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Hintergrund der vorliegenden Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen in einem Elektrofahrzeug verbauten Antriebsstrang.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, welches eine Antriebskraft eines Fahrzeugs mit der Leistung eines Elektromotors bereitstellt, und kann zu einer Verbesserung eine die Umweltverschmutzung in einer Großstadt dadurch beitragen, dass es kein Abgas aufweist.
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Um das vorstehend beschriebene Elektrofahrzeug populär zu machen, ist es erforderlich, zahlreiche Technologien zu verbessern, wobei jedoch eine Technologie erforderlich ist, welche in der Lage ist, die Fahrdistanz für eine Batterieladung nach einer einmaligen Aufladung beträchtlich zu verbessern.
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Um die vorstehend beschriebene Fahrdistanz für eine Batterieladung zu verbessern, ist es notwendig, die maximale Berg-Steigfähigkeit und die Höchstgeschwindigkeitsleistung, welche durch das Fahrzeug gefordert wird, zu erfüllen, während die Energieeffizienz (Reichweite pro Energieeinheit, km/kwh) verbessert wird, indem die Größe und die Leistung eines in dem Elektrofahrzeug verbauten Elektromotors verringert wird, und hierzu wird das Elektrofahrzeug mit einem Getriebe versehen.
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Aus den vorstehend beschrieben Gründen, ist das in dem Elektrofahrzeug verbaute Getriebe eine so einfach wie möglich gestaltete Struktur, und eine Drehmomentunterbrechung, bei der ein an ein Antriebsrad geliefertes Drehmoment während des Schaltens unterbrochen wird, oder ein Gangschaltruck treten nicht auf, auch wenn es eine hohe Leistungsübertragungseffizienz aufweist.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören, angesehen werden.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, einen Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug bereitzustellen, welcher die maximale Berg-Steigfähigkeit und die Höchstgeschwindigkeitsleistung, welche für das Fahrzeug gefordert wird, erfüllen kann, sogar während Größe/Leistung eines Elektromotors verringert wird/werden, durch Vorsehen mehrerer Getriebeübersetzungsverhältnisse, wobei die Energieeffizienz des Fahrzeugs verbessert wird, indem eine hohe Leistungsübertragungseffizienz mit einer relativ einfachen Struktur und einem kleinen Gewicht realisiert wird, und wobei eine Drehmoment-/Zugkraftunterbrechung und ein Gangschaltruck verringert oder verhindert werden.
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Ein Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug (z.B. ein reines Elektrofahrzeug bzw. reinelektrisches Fahrzeug) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zum Erreichen dieses Ziels derart ausgestaltet, dass er aufweist: einen Planetengetrieberadsatz, welcher ein erstes Drehelement, welches mit einer ersten Welle verbunden ist, und ein zweites Drehelement, welches mit einer zweiten Welle verbunden ist, unter drei Drehelementen (auch Rotationselemente genannt) aufweist, einen Elektromotor, eine erste Schalteinrichtung (z.B. Getriebeeinrichtung), welche dazu eingerichtet ist, wahlweise bzw. selektiv (nachfolgend kurz: wahlweise) mit dem Elektromotor dazu in Eingriff gebracht zu werden, Leistung des Elektromotors an die erste Welle direkt oder mit einer reduzierten Drehzahl zu übertragen, und eine zweite Schalteinrichtung (z.B. Getriebeeinrichtung), welche so vorgesehen ist, dass sie dazu eingerichtet ist, wahlweise die Leistung des Elektromotors an die erste Welle oder an die zweite Welle zu übertragen.
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Ein drittes Drehelement des Planetengetrieberadsatzes kann mit einer dritten Welle verbunden sein, und die dritte Welle kann mit einem Getriebegehäuse wahlweise verbindbar sein.
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Beliebige zwei der drei Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes können dazu eingerichtet sein, miteinander verbunden zu werden, so dass alle Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes integral (z.B. als eine Einheit) gedreht werden können.
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Der Antriebsstrang für das Elektrofahrzeug kann eine dritte Schalteinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, zwischen einem Zustand des Fixierens der dritten Welle an dem Getriebegehäuse oder einem Zustand des Verbindens der dritten Welle mit der zweiten Welle zu wechseln bzw. umzuschalten.
