, können durch Verbinden des Motorgenerators 10 mit dem Rotor der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, der hinsichtlich der Geschwindigkeit in dem monografischen Diagramm an dem rechten oder linken Ende liegt, und Verbinden der Rotoren, die Zwischengeschwindigkeiten haben, mit der Startachse für die Maschine 12 und den angetriebenen Rädern 14 jeweils von links in dem monografischen Diagramm erhalten werden. Der Rotor, mit dem der Motorgenerator 10 mechanisch ohne die CVT 36 verbunden ist, ist nicht auf den Rotor begrenzt, der hinsichtlich der Geschwindigkeit an dem rechten Ende in dem monografischen Diagramm liegt, kann jedoch der Rotor sein, der in dem monografischen Diagramm an dem linken Ende liegt. 19(a), 19(b) und 19(c) stellen Modifikationen des ersten Ausführungsbeispiels dar, bei denen der Motorgenerator 10 mit den Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Geschwindigkeit an dem linken Ende liegen, ohne die CVT 36 mechanisch verbunden ist. Die Beispiele von 19(a) und 19(b) sind hinsichtlich des Ortes des Ein-Weg-Lagers 32 und der Kupplung 30 entgegengesetzt. Das Beispiel von 19(c) lässt das Ein-Weg-Lager 32 weg. Die Rotoren, die mit der Startachse für die Maschine 12 und den angetriebenen Rädern 14 verbunden sind, müssen nicht immer in dem monografischen Diagramm Zwischengeschwindigkeiten haben. Wenn es die anderen Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung gibt als der Rotor, der mit der Startachse mechanisch gekoppelt ist, die hinsichtlich des Vorzeichens der Ausgangsdrehungsenergie derselben unterschiedlich sind, kann die Geschwindigkeit der Startachse bei einem extrem niedrigen Wert oder exakt null (0) platziert sein. Dies stellt die Hinzufügung des Anfangsdrehmoments zu der Maschine 12 sicher. Wenn es die anderen Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 gibt als die Rotoren, die mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch gekoppelt sind, die sich hinsichtlich des Vorzeichens der Ausgangsdrehungsenergie unterscheiden, kann die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 bei einem positiven Wert, einem negativen Wert oder null (0) platziert sein, während die Drehung des Motorgenerators 10 in einer von entgegengesetzten Richtungen gehalten wird.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann alternativ entworfen sein, um einen einzelnen Planetengetriebesatz, das heißt entweder von dem ersten oder dem zweiten Planetengetriebesatz 22 und 24, zu haben. Die Leistungsverteilungsvorrichtung kann beispielsweise mit einem einzelnen Planetengetriebesatz und zwei Motorgeneratoren ausgestattet sein: einem ersten und einem zweiten Motorgenerator. Der erste Motorgenerator ist mit dem Sonnenrad des Planetengetriebesatzes mechanisch verbunden. Der zweite Motorgenerator ist mit dem Hohlrad des Planetengetriebesatzes mechanisch verbunden. Der Träger des Planetengetriebesatzes ist mit der Startachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 mechanisch verbunden. Die Leistungsübertragungsachse ist mit dem Hohlrad des Planetengetriebesatzes verbunden. Dies ermöglicht der Maschine 12, gestartet zu werden. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 10 kann ferner entworfen sein, um die Struktur, wie es durch die erste bis dritte Veröffentlichung gelehrt ist, auf die bereits in dem einführenden Teil dieser Anmeldung Bezug genommen ist, anstatt des Planetengetriebesatzes, der mit dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad ausgestattet ist, zu haben. Der gleiche Vorteil (6), wie er bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann durch Auswählen der Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die mit der Startachse und der Leistungsübertragungsachse zu verbinden sind, erhalten werden, sodass die Geschwindigkeit der Startachse niedriger als oder gleich derselben der Leistungsübertragungsachse sein kann. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann so entworfen sein, dass die Geschwindigkeit des Rotors, der mit der Startachse verbunden ist, von derselben des Rotors abhängt, der mit dem Motorgenerator 10 verbunden ist. Diese Struktur stellt die Genauigkeit beim Steuern der Geschwindigkeit des Rotors, der mit der Startachse verbunden ist, das heißt beim Starten der Maschine 12, sicher. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann so entworfen sein, dass die Geschwindigkeit der Rotoren, die mit den angetriebenen Rädern 14 verbunden sind, von denselben der Rotoren abhängt, die mit dem Motorgenerator 10 und der Maschine 12 verbunden sind. Diese Struktur stellt die Genauigkeit beim Steuern der Geschwindigkeit der Rotoren, die mit den angetriebenen Rädern 14 verbunden sind, sicher.
Bei den vorhergehenden Beispielen muss der Motorgenerator 10 nicht immer mit den Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Geschwindigkeit an dem rechten und dem linken Ende liegen, mechanisch verbunden sein. Der Motorgenerator 10 kann beispielsweise mit anderen Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 mechanisch verbunden sein, als mit denselben, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Geschwindigkeit an dem rechten oder linken Ende liegen. In dem Fall, bei dem eine solche Verbindung die Geschwindigkeit des Rotors (der Rotoren), der (die) in dem monografischen Diagramm an entweder dem rechten oder dem linken Ende liegt (liegen), einstellt, kann dieser Rotor (können diese Rotoren) mit der Leistungsübertragungsachse zusammengebracht werden. 20(a) bis 22(b) stellen Modifikationen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die sich von der einen des ersten Ausführungsbeispiels bei der mechanischen Verbindung mit dem Motorgenerator 10 und/oder der CVT 36 unterscheiden, dar. Solche Modifikationen können mit dem Hybridsystem bei den zweiten bis fünften Ausführungsbeispielen oder in 17(a) bis 18(j) verwendet sein. Es ist jedoch ratsam, dass der Rotor (die Rotoren) der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die mit dem Motorgenerator 10 oder der CVT 36 mechanisch verbunden sind, sich, wie in 20(a) bis 20(d) dargestellt ist, von denselben, die mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden sind, unterscheiden, was es ermöglicht, dass die Geschwindigkeit des Motorgenerators 10 auf einen anderen Wert als null (0) angepasst wird, wenn die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 null (0) ist. Wenn daher die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 null (0) ist, kann die Maschine 12 gestartet werden, um das Fahrzeug laufen zu lassen. Wenn zusätzlich die angetriebenen Räder 14 nicht bei einem Stopp sind, kann der Motorgenerator 10 verwendet sein, um ein Zubehör, das in dem Fahrzeug eingebaut ist, wie zum Beispiel einen Kompressor eines fahrzeuginternen Luftkonditionierers oder eine Bremsenpumpe, zu treiben.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann ferner entworfen sein, um den Rotor (die Rotoren) zu haben, der (die) in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Geschwindigkeit an entweder dem rechten oder dem linken Ende liegt (liegen) und mit den angetriebenen Rädern 14 mechanisch verbunden ist (sind). Der Einbau einer Gangwechseleinrichtung, wie zum Beispiel einer Geschwindigkeitsvariationseinrichtung, zwischen diesem Rotor (diesen Rotoren) und den angetriebenen Rädern 14 resultiert in einer erhöhten Genauigkeit beim Steuern der Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14.