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Die vorliegende Erfindung kann ferner so ausgestaltet sein, dass sie eine Leistungsverteilungseinrichtung aufweist, welche derart vorgesehen ist, dass sie dazu eingerichtet ist, die Leistung des Elektromotors an jede oder irgendeine von der ersten Schalteinrichtung und der zweiten Schalteinrichtung zu übertragen.
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Die Leistungsverteilungseinrichtung kann eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, auf voneinander unabhängige Weise eine Drehwelle des Elektromotors jeweilig zugeordnet mit/von einer vierten Welle und einer fünften Welle, welche konzentrisch miteinander angebracht sind, zu verbinden oder zu trennen.
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Die vierte Welle kann so angebracht sein, dass sie koaxial mit der ersten Welle ist, und die erste Schalteinrichtung kann an der vierten Welle angebracht sein.
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Ein erstes Zahnrad kann drehbar an der vierten Welle angebracht sein, ein zweites Zahnrad, welches mit dem ersten Zahnrad im Außeneingriff (z.B. Außenzahneingriff, beispielsweise mittels einer Außenverzahnung im Eingriff - kurz: Außeneingriff) steht, kann an einer sechsten Welle parallel zur vierten Welle drehfest (z.B. als Festrad) angebracht sein, ein drittes Zahnrad kann an der sechsten Welle drehfest (z.B. als Festrad) angebracht sein, ein viertes Zahnrad, welches mit dem dritten Zahnrad im Außeneingriff steht, kann an der ersten Welle drehfest (z.B. als Festrad) angebracht sein, und die erste Schalteinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass sie eine Schaltmuffe zum selektiven Verbinden einer Kupplungsverzahnung (z.B. Schaltverzahnung, Kupplungszahnrad) des ersten Zahnrads oder einer Kupplungsverzahnung des vierten Zahnrads bezüglich einer an der vierten Welle fixierten Nabe (z.B. Führungsmuffe) aufweist.
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Die zweite Schalteinrichtung kann mit der fünften Welle auf eine Außenverzahnung-Weise verbunden sein und an einer siebten Welle parallel zur ersten Welle angebracht sein.
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Ein fünftes Zahnrad kann an der fünften Welle vorgesehen sein.
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Ein sechstes Zahnrad, welches mit dem fünften Zahnrad im Eingriff ist, kann an der siebten Welle vorgesehen sein.
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Ein neuntes Zahnrad und ein zehntes Zahnrad können vorgesehen sein, welche auf der siebten Welle drehbar (z.B. auf der siebten Welle relativ zu dieser drehbar (z.B. als Losräder) gelagert) angebracht sind und jeweilig zugeordnet mit einem siebten Zahnrad, das drehfest an der ersten Welle ist, und einem achten Zahnrad, das drehfest an der zweiten Welle ist, im Eingriff sind, und die zweite Schalteinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass sie eine Schaltmuffe zum wahlweisen Verbinden einer Kupplungsverzahnung des neunten Zahnrads oder einer Kupplungsverzahnung des zehnten Zahnrads bezüglich einer mit der siebten Welle drehfesten Nabe (z.B. Führungsmuffe) aufweist.
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Ferner ist ein Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug (z.B. ein reines Elektrofahrzeug bzw. reinelektrisches Fahrzeug) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erreichen dieses Ziels derart ausgestaltet, dass er aufweist: einen Planetengetrieberadsatz, welcher ein erstes Drehelement, welches mit einer ersten Welle verbunden ist, ein zweites Drehelement, welches mit einer zweiten Welle verbunden ist, und ein drittes Drehelement, welches mit einer dritten Welle verbunden ist, unter drei Drehelementen aufweist, einen Elektromotor, eine erste Schalteinrichtung (z.B. Getriebeeinrichtung), welche dazu eingerichtet ist, wahlweise die Leistung des Elektromotors an die erste Welle direkt oder mit einer reduzierten Drehzahl zu übertragen, eine zweite Schalteinrichtung (z.B. Getriebeeinrichtung), welche so vorgesehen ist, dass sie dazu eingerichtet ist, wahlweise die Leistung des Elektromotors an die erste Welle oder an die zweite Welle zu übertragen, und eine Leistungsverteilungseinrichtung, welche so vorgesehen ist, dass sie dazu eingerichtet ist, die Leistung des Elektromotors an jede oder irgendeine von der ersten Schalteinrichtung und der zweiten Schalteinrichtung zu übertragen, und wobei beliebige zwei der drei Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes miteinander verbunden sein können, und wobei das dritte Drehelement des Planetengetrieberadsatzes mit einem Getriebegehäuse fest verbunden (z.B. daran drehunbeweglich fixiert) sein kann.