Die Leistungsverteilungsrotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, wie bereits im Vorhergehenden beschrieben ist, müssen nicht nur die Rotoren des Planetengetriebesatzes (der Planetengetriebesätze) aufweisen, sondern können ferner lediglich durch oder zusätzlich Drehteile des Differenzialgetriebes und/oder der Antriebswelle des Fahrzeugs mit Eigenantrieb aufweisen. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann ferner entworfen sein, um drei oder mehr Rotoren zu haben, die in dem monografischen Diagramm außerhalb der geraden Linie hinsichtlich der Geschwindigkeit liegen. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann beispielsweise aus einem typischen Getriebegehäuse mit Kupplungen hergestellt sein.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 des ersten bis fünften Ausführungsbeispiels hat die Rotoren, die hinsichtlich der Geschwindigkeit in dem monografischen Diagramm an dem rechten und dem linken Ende liegen, und einer derselben durch die CVT 36 mit dem Motorgenerator 10 verbunden ist, wobei jedoch beide dieser Rotoren alternativ mit der CVT 36 gekoppelt sein können.
Die mechanischen Verbindungen der angetriebenen Räder 14, der Maschine 12, des Motorgenerators 10 mit der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 können alternativ auf eine andere Weise, die sich von denselben, wie sie im Vorhergehenden beschrieben sind, unterscheidet, erreicht werden. Ein Geschwindigkeitsreduzierer, wie zum Beispiel ein Geschwindigkeitsreduzierungsgetriebesatz oder ein Gegenrad können zwischen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 und den angetriebenen Rädern 14 angeordnet sein. Die Auswahl des Gegenrads abhängig von Spezifikationen der Maschine 12, wie zum Beispiel der Drehungsrichtung derselben, wird die gewünschte Verteilung von Leistung auf die angetriebenen Räder 14 sicherstellen. Die mechanische Verbindung der angetriebenen Räder 14 mit der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann ferner unter Verwendung einer Kette oder eines Riemens anstatt einer starren Getriebeeinrichtung erreicht sein.
Ein Gegenrad kann ähnlich ferner zwischen der Maschine 12 und der Leistungsübertragungsachse oder der Startachse der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 angeordnet sein. Es ist vorzuziehen, das Gegenrad abhängig von den Spezifikationen der Maschine 12 auszuwählen. Die mechanische Verbindung der Maschine 12 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 kann ferner unter Verwendung einer Kette oder eines Riemens anstatt einer starren Getriebeeinrichtung erreicht sein. Eine Gangwechseleinrichtung, wie zum Beispiel eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung, kann ferner zwischen der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 und der Maschine 12 angeordnet sein. In diesem Fall können die gleichen Vorteile, wie dieselben bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, durch Verbinden der Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, die mit der Leistungsübertragungsachse gekoppelt sind, mit der Drehwelle 12a der Maschine 12 durch die Gangwechseleinrichtung erhalten werden. Dies ermöglicht ferner, dass sich die Geschwindigkeit der Drehwelle 12a von derselben der Geschwin digkeit der Leistungsübertragungsachse unterscheidet. Eine Geschwindigkeitserhöhungseinrichtung, wie zum Beispiel ein Geschwindigkeitserhöhungsgetriebesatz oder ein Geschwindigkeitsreduzierer, wie zum Beispiel ein Geschwindigkeitsreduzierungsgetriebesatz, kann ferner zwischen der Maschine 12 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 angeordnet sein.
Eine Geschwindigkeitserhöhungseinrichtung, wie zum Beispiel ein Geschwindigkeitserhöhungsgetriebesatz oder ein Geschwindigkeitsreduzierer, wie zum Beispiel ein Geschwindigkeitsreduzierungsgetriebesatz, kann ferner in einer mechanischen Verbindung zwischen dem Motorgenerator 10 und der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ohne die CVT 36 angeordnet sein. Das Hybridsystem des ersten Ausführungsbeispiels, wie es deutlich in 1(b) dargestellt ist, hat den Motorgenerator 10, der mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebesatzes 24 durch das Gegenrad CN mechanisch verbunden ist. Eine Rotationsumkehreinrichtung, wie zum Beispiel ein Gegenrad, kann ähnlicherweise ferner zwischen der CVT 36 und den Sonnenrädern S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 angeordnet sein. Dies wird unter der Bedingung erreicht, dass die Geschwindigkeit des Trägers C null (0) sein kann, wenn die Geschwindigkeiten des Sonnenrads S und des Hohlrads R hinsichtlich des Vorzeichens zueinander entgegengesetzt sind, kann jedoch ferner unter der Bedingung erreicht werden, dass die Geschwindigkeit des Trägers C null (0) sein kann, wenn die Geschwindigkeiten des Sonnenrads S und des Hohlrads R hinsichtlich des Vorzeichens gleich sind. Es kann beispielsweise durch Verwenden eines sogenannten Doppelplanetengetriebesatzes, wie es in der japanischen Patenterstveröffentlichung Nr. 2001-108073 gelehrt ist, realisiert sein. Die mechanische Verbindung des Motorgenerators 10 mit der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 ohne die CVT 36 kann ferner unter Verwendung einer Kette oder eines Riemens sowie einer starren Getriebeeinrichtung erreicht sein.
Bei den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen muss die CVT 36, die zwischen dem Motorgenerator 10 und den Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 angeordnet ist, die an einem der Enden in dem monografischen Diagramm liegen, das die Geschwindigkeiten der Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 definiert, nicht von einem Riementyp sein. Eine Übertragung eines Traktionsantriebstyps oder eine hydraulische kontinuierlich variable Übertragung kann beispielsweise verwendet sein. Eine Getriebeübertragung kann alternativ anstatt der CVT 36 verwendet sein. Dasselbe gilt für die CVT 36, die zwischen dem Motorgenerator 10 und dem Rotor der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 eingebaut ist, die sich in den Strukturen an dem Zwischenort des monografischen Diagramms befindet, wie es in 20(a) bis 22(b) dargestellt ist.
Die Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, mit denen der Motorgenerator 10 und die CVT 36 mechanisch zu verbinden sind, müssen keine Objekte sein, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Geschwindigkeit auf einer geraden Linie angeordnet sind. Die Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, auf die hierin Bezug genommen ist, sind, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, nicht auf die Rotoren des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 begrenzt, können jedoch zusätzlich oder lediglich Drehteile des Differenzialgetriebes und/oder der Antriebswelle des Fahrzeugs mit Eigenantrieb aufweisen. Bei dem Fall, bei dem beispielsweise die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 mit zwei Planetengetriebesätzen ausgestattet ist, die, wie in 20(c) oder 20(d), durch die CVT 36 gekoppelt sind, ist einer der drei Rotoren von einem der zwei Planetengetriebesätze mit einem der drei Rotoren des anderen Planetengetriebesatzes mechanisch (direkt) verbunden, sodass sich zwei gerade Linien, von denen sich jede durch vertikale Achsen des monografischen Diagramms, das die Drehungsgeschwindigkeiten der drei Rotoren von einem der Planetengetriebesätze angibt, erstreckt, bei einem einzelnen Punkt in dem monografischen Diagramm schneiden können. Der Rotor auf einer der zwei Linien und der Rotor auf der anderen Line können als die Objekte ausgewählt sein, mit denen der Motorgenerator 10 und die CVT 36 mechanisch zu verbinden sind.
Bei jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ist die Startachse von der Leistungsübertragungsachse separiert, eine einzelne Achse kann jedoch alternativ als die Start- und Leistungsübertragungsachse, wie in 23(a) und 23(b) dargestellt ist, arbeitend verwendet sein. Das Beispiel von 23(a) ist eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, Der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 ist als sowohl ein erster Rotor, um das Anfangsdrehmoment zu liefern, um die Maschine 12 zu starten, als auch ein zweiter Rotor, dem die Leistung, wie sie durch die Maschine 12 erzeugt wird, hinzugefügt wird, verwendet. Das Merkmal dieser Struktur besteht darin, dass der Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 durch einen ersten Leistungsübertragungsweg, der mit der Kupplung 30 und dem Ein-Weg-Lager 32 ausgestattet ist, und einen zweiten Leistungsübertragungsweg, der mit dem Ein-Weg-Lager 34 und der Kupplung 31 ausgestattet ist, mit der Maschine 12 verbunden ist. Dies stellt das Starten der Maschine 12 und eine Zufuhr von Leistung von der Maschine 12 zu der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 durch lediglich einen (das heißt den Träger C) der Rotoren des ersten Planetengetriebesatzes 22 sicher. Wenn es genauer gesagt erforderlich ist, die Maschine 12 zu starten, bringt die Steuerung 40 die Kupplung 31 außer Eingriff und bringt die Kupplung 30 in Eingriff, um das Drehmoment des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22 zu der Drehwelle 12a der Maschine 12 zu übertragen. Nachdem die Maschine 12 angelassen ist, bringt die Steuerung 40 die Kupplung 31 in Eingriff, um das Drehmoment der Maschine 12 zu dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 zu übertragen.
Das Beispiel von 23b) ist ähnlicherweise eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. Die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 sind als die Rotoren der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 verwendet, um das Anfangsdrehmoment zu liefern, um die Maschine 12 zu starten, und denen die Leistung, wie sie durch die Maschine 12 erzeugt wird, hinzugefügt wird. Das Merkmal dieser Struktur besteht, wie in 12(a), darin, dass die Sonnenräder S des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes 22 und 24 durch den ersten Leistungsübertragungsweg, der mit der Kupplung 30 und dem Ein-Weg-Lager 32 ausgestattet ist, und den zweiten Leistungsübertragungsweg, der mit dem Ein-Weg-Lager 34 und der Kupplung 31 ausgestattet ist, mit der Maschine 12 verbunden sind. Der erste Leistungsübertragungsweg in 23(a) oder 23(b) kann alternativ lediglich mit einem Ein-Weg-Lager 32 ausgestattet sein. Der zweite Übertragungsweg kann ähnlicherweise alternativ mit lediglich der Kupplung 31 ausgestattet sein.
Die gleiche Struktur, wie in 23(a) oder 23(b) dargestellt ist, kann in jedem der anderen Ausführungsbeispiele oder 17(a) bis 18(j) verwendet sein.