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Die vorliegende Erfindung kann die maximale Berg-Steigfähigkeit und die Höchstgeschwindigkeitsleistung, welche für das Fahrzeug gefordert wird, erfüllen, sogar während Größe/Leistung des Elektromotors verringert wird/werden, durch Vorsehen der mehreren Getriebeübersetzungsverhältnisse, wobei die Energieeffizienz des Fahrzeugs verbessert wird, indem eine hohe Leistungsübertragungseffizienz mit dem relativ einfachen Aufbau und dem kleinen Gewicht realisiert wird, und wobei eine Drehmoment-/Zugkraftunterbrechung und ein Gangschaltruck verringert oder verhindert werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, welches zahlreiche beispielhafte Ausführungsformen eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist eine Betriebsmoditabelle, welche Gangschaltstufen, die durch den Antriebsstrang von 1 umgesetzt werden, zusammenfasst.
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Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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In den Figuren beziehen sich durchgehend durch diverse Figuren der Zeichnung(en) gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
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Bezugnehmend auf 1 weist ein Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug (z.B. ein reines Elektrofahrzeug bzw. reinelektrisches Fahrzeug) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: einen Planetengetrieberadsatz PG, welcher ein erstes Drehelement, welches mit einer ersten Welle 1A verbunden ist, und ein zweites Drehelement, welches mit einer zweiten Welle 2A verbunden ist, unter drei Drehelementen (auch Rotationselemente genannt) aufweist, einen Elektromotor MG, eine erste Schalteinrichtung (z.B. Getriebeeinrichtung) SH1, welche dazu angebracht ist, wahlweise bzw. selektiv (kurz: wahlweise) die Leistung des Elektromotors MG an die erste Welle 1A direkt oder mit einer reduzierten Drehzahl zu übertragen, und eine zweite Schalteinrichtung (z.B. Getriebeeinrichtung) SH2, welche dazu vorgesehen ist, wahlweise die Leistung des Elektromotors MG an die erste Welle 1A oder an die zweite Welle 2A zu übertragen.
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Ein drittes Drehelement des Planetengetrieberadsatzes PG ist mit einer dritten Welle 3A verbunden, und die dritte Welle 3A ist wahlweise mit einem Getriebegehäuse CS (z.B. fest, insbesondere drehunbeweglich) verbindbar.
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Ferner werden/sind beliebige zwei der drei Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes PG miteinander verbunden, so dass alle Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes PG integral (z.B. als eine Einheit) drehen können bzw. gedreht werden können.
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Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine dritte Schalteinrichtung SH3 auf, welche zwischen einem Zustand des Fixierens der dritten Welle 3A an dem Getriebegehäuse CS und einem Zustand des Verbindens der dritten Welle 3A mit der zweiten Welle 2A wechseln bzw. umschalten kann, so dass sowohl eine Funktion des Fixierens der dritten Welle 3A an dem Getriebegehäuse CS als auch eine Funktion des Zusammenschließens des Planetengetrieberadsatzes PG (z.B. des Vereinens der Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes zu einer Einheit bzw. des Umsetzens eines Blockumlaufs des Planetengetrieberadsatzes), indem beliebige zwei Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes PG miteinander verbunden werden, gemeinsam durchgeführt werden können.
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Ferner ist die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass sie eine Leistungsverteilungseinrichtung aufweist, welche dazu vorgesehen ist, dazu eingerichtet zu sein, wahlweise die Leistung des Elektromotors MG an jede oder eine beliebige von sowohl der ersten Schalteinrichtung SH1 als auch der zweiten Schalteinrichtung SH2 zu übertragen.