Die vorhergehende Struktur, bei der die Maschine 12 und die Leistungsverteilungsvorrichtung 20 durch den einzelnen Leistungsübertragungsweg verbunden sind, kann, wie in 24(a) und 24(b) dargestellt ist, modifiziert sein. Bei dem Beispiel von sowohl 24(a) als auch 24(b) ist in dem Leistungsübertragungsweg die Kupplung 30 eingebaut, die arbeitet, um die Übertragung von Leistung zu oder von der Maschine 12, wie benötigt, einzurichten oder zu blockieren. Das Beispiel von 24(a) ist so entworfen, dass die Geschwindigkeit des Rotors der Leistungsverteilungsvorrichtung 20, der mit der Drehwelle 12a der Maschine 12 mechanisch verbunden ist, null (0) sein kann, wenn die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder 14 nicht null (0) ist. Dies stellt ein besseres Starten der Maschine 12 sicher.
25(a) bis 25(c) demonstrieren einen Betrieb des Hybridsystems von 24(a), um die Maschine 12 zu starten. 25(a) stellt die Geschwindigkeit des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22 dar. 25(b) stellt den Status der Kupplung 30 dar. 25(c) stellt die Geschwindigkeit der Maschine 12 dar. Wenn die Geschwindigkeit des Trägers C des ersten Planetengetriebesatzes 22, wie in 25(a) gezeigt ist, null (0) ist, bringt die Steuerung 40 die Kupplung 30 in Eingriff, um das Anfangsdrehmoment zu der Drehwelle 12a zu liefern, um die Maschine 12 zu starten oder zu kurbeln. Danach bringt die Steuerung 40 die Kupplung 30 außer Eingriff, um die mechanische Verbindung zwischen der Maschine 12 und dem Träger C zu öffnen, und startet das Verfeuern von Kraftstoff in der Maschine 12. Wenn die Geschwindigkeit der Maschine 12 gleich derselben des Trägers C wird, bringt die Steuerung 40 die Kupplung 30 in Eingriff, um die mechanische Verbindung zwischen der Maschine 12 und dem Träger C einzurichten. Der Eingriff der Kupplung 30 muss nicht immer lediglich eingerichtet werden, wenn die Geschwindigkeit der Maschine 12 exakt identisch zu derselben des Trägers C ist. Ein solcher Eingriff kann erreicht werden, wenn ein Unterschied der Geschwindigkeit zwischen der Maschine 12 und dem Träger C innerhalb eines gegebenen Bereichs nahe null (0) liegt. Die Verwendung einer solchen Bedingung ermöglicht es dem Hybridsystem von 24(b) während des Laufens des Motorgenerators 10 die Maschine 12 zu starten.
Das Hybridsystem von jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ist mit einer einzelnen oder zwei elektrischen Rotationsmaschinen ausgestattet, die ferner eine dynamoelektrische Maschine (das heißt der Motorgenerator 10 oder die Motorgeneratoren 10A und 10B) genannt sind, kann jedoch alternativ mit drei oder mehr elektrischen Rotationsmaschinen ausgestattet sein. Diese Maschinen müssen nicht als ein Motorgenerator entworfen sein. Eine oder einige der elektrischen Rotationsmaschinen können beispielsweise als lediglich der elektrische Motor oder der elektrische Generator verwendet sein.
Die elektrischen Rotationsmaschinen können durch einen Drei-Phasen-Wechselstrommotor oder einen Gleichstrommotor mit Bürsten oder einen Induktionsmotor implementiert sein.
Das Hybridsystem jedes der Ausführungsbeispiele kann alternativ entworfen sein, um zwei oder mehr Verbrennungsmaschinen zu haben.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung im Fahrzeug und das Antriebssystem können alternativ mit einem Fahrzeug verwendet sein, das mit einem einzelnen angetriebenen Rad ausgestattet ist, wie zum Beispiel ein Motorrad.
Die Leistungsübertragungsvorrichtung, wie sie bei jedem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele und Modifikationen erörtert ist, kann mit einer Vier-Achsen-Leistungsverteilungsvorrichtung statt dem ersten und dem zweiten Planetengetriebesatz 22 und 24 ausgestattet sein. Ein Ravineaux-Planetengetriebesatz kann beispielsweise verwendet sein, der im Wesentlichen mit den vier Leistungsverteilungsrotoren ausgestattet ist: dem Sonnenrad, dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad, die vier Rotationsachsen definieren. Die vier Rotationsachsen sind mit dem Motorgenerator 10, den angetriebenen Rädern 14, der Maschine 12 bzw. dem Motorgenerator 10 durch die CVT 36 mechanisch gekoppelt.
Das Antriebssystem der Erfindung, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist mit der Leistungsübertragungsvorrichtung, wie sie bei den vorhergehenden Ausfüh rungsbeispielen und Modifikationen erörtert ist, und der Steuerung 40 ausgestattet, wie es in 1(a) dargestellt ist. Das Antriebssystem kann beispielsweise entworfen sein, um die Struktur von 1(a) zu haben. In diesem Fall kann, wenn die Geschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 12 niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und es erforderlich ist, die Maschine 12 neu zu starten, die Steuerung 40 die Kupplung 30 in Eingriff bringen, um das Drehmoment (das heißt die Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, wie es in 2(c) definiert ist) von dem Träger C des ersten Planetengetriebesatzes 22 zu der Drehwelle 12a der Maschine 12 zu übertragen. Der vorbestimmte Wert ist beispielsweise eine untere Grenze der Geschwindigkeit der Maschine, bei der das Fahrzeug läuft, und es ist möglich, die Maschine 12 ohne eine Notwendigkeit eines externen Hinzufügens des Drehmoments zu der Drehwelle 12a neu zu starten oder zu zünden. Wenn es mit anderen Worten erforderlich ist, die Maschine 12 neu zu starten, jedoch die Geschwindigkeit der Maschine 12 zu niedrig ist, ohne dieselbe ohne die Hinzufügung eines Drehmoments zu der Drehwelle 12a neu zu starten, bringt die Steuerung 40 die Kupplung 30 in Eingriff, um das Drehmoment von der Leistungsverteilungsvorrichtung 20 zu der Drehwelle 12a der Maschine 12 zu übertragen. Diese Struktur eliminiert die Notwendigkeit eines Maschinenstarters, um die Maschine 12 neu zu starten.
Obwohl die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart wurde, um ein besseres Verständnis derselben zu erleichtern, ist es offensichtlich, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen ausgeführt sein kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung sollte daher so verstanden werden, dass diese alle möglichen Ausführungsbeispiele und Modifikationen der gezeigten Ausführungsbeispiele, die ohne ein Abweichen von dem Prinzip der Erfindung ausgeführt werden können, umfasst, wie es in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 3580257 [0005]
- JP 3626151 [0005]
- JP 3614409 [0005]
- JP 2002-281607 [0005]
- JP 2000-142146 [0005]
- JP 9-46821 [0005]
- JP 2006-77859 [0005]
- JP 2001-108073 [0171]

Claims

Leistungsübertragungsvorrichtung (20) für ein Fahrzeug, mit: einer Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die arbeiten, um sich zusammen miteinander zu drehen, um Leistung zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine (10), einer Verbrennungsmaschine (12) und einem angetriebenen Rad (14) eines Fahrzeugs zu verteilen; und einer Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung (40), die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem ersten Rotor (C), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und der Verbrennungsmaschine (12) selektiv einzurichten und zu blockieren, wobei, wenn Rotationsenergie, wie sie aus den Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ausgegeben wird, als hinsichtlich des Vorzeichens positiv definiert ist, die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so angeordnet sind, dass, wenn die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung (40) eine Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, als die Leistung von dem ersten Rotor (C) zu der Verbrennungsmaschine (12) einrichtet, einzelne andere der Leistungsverteilungsrotoren als der erste Rotor so verkettet sind, um Ausgangsdrehungsenergien zu liefern, die sich hinsichtlich des Vorzeichens voneinander unterscheiden.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, bei der die einzelnen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die die hinsichtlich des Vorzeichens voneinander unterschiedlichen Drehungsenergien erzeugen, miteinander durch einen Weg, der einen Aufbau der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) umgeht, mechanisch gekoppelt sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 2, bei der Rotoren, die einzelne der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) sind, und der erste Rotor (C) so verkettet sind, um Drehungsgeschwindigkeiten zu haben, die in einem monografischen Diagramm auf einer geraden Line angeordnet sind, mit ferner einer Kopplungseinrichtung, die zwei der Rotoren außerhalb des Aufbaus der Leistungsverteilungsrotoren miteinander mechanisch koppelt, und bei der die Kopplungseinrichtung als eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung (36) arbeitet, die ein variables Getriebeverhältnis hat.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, bei der die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung (40) als eine erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen dem ersten Rotor (C) und einer Drehwelle der Verbrennungsmaschine (12a) selektiv einzurichten und zu blockieren, und mit ferner einer zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem zweiten Rotor (S), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und der Verbrennungsmaschine (12) selektiv einzurichten und zu blockieren.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32) ausgestattet ist, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungsrichtung (32), die mit dem ersten Rotor (C) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 5, bei der die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ferner mit einem elektronisch gesteuerten Unterbrecher (30) ausgestattet ist, der von der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32) separat ist, wobei der elektronisch gesteuerte Unterbrecher (30) arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor (C) und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) die Übertragung von Leistung zu blockieren.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34) ausgestattet ist, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34), die mit der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit dem zweiten Rotor (S) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S; C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors (C) von einer Drehungsgeschwindigkeit des einen (R) der Leistungsverteilungsrotoren, der mit der elektrischen Rotationsmaschine (12) gekoppelt ist, direkt abhängt.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass Drehungsgeschwindigkeiten von einzelnen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als dem einen (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, direkt von einer Drehungsgeschwindigkeit des ei nen (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, und der Drehungsgeschwindigkeit des zweiten Rotors (S) abhängen.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der der erste Rotor (C) und der zweite Rotor (S) durch einen der Leistungsverteilungsrotoren implementiert sind, und bei der die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung separat von der zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der der erste Rotor und der zweite Rotor durch einen der Leistungsverteilungsrotoren implementiert sind, und bei der die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung und die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung durch einen elektronisch gesteuerten Unterbrecher (30) implementiert sind, der arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor (C) und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) die Übertragung von Leistung zu unterbrechen.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der der erste Rotor separat von dem zweiten Rotor ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 12, bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors niedriger als dieselbe des zweiten Rotors ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Line angeordnet sind, und bei der der erste Rotor (C) einer der drei oder mehr Rotoren ist, der in dem monografischen Diagramm in der Mitte hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit liegt.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Line angeordnet sind, und bei der zwei der drei oder mehr Rotoren, die sich in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 15, bei der mindestens einer der zwei der drei oder mehr Rotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine durch eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung (36), die ein variables Getriebeverhältnis hat, gekoppelt ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 15, bei der einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist, in dem monografischen Diagramm eine Drehungsgeschwindigkeit, die zwischen Drehungsgeschwindigkeiten der zwei (S, R) der drei oder mehr Rotoren (S, C, R), die mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind, liegt, hat.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, bei der die Leistungsverteilungsrotoren durch vier Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind, und bei der einer der vier Rotoren, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwin digkeit in der Mitte liegen und separat von dem ersten Rotor sind, mechanisch mit dem angetriebenen Rad (14) gekoppelt ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, mit ferner einem ersten Planetengetriebesatz (22) und einem zweiten Planetengetriebesatz (24), wobei jeder derselben mit einem Sonnenrad (S), einem Träger (C) und einem Hohlrad (R), die drei der Leistungsverteilungsrotoren sind, ausgestattet ist, wobei zwei der Leistungsverteilungsrotoren (S, R) des ersten Planetengetriebesatzes (22) mit zwei der Leistungsverteilungsrotoren (S, C) des zweiten Planetengetriebesatzes (24) mechanisch gekoppelt sind, und wobei von vier einer Gesamtsumme der sechs Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes (22, 24), die sich in einem monografischen Diagramm hinsichtlich einer Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, mindestens drei mit der elektrischen Rotationsmaschine (10), der Verbrennungsmaschine (12) und dem angetriebenen Rad (14) jeweils mechanisch gekoppelt sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 4, mit ferner einem Schalter (50), der arbeitet, um einen der Leistungsverteilungsrotoren, der mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist, zu einem anderen zu schalten.