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Das bedeutet: falls die erste Welle 1A als eine Eingangswelle (z.B. Antriebswelle) , welche die Leistung vom Elektromotor MG erhält, angesehen wird und die zweite Welle 2A als eine Ausgangswelle (z.B. Abtriebswelle), welche dazu eingerichtet ist, die Leistung vom Elektromotor MG zu erhalten und gleichzeitig die Leistung auszugeben, angesehen wird, dann verteilt die vorliegende Erfindung die Leistung des Elektromotors MG an die erste Schalteinrichtung SH1 und die zweite Schalteinrichtung SH2 mittels der Leistungsverteilungseinrichtung und passt sie die Leistung des Elektromotors MG, welche in die erste Welle 1A durch die erste Schalteinrichtung SH1 eingeleitet wird, und die Leistung des Elektromotors MG, welche in die erste Welle 1A oder die zweite Welle 2A durch die zweite Schalteinrichtung SH2 eingeleitet wird, in dem Planetengetrieberadsatz PG an, um sie durch die zweite Welle 2A auszugeben.
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Die erste Welle 1A, die zweite Welle 2A und die dritte Welle 3A sind alle miteinander konzentrisch als die Drehwellen der Drehelemente des Planetengetrieberadsatzes PG angebracht, und ein erstes Drehelement des Planetengetrieberadsatzes PG kann durch ein Sonnenrad S repräsentiert (z.B. ausgestaltet) sein, ein zweites Drehelement kann durch einen Planetenträger C repräsentiert sein und ein drittes Drehelement kann durch ein Hohlrad R repräsentiert sein.
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Die Leistungsverteilungseinrichtung weist eine erste Kupplung CL1 und eine zweite Kupplung CL2 auf, welche dazu vorgesehen sind, die Drehwelle RT des Elektromotors auf voneinander unabhängige Weise jeweilig mit/von einer vierten Welle 4A und einer fünften Welle 5A, welche konzentrisch miteinander angebracht sind, zu verbinden oder zu trennen.
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Wie in 1 gezeigt, können die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 als eine Doppelkupplung, welche ein einziges Paket bzw. Gehäuse aufweist, ausgestaltet sein, und die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 können unabhängig voneinander die Leistung des Elektromotors MG jeweilig auf die vierte Welle 4A bzw. die fünfte Welle 5A aufbringen oder davon trennen/lösen, wie vorstehend beschrieben, womit sowohl ein Zustand des Lieferns der Leistung des Elektromotors MG an die vierte Welle 4A oder die fünfte Welle 5A als auch ein Zustand des gleichzeitigen Lieferns der Leistung des Elektromotors MG an die vierte Welle 4A und die fünfte Welle 5A umgesetzt wird.
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Die vierte Welle 4A ist konzentrisch mit der ersten Welle 1A angebracht, und die erste Schalteinrichtung SH1 ist an der vierten Welle 4A angebracht.
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Das bedeutet: ein erstes Zahnrad G1 ist drehbar an der vierten Welle 4A (z.B. auf der vierten Welle relativ zu dieser drehbar (z.B. als Losrad)) angebracht, ein zweites Zahnrad G2, welches mit dem ersten Zahnrad G1 im Außeneingriff (z.B. Außenzahneingriff, beispielsweise mittels einer Außenverzahnung im Eingriff - kurz: Außeneingriff) steht, ist an einer sechsten Welle 6A parallel zur vierten Welle 4A drehfest (z.B. als Festrad) angebracht, ein drittes Zahnrad G3 ist an der sechsten Welle 6A drehfest (z.B. als Festrad) angebracht, ein viertes Zahnrad G4, welches mit dem dritten Zahnrad G3 im Außeneingriff steht, ist an der ersten Welle 1A drehfest (z.B. als Festrad) angebracht, und die erste Schalteinrichtung SH1 ist so ausgestaltet, dass sie eine Schaltmuffe 10 zum selektiven Verbinden einer Kupplungsverzahnung (z.B. Schaltverzahnung, Kupplungszahnrad) 20 des ersten Zahnrads G1 oder einer Kupplungsverzahnung 30 des vierten Zahnrads G4 bezüglich einer mit der vierten Welle 4A drehfest verbundenen Nabe (z.B. Führungsmuffe) 40 aufweist.
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In einem Zustand, in welchem die erste Kupplung CL1 eingerückt bzw. in Eingriff gebracht ist und die Leistung des Elektromotors MG an die vierte Welle 4A übertragen wird, wird daher die Leistung des Elektromotors MG mit einer reduzierten Drehzahl an die erste Welle 1A durch das erste Zahnrad G1, das zweite Zahnrad G2, das dritte Zahnrad G3 und das vierte Zahnrad G4 übertragen, falls die Schaltmuffe der ersten Schalteinrichtung SH1 mit der Kupplungsverzahnung des ersten Zahnrads G1 im Eingriff ist, und wird die Leistung des Elektromotors MG direkt von der vierten Welle 4A an die erste Welle 1A übertragen, falls die Schaltmuffe SH1 mit der Kupplungsverzahnung des zweiten Zahnrads G2 im Eingriff ist.
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Die zweite Schalteinrichtung SH2 ist mit der fünften Welle 5A auf eine Außenverzahnung-Weise verbunden und ist an einer siebten Welle 7A parallel zur ersten Welle 1A angebracht.
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Das bedeutet: ein fünftes Zahnrad G5 ist an der fünften Welle 5A vorgesehen, ein sechstes Zahnrad G6, welches mit dem fünften Zahnrad G5 im Eingriff ist, ist an der siebten Welle 7A vorgesehen, ein neuntes Zahnrad G9 und ein zehntes Zahnrad G10, welche auf der siebten Welle 7A drehbar (z.B. auf der siebten Welle relativ zu dieser drehbar (z.B. als Losräder) gelagert) angebracht sind und jeweilig zugeordnet mit einem siebten Zahnrad G7, das drehfest (z.B. als Festrad) an der ersten Welle 1A vorgesehen ist, und einem achten Zahnrad G8, das drehfest (z.B. als Festrad) an der zweiten Welle 2A vorgesehen ist, im Eingriff sind, sind vorgesehen, und die zweite Schalteinrichtung SH2 ist so ausgestaltet, dass sie eine Schaltmuffe 50 zum wahlweisen Verbinden einer Kupplungsverzahnung 60 des neunten Zahnrads G9 oder einer Kupplungsverzahnung 70 des zehnten Zahnrads G10 bezüglich einer mit der siebten Welle 7A drehfesten Nabe (z.B. Führungsmuffe) 80 aufweist.
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In einem Zustand, in welchem die zweite Kupplung CL2 eingerückt bzw. in Eingriff gebracht ist und die Leistung des Elektromotors MG an die siebte Welle 7A übertragen wird, wird daher die Leistung des Elektromotors MG an die erste Welle 1A durch das neunte Zahnrad G9 und das siebte Zahnrad G7 übertragen, falls die Schaltmuffe der zweiten Schalteinrichtung SH2 mit der Kupplungsverzahnung des neunten Zahnrads G9 im Eingriff ist, und wird die Leistung des Elektromotors MG an die zweite Welle 2A durch das zehnte Zahnrad G9 und das achte Zahnrad G8 übertragen, falls die Schaltmuffe SH1 mit der Kupplungsverzahnung des zehnten Zahnrads G10 im Eingriff ist.
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2 ist eine Betriebsmoditabelle, in welcher der wie vorstehend beschrieben ausgestaltete Antriebsstrang für das Elektrofahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gangschaltstufen erste bis siebte Stufe umsetzt, und ein Gangschaltungsvorgang des Antriebsstrangs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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„S1“ in der Betriebsmoditabelle repräsentiert, dass die Schaltmuffe der ersten Schalteinrichtung SH1 mit der Kupplungsverzahnung des ersten Zahnrads G1 verbunden oder davon gelöst wird, und kann als eine Kuppelung zum Umsetzen der ersten und der fünften Gangschaltstufe angesehen werden, „S2“ repräsentiert, dass die Schaltmuffe der zweiten Schalteinrichtung SH2 mit der Kupplungsverzahnung des neunten Zahnrads G9 verbunden oder davon gelöst wird, und kann als eine Kuppelung zum Umsetzen der zweiten und der sechsten Gangschaltstufe angesehen werden, „S3“ repräsentiert, dass die Schaltmuffe der ersten Schalteinrichtung SH1 mit der Kupplungsverzahnung des vierten Zahnrads G4 verbunden oder davon gelöst wird, und kann als eine Kuppelung zum Umsetzen der dritten und der siebten Gangschaltstufe angesehen werden, und „S4“ repräsentiert, dass die Schaltmuffe der zweiten Schalteinrichtung SH2 mit der Kupplungsverzahnung des zehnten Zahnrads G10 verbunden oder davon gelöst wird, und kann als eine Kuppelung zum Umsetzen der vierten Gangschaltstufe angesehen werden.