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 20, bei der das Fahrzeug ferner ein Rad hat, mit ferner einem Schalter, der arbeitet, um einzelne der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern (14) mechanisch gekoppelt sind, zu anderen zu schalten, und bei der die einzelnen und die anderen der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern (14) zu koppeln sind, den zweiten Rotor und einen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als den ersten Rotor aufweisen, und bei der der zweite Rotor durch die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit den angetriebenen Rädern mechanisch gekoppelt ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) für ein Fahrzeug, mit: einer Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die arbeiten, um sich zusammen miteinander zu drehen, um zwischen einer elektrischen Rotationsmachine (10), einer Verbrennungsmaschine (12) und einem angetriebenen Rad (14) eines Fahrzeugs eine Leistung zu verteilen; einer ersten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um zwischen einem ersten Rotor (C), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und einer Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) eine Übertragung der Leistung selektiv einzurichten und zu blockieren; und einer zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um zwischen einem zweiten Rotor (S), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) eine Übertragung der Leistung selektiv einzurichten und zu blockieren.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32) ausgestattet ist, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32), die mit dem ersten Rotor (C) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 23, bei der die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ferner mit einem elektronisch gesteuerten Unterbrecher (30) ausgestattet ist, der von der Ein-Weg-Leistungsübertra gungseinrichtung (32) separat ist, wobei der elektronisch gesteuerte Unterbrecher (30) arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor (C) und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) die Übertragung von Leistung zu blockieren.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34) ausgestattet ist, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34), die mit der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit dem zweiten Rotor (S) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors (C) von einer Drehungsgeschwindigkeit des einen (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, direkt abhängt.
Leistungsübertragungsvorrichtung (S, C, R) nach Anspruch 22, bei der einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass Drehungsgeschwindigkeiten von einzelnen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als dem einen (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, von einer Drehungsgeschwindigkeit des einen (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, und einer Drehungsgeschwindigkeit des zweiten Rotors (S) direkt abhängen.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der der erste Rotor (C) und der zweite Rotor (S) durch einen der Leistungsverteilungsrotoren implementiert sind, und bei der die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung separat von der zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der der erste Rotor von dem zweiten Rotor separat ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 29, bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors (C) niedriger als dieselbe des zweiten Rotors (S) ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Line angeordnet sind, und bei der der erste Rotor (C) einer der drei oder mehr Rotoren ist, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit in einer Mitte liegen.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Line angeordnet sind, und bei der zwei (S, R) der drei oder mehr Rotoren (S, C, R), die sich in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 32, bei der mindestens einer (S) der zwei der drei oder mehr Rotoren (S, C, R) durch eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung (36), die ein variables Getriebeverhältnis hat, mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 32, bei der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist, in dem monografischen Diagramm eine Drehungsgeschwindigkeit hat, die zwischen Drehungsgeschwindigkeiten der zwei der drei oder mehr Rotoren (S, C, R), die mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind, liegt.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, bei der die Leistungsverteilungsrotoren durch vier Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind, und bei der einer der vier Rotoren, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit bei einer Mitte liegen und von dem ersten Rotor (C) separat sind, mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, mit ferner einem ersten Planetengetriebesatz (22) und einem zweiten Planetengetriebesatz (24), wobei jeder derselben mit einem Sonnenrad (S), einem Träger (C) und einem Hohlrad (R), die drei der Leistungsverteilungsrotoren sind, ausgestattet ist, wobei zwei (S, R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des ersten Planetengetriebesatzes (22) mit zwei (S, C) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des zweiten Planetengetriebesatzes (24) mechanisch gekoppelt sind, und bei von vier einer Gesamtsumme der sechs Leistungsverteilungsrotoren des ersten und des zweiten Plane tengetriebesatzes (22, 24), die sich in einem monografischen Diagramm hinsichtlich der Geschwindigkeit unterscheiden, mindestens drei (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10), der Verbrennungsmaschine und dem angetriebenen Rad jeweils mechanisch gekoppelt sind.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 22, mit ferner einem Schalter (50), der arbeitet, um einen der Leistungsverteilungsrotoren, der mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist, zu einem anderen zu schalten.
Leistungsübertragungsvorrichtung (20) nach Anspruch 37, bei der das Fahrzeug ferner ein Rad hat, mit ferner einem Schalter, der arbeitet, um einzelne der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern (14) mechanisch gekoppelt sind, zu anderen zu schalten, und bei der die einzelnen der anderen der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern (14) zu koppeln sind, den zweiten Rotor und einen anderen der Leistungsverteilungsrotoren als den ersten Rotor aufweisen, und bei der der zweite Rotor durch die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit den angetriebenen Rädern (14) mechanisch gekoppelt ist.
Antriebssystem für ein Fahrzeug, mit: einer Leistungsübertragungsvorrichtung (20) mit (a) einer Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die arbeiten, um sich zusammen miteinander zu drehen, um zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine (10), einer Verbrennungsmaschine (12), die in einem Fahrzeug eingebaut ist, und einem angetriebenen Rad (14) des Fahrzeugs Leistung zu verteilen, und (b) einer Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem ersten Rotor (C), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und der Verbrennungsmaschine (12) selektiv einzurichten und zu blockieren, und bei der, wenn eine Drehungsenergie, wie sie aus den Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ausgegeben wird, hinsichtlich des Vorzeichens als positiv definiert ist, die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so angeordnet sind, dass wenn die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung eine Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, als die Leistung von dem ersten Rotor (C) zu der Verbrennungsmaschine (12) einrichtet, einzelne andere der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) als der erste Rotor (C) so verkettet sind, um Ausgangsdrehungsenergien zu liefern, die hinsichtlich des Vorzeichens zueinander entgegengesetzt sind; und einer Steuerung (40), die arbeitet, um einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung zu steuern, wenn es erforderlich ist, die Verbrennungsmaschine (12) zu starten, und eine Drehungsgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine (12) niedriger als ein gegebener Wert ist, wobei die Steuerung (40) die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung steuert, um die Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, von dem ersten Rotor (C) zu der Verbrennungsmaschine (C) einzurichten.