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Die dritte Schalteinrichtung SH3 dient dazu, einen Zustand, in welchem im Niedrig-Zustand, durch Fixieren der dritten Welle 3A an dem Getriebegehäuse CS, der Planetengetrieberadsatz PG die in die erste Welle 1A eingebrachte Leistung mit reduzierter Drehzahl (z.B. untersetzt bzw. ins Langsame übersetzt) an die zweite Welle 2A ausgibt, und einen Zustand, in welchem in dem Hoch-Zustand, durch Verbinden der dritten Welle 3A mit der zweiten Welle 2A, der Planetengetrieberadsatz PG die in die erste Welle 1A oder die zweite Welle 2A eingebrachte Leistung an die zweite Welle 2A so ausgibt, wie sie ist (d.h. z.B. unverändert), umzusetzen.
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Die dritte Schalteinrichtung SH3 behält während der ersten bis vierten Gangschaltstufen durchgehend den Niedrig-Zustand bei und behält, nach dem Wechsel in den Hoch-Zustand bei der vierten Stufe, durchgehend den Hoch-Zustand während der verbleibenden fünften bis siebten Gangschaltstufen, welche hohen Stufen sind, bei.
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Betrachtet man die erste bis vierte Gangschaltstufe wird, während die dritte Schalteinrichtung SH3 durchgehend den Niedrig-Zustand beibehält, wie vorstehend beschrieben, beim Realisieren der ersten Stufe die Schaltmuffe der ersten Schalteinrichtung SH1 mit der Kupplungsverzahnung des ersten Zahnrads G1 in Eingriff gebracht, beim Realisieren der zweiten Stufe die Schaltmuffe der zweiten Schalteinrichtung SH2 mit der Kupplungsverzahnung des neunten Zahnrads G9 in Eingriff gebracht, beim Realisieren der dritten Stufe die Schaltmuffe der ersten Schalteinrichtung SH1 mit der Kupplungsverzahnung des vierten Zahnrads G4 in Eingriff gebracht, und beim Realisieren der vierten Stufe die Schaltmuffe der zweiten Schalteinrichtung SH2 mit der Kupplungsverzahnung des zehnten Zahnrads G10 in Eingriff gebracht, wenn die vierte Gangschaltstufe realisiert wird.
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Das bedeutet, dass in einem Zustand, in welchem die erste Schalteinrichtung SH1 dazu angeordnet ist, dass sie die erste und die dritte Stufe realisiert, und die zweite Schalteinrichtung SH2 dazu angeordnet ist, dass sie die zweite und die vierte Stufe realisiert, die erste Kupplung CL1 und die zweite Kupplung CL2 abwechselnd in Eingriff gebracht werden, so dass die erste bis vierte Gangschaltstufe realisiert werden können.
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Dies realisiert ein sogenanntes „Kupplung-zu-Kupplung“-Schalten auf eine Weise des Einrückens bzw. In-Eingriff-Bringens der zweiten Kupplung CL2 während des Ausrückens bzw. Lösens der ersten Kupplung CL1, nachdem die zweite Stufe mit der zweiten Schalteinrichtung SH2 während des Fahrens mit der ersten Gangschaltstufe mittels der ersten Schalteinrichtung SH1 im Voraus eingelegt wurde, wodurch ein gleichmäßiges (z.B. ruckfreies) Schalten ohne Drehmoment-/Zugkraftunterbrechung ermöglicht wird, und ein Gangschaltungsvorgang in den übrigen zweiten Stufe bis vierten Stufe werden ebenso durch dasselbe Prinzip durchgeführt.