Antriebssystem nach Anspruch 39, bei dem die einzelnen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die die Drehungsenergien, die hinsichtlich des Vorzeichens zueinander unterschiedlich sind, erzeugen, durch einen Weg, der einen Aufbau der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) umgeht, miteinander mechanisch gekoppelt sind.
Antriebssystem nach Anspruch 40, bei dem die Rotoren, die einzelne der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) sind, und der erste Rotor (C) so verkettet sind, um Drehungsgeschwindigkeiten zu haben, die in einem monografischen Diagramm auf einer geraden Linie angeordnet sind, mit ferner einer Kopplungseinrichtung, die zwei der Rotoren außerhalb des Aufbaus der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mechanisch miteinander koppelt, und bei dem die Kopplungsein richtung als eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung (36) arbeitet, die ein variables Getriebeverhältnis hat.
Antriebssystem nach Anspruch 39, bei dem die Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung als eine erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen dem ersten Rotor (C) und einer Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) selektiv einzurichten und zu blockieren, und mit ferner einer zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem zweiten Rotor (S), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und der Verbrennungsmaschine (12) einzurichten und zu blockieren.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32) ausgestattet ist, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32), die mit dem ersten Rotor (C) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Antriebssystem nach Anspruch 43, bei dem die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ferner mit einem elektronisch gesteuerten Unterbrecher (30) ausgestattet ist, der von der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32) separat ist, wobei der elektronisch gesteuerte Unterbrecher (30) arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor (C) und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) die Übertragung von Leistung zu blockieren.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34) ausgestattet ist, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34), die mit der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit dem zweiten Rotor (S) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei der die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors (C) von einer Drehungsgeschwindigkeit des einen (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, direkt abhängt.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass die Drehungsgeschwindigkeiten von einzelnen anderen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) als der eine (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, von der Drehungsgeschwindigkeit des einen (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, und der Drehungsgeschwindigkeit des zweiten Rotors (S) direkt anhängen.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem der erste Rotor und der zweite Rotor durch einen der Leistungsverteilungsrotoren implementiert sind, und bei dem die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung von der zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung separat ist.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem der erste Rotor und der zweite Rotor durch einen der Leistungsverteilungsrotoren implementiert sind, und bei dem die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung und die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung durch einen elektronisch gesteuerten Unterbrecher implementiert sind, der arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) die Übertragung von Leistung zu unterbrechen.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem der erste Rotor (C) von dem zweiten Rotor (S) separat ist.
Antriebssystem nach Anspruch 50, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors (C) niedriger als dieselbe des zweiten Rotors (S) ist.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Line angeordnet sind, und bei dem der erste Rotor (C) einer der drei oder mehr Rotoren ist, der in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit bei der Mitte liegt.
Antriebssystem nach Anspruch 42, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Line angeordnet sind, und bei dem zwei der drei oder mehr Rotoren, die sich in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwin digkeit unterscheiden, mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind.
Antriebssystem nach Anspruch 53, bei dem mindestens einer (S) der zwei der drei oder mehr Rotoren (S, C, R) durch eine Geschwindigkeitsvariationseinrichtung (36), die ein variables Getriebeverhältnis hat, mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist.
Antriebssystem nach Anspruch 53, bei dem einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist, in dem monografischen Diagramm eine Drehungsgeschwindigkeit hat, die zwischen Drehungsgeschwindigkeiten der zwei der drei oder mehr Rotoren (S, C, R), die mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind, liegt.
Antriebssystem nach Anspruch 39, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren durch vier Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind, und bei dem einer der vier Rotoren, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit in der Mitte liegen und der von dem ersten Rotor (C) separiert ist, mechanisch mit dem angetriebenen Rad (14) gekoppelt ist.
Antriebssystem nach Anspruch 39, mit ferner einem ersten Planetengetriebesatz (22) und einem zweiten Planetengetriebesatz (24), wobei jeder derselben mit einem Sonnenrad (S), einem Träger (C) und einem Hohlrad (R), die drei der Leistungsrotoren sind, ausgestattet ist, wobei zwei (S, R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des ersten Planetengetriebesatzes (22) mit zwei (S, C) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des zweiten Planetengetriebesatzes (24) mechanisch gekoppelt sind, und bei dem von vier einer Gesamtsumme der sechs Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes (22, 24), die sich in einem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, mindestens drei mit der elektrischen Rotationsmaschine (10), der Verbrennungsmaschine (12) und dem angetriebenen Rad (14) jeweils mechanisch gekoppelt sind.
Antriebssystem nach Anspruch 42, mit ferner einem Schalter (50), der arbeitet, um einen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist, zu einem anderen zu schalten.
Antriebssystem nach Anspruch 58, bei dem das Fahrzeug ferner ein Rad hat, mit ferner einem Schalter (50), der arbeitet, um einzelne der Leistungsverteilungsrotoren, die mit den angetriebenen Rädern (14) mechanisch gekoppelt sind, zu anderen zu schalten, und bei dem die einzelnen und die anderen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die mit den angetriebenen Rädern (14) zu koppeln sind, den zweiten Rotor und einen anderen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) als den ersten Rotor aufweisen, und bei dem der zweite Rotor durch die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit den angetriebenen Rädern mechanisch gekoppelt ist.
Antriebssystem für ein Fahrzeug, mit: einer Leistungsübertragungsvorrichtung (20) mit (a) einer Mehrzahl von Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die arbeiten, um sich zusammen miteinander zu drehen, um zwischen einer elektrischen Rotationsmaschine (10), einer Verbrennungsmaschine (12), die in einem Fahrzeug eingebaut ist, und einem angetriebenen Rad (14) des Fahrzeugs Leistung zu verteilen, (b) einer ersten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem ersten Rotor (C), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und einer Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) selektiv einzurichten und zu blockieren, und (c) einer zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung, die arbeitet, um eine Übertragung der Leistung zwischen einem zweiten Rotor (S), der einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) ist, und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) selektiv einzurichten und zu blockieren; und einer Steuerung (40), die arbeitet, um einen Betrieb der Leistungsübertragungsvorrichtung (20) zu steuern, wenn es erforderlich ist, die Verbrennungsmaschine (12) zu starten, und eine Drehungsgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine (12) niedriger als ein gegebener Wert ist, wobei die Steuerung (40) die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung steuert, um die Übertragung der Drehungsenergie, die hinsichtlich des Vorzeichens positiv ist, von dem ersten Rotor (C) zu der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) einzurichten.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32) ausgestattet ist, die die Übertragung der Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32), die mit dem ersten Rotor (C) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit der Drehwelle der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Antriebssystem nach Anspruch 61, bei dem die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung ferner mit einem elektronisch gesteuerten Unterbrecher (30) ausgestattet ist, der von der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (32) separat ist, wobei der elektronisch gesteuerte Unterbrecher (30) arbeitet, um zwischen dem ersten Rotor (C) und der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) die Übertragung von Leistung zu blockieren.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit einer Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34) ausgestattet ist, die die Übertragung von Leistung einrichtet, wenn eine Drehungsgeschwindigkeit einer Eingangsseite der Ein-Weg-Leistungsübertragungseinrichtung (34), die mit der Drehwelle (12a) der Verbrennungsmaschine (12) verbunden ist, relativ zu derselben einer Ausgangsseite derselben, die mit dem zweiten Rotor (S) verbunden ist, kein negativer Wert ist.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors (C) von einer Drehungsgeschwindigkeit des einen (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, direkt abhängt.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem einer (R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt ist, und bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass Drehungsgeschwindigkeiten von einzelnen anderen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) als dem einen (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, von einer Drehungsgeschwindigkeit des einen (R), der mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist, und einer Drehungsgeschwindigkeit des zweiten Rotors (S) direkt abhängen.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem der erste Rotor und der zweite Rotor durch einen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) implementiert sind, und bei dem die erste Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung von der zweiten Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung separat ist.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem der erste Rotor (C) von dem zweiten Rotor (S) separat ist.
Antriebssystem nach Anspruch 67, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) so verkettet sind, dass eine Drehungsgeschwindigkeit des ersten Rotors (C) niedriger als dieselbe des zweiten Rotors (S) ist.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind, und bei dem der erste Rotor (C) einer der drei oder mehr Rotoren ist, der in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit bei der Mitte liegt.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) durch drei oder mehr Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, dass in einem monografischen Diagramm Drehungsgeschwindigkeiten derselben auf einer geraden Linie angeordnet sind, und bei dem zwei (S, C) der drei oder mehr Rotoren (S, C, R), die sich in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind.
Antriebssystem nach Anspruch 70, bei dem mindestens einer (S, C) der zwei der drei oder mehr Rotoren (S, C, R) durch eine Geschwindigkeitsvariationseinrich tung (36), die ein variables Getriebeverhältnis hat, mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) gekoppelt ist.
Antriebssystem nach Anspruch 70, bei dem einer der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt sind, in dem monografischen Diagramm eine Drehungsgeschwindigkeit hat, die zwischen Drehungsgeschwindigkeiten der zwei der drei oder mehr Rotoren (S, C, R) liegt, die mit der elektrischen Rotationsmaschine (10) mechanisch gekoppelt sind.
Antriebssystem nach Anspruch 60, bei dem die Leistungsverteilungsrotoren durch vier Rotoren implementiert sind, die so verkettet sind, das Drehungsgeschwindigkeit derselben in einem monografischen Diagramm auf einer geraden Linie angeordnet sind, und bei dem einer der vier Rotoren, die in dem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit bei der Mitte liegen und zu dem ersten Rotor separat sind, mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist.
Antriebssystem nach Anspruch 60, mit ferner einem ersten Planetengetriebesatz (22) und einem zweiten Planetengetriebesatz (24), wobei jeder derselben mit einem Sonnenrad (S), einem Träger (C) und einem Hohlrad (R), die drei der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) sind, ausgestattet ist, wobei zwei (S, R) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des ersten Planetengetriebesatzes (22) mit zwei (S, C) der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des zweiten Planetengetriebesatzes (24) gekoppelt sind, und bei dem von vier einer Gesamtsumme der sechs Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) des ersten und des zweiten Planetengetriebesatzes (22, 24), die sich in einem monografischen Diagramm hinsichtlich der Drehungsgeschwindigkeit unterscheiden, mindestens drei mit der elektrischen Rotationsmaschine (10), der Verbrennungsmaschine (12) und dem angetriebenen Rad (14) jeweils mechanisch gekoppelt sind.
Antriebssystem nach Anspruch 60, mit ferner einem Schalter (50), der arbeitet, um einen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), der mit dem angetriebenen Rad (14) mechanisch gekoppelt ist, zu einem anderen zu schalten.
Antriebssystem nach Anspruch 75, bei dem das Fahrzeug ferner ein Rad hat, mit ferner einem Schalter (50), der arbeitet, um einzelne der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die mit den angetriebenen Rädern (14) mechanisch gekoppelt sind, zu anderen zu schalten, und bei dem die einzelnen und die anderen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R), die mit den angetriebenen Rädern (14) zu koppeln sind, den zweiten Rotor (S) und einen anderen der Leistungsverteilungsrotoren (S, C, R) als den ersten Rotor (C) aufweisen, und bei dem der zweite Rotor (S) durch die zweite Leistungsübertragungssteuerungseinrichtung mit den angetriebenen Rädern (14) mechanisch gekoppelt ist.