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In der vierten Gangschaltstufe befindet sich in einem Zustand, in welchem das Schalten von der anfänglichen dritten Schaltstufe in die vierte Schaltstufe vorgenommen wurde, die dritte Schalteinrichtung SH3 in dem Niedrig-Zustand, wobei die dritte Schalteinrichtung SH3 während der vierten Schaltstufe jedoch für das Schalten in die fünfte Stufe im Voraus in den Hoch-Zustand gewechselt bzw. geschaltet werden kann.
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Da die Leistung vom Elektromotor MG an die zweite Welle 2A durch das zehnte Zahnrad G10 und das achte Zahnrad G8 übertragen wird und die übertragene Leistung ausgegeben wird, so wie sie ist, kann dabei die dritte Schalteinrichtung SH3 vom Niedrig-Zustand in den Hoch-Zustand ohne Drehmoment-/Zugkraftunterbrechung gewechselt bzw. geschaltet werden.
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Während in den Schaltvorgängen von der vierten Gangschaltstufe bis zur siebten Gangschaltstufe die dritte Schalteinrichtung SH3 ebenfalls in dem Hoch-Zustand gehalten wird, wird beim Realisieren der fünften Stufe die Schaltmuffe der ersten Schalteinrichtung SH1 mit der Kupplungsverzahnung des ersten Zahnrads G1 in Eingriff gebracht, wird beim Realisieren der sechsten Stufe die Schaltmuffe der zweiten Schalteinrichtung SH2 mit der Kupplungsverzahnung des neunten Zahnrads G9 in Eingriff gebracht, und wird beim Realisieren der siebten Stufe die Schaltmuffe der ersten Schalteinrichtung SH1 mit der Kupplungsverzahnung des vierten Zahnrads G4 in Eingriff gebracht.
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Das Schalten wird selbstverständlich wesentlich dadurch erreicht, indem in einem Zustand, in welchem die Zahnräder wie vorstehend beschrieben in Eingriff miteinander sind, irgendeine von der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 ausgerückt bzw. gelöst wird und die andere Kupplung gleichzeitig eingerückt bzw. in Eingriff gebracht wird, und während des Gangschaltens tritt keine Drehmoment-/Zugkraftunterbrechung auf.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bei der siebten Stufe, welche die höchste Stufe ist, die vierte Welle 4A direkt mit der ersten Welle 1A verbunden und kann der Planetengetrieberadsatz PG integral (z.B. als eine Einheit) gedreht werden, so dass die Leistung des Elektromotors MG in den gleichen Zustand übergeht, wie bei einer direkten Verbindung mit der zweiten Welle 2A, welche die Ausgangswelle ist, ohne Schaltung, wodurch die Energieeffizienz des Elektrofahrzeugs mit hoher Leistungsübertragungseffizienz verbessert wird.
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Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer...“, „hoch“, „runter“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“ „nach innen / einwärts“, „nach außen / auswärts“, „innerhalb‟, „außerhalb“, „innen“, „außen“, „nach vorne / vorwärts“ und „nach hinten / rückwärts“ dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben. Es ist ferner zu verstehen, dass der Begriff „verbinden“ oder seine „Abwandlungen" sich sowohl auf eine direkte als auch eine indirekte Verbindung beziehen.
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Ferner bedeutet der Begriff „fest verbunden“ oder „drehfest verbunden“, dass fest verbundene Elemente immer mit der gleichen Drehzahl (miteinander) rotieren. Weiter bedeutet der Begriff „wahlweise verbindbar“ oder „selektiv verbindbar“, dass: „wahlweise bzw. selektiv verbindbare Elemente separat voneinander rotieren, wenn die wahlweise verbindbaren Elemente nicht miteinander im Eingriff sind, mit der gleichen Drehzahl miteinander rotieren, wenn die wahlweise verbindbaren Elemente miteinander im Eingriff sind, und stationier sind, wenn mindestens eines der wahlweise verbindbaren Elemente ein stationäres Element ist und die übrigen wahlweise verbindbaren Elemente mit dem stationären Element verbunden sind.“
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
