DE102022108876A1

DE102022108876A1 - Fahrzeugantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022108876A1
Application number: DE102022108876.6A
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Yamazaki; Masami Oguri; Yoshitsugu Inoue
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2022-11-03
Also published as: JP2022170428A; US20220348069A1; CN115246309A

Abstract

Eine an einem Hybridfahrzeug anzubringende Fahrzeugantriebsvorrichtung enthält einen Verbrennungsmotor, der mit Rädern des Fahrzeugs über einen Kraftübertragungsweg verbunden ist, einen Getriebemechanismus, der auf dem Kraftübertragungsweg angeordnet ist, einen Motorgenerator, einen ersten Kraftübertragungsmechanismus und einen zweiten Kraftübertragungsmechanismus. Der Motorgenerator ist auf einem Weg angeordnet, der den Verbrennungsmotor mit dem Getriebemechanismus verbindet, wobei der erste Kraftübertragungsmechanismus auf einem Weg angeordnet ist, der den Verbrennungsmotor mit dem Motorgenerator verbindet, und der zweite Kraftübertragungsmechanismus auf einem Weg angeordnet ist, der den Motorgenerator mit dem Getriebemechanismus verbindet. Diese Wege sind in dem Kraftübertragungsweg enthalten. Der erste Kraftübertragungsmechanismus enthält einen im Durchmesser großen Rotor und einem im Durchmesser kleinen Rotor, die jeweils mit dem Verbrennungsmotor und dem Motorgenerator verbunden sind. Der zweite Kraftübertragungsmechanismus enthält einen im Durchmesser kleinen Rotor und einen im Durchmesser großen Rotor, die jeweils mit dem Motorgenerator und dem Getriebemechanismus verbunden sind.

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft eine an einem Hybridfahrzeug anbringbare Fahrzeugantriebsvorrichtung.
An einem Hybridfahrzeug ist eine Fahrzeugantriebsvorrichtung angebracht, die einen Verbrennungsmotor und einen Motorgenerator als Antriebsquellen enthält (siehe JP 9-193676 A und WO 2013/132 639 A ).
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Aspekt der Erfindung gibt eine an einem Hybridfahrzeug anzubringende Fahrzeugantriebsvorrichtung an. Die Fahrzeugantriebsvorrichtung enthält einen Verbrennungsmotor, einen Getriebemechanismus, einen Motorgenerator, einen ersten Kraftübertragungsmechanismus und einen zweiten Kraftübertragungsmechanismus. Der Verbrennungsmotor ist über einen Kraftübertragungsweg mit Rädern des Fahrzeugs verbindbar. Der Getriebemechanismus ist auf dem Kraftübertragungsweg angeordnet. Der Motorgenerator ist in dem Kraftübertragungsweg auf einem Weg angeordnet, der den Verbrennungsmotor mit dem Getriebemechanismus verbindet. Der erste Kraftübertragungsmechanismus ist in dem Kraftübertragungsweg auf einem Weg angeordnet, der den Verbrennungsmotor mit dem Motorgenerator verbindet. Der erste Kraftübertragungsmechanismus enthält einen ersten im Durchmesser großen Rotor, der mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, und einen ersten im Durchmesser kleinen Rotor, der mit dem Motorgenerator verbunden ist. Der erste im Durchmesser große Rotor ist im Durchmesser größer als der erste im Durchmesser kleine Rotor. Der zweite Kraftübertragungsmechanismus ist in dem Kraftübertragungsweg auf einem Weg angeordnet, der den Motorgenerator mit dem Getriebemechanismus verbindet. Der zweite Kraftübertragungsmechanismus enthält einen zweiten im Durchmesser kleinen Rotor, der mit dem Motorgenerator verbunden ist, und einen zweiten im Durchmesser großen Rotor, der mit dem Getriebemechanismus verbunden ist. Der zweite im Durchmesser große Rotor ist im Durchmesser größer als der zweite im Durchmesser kleine Rotor.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und sind in diese Beschreibung eingebaut und stellen Teil von dieser dar. Die Zeichnungen illustrieren Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.

1 illustriert eine beispielhafte Konfiguration eines Hybridfahrzeugs, das eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung enthält;
2 illustriert eine beispielhafte Konfiguration eines Antriebsstrangs;
3 illustriert schematisch eine Konfiguration der Fahrzeugantriebsvorrichtung;
4 illustriert ein Beispiel des Antriebsstrangs und eines in der Fahrzeugantriebsvorrichtung enthaltenen Steuersystems;
5 illustriert schematisch eine Grundstruktur jeder Steuereinheit;
6 ist ein Fahrmodus-Kennfeld, das ein Beispiel von Ausführungsbereichen für einen EV-Modus und einen HEV-Modus illustriert;
7 illustriert einen Ausführungsstatus im EV-Modus;
8 illustriert einen Ausführungsstatus im HEV-Modus;
9 illustriert eine Fahrzeugbeschleunigung im EV-Modus;
10 illustriert einen hocheffizienten Betriebsbereich eines Motorgenerators;
11 illustriert einen Verbrennungsmotor-Startstatus im EV-Modus;
12 ist eine Schnittansicht entlang Linie XII-XII in 1 und illustriert schematisch den Antriebsstrang;
13 illustriert eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführung;
14 illustriert eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführung;
15 illustriert eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführung; und
16 illustriert eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Um die Kraftstoffeffizienz eines Hybridfahrzeugs sicherzustellen und die Leistungsfähigkeit des Hybridfahrzeugs zu verbessern, ist ein erhöhtes Motordrehmoment wünschenswert. Ein typischer Ansatz hierzu ist es, den Motorgenerator größer zu machen. Eine solche Größenzunahme des Motorgenerators kann zu erhöhten Kosten und Gewicht des Hybridfahrzeugs führen. Daher ist es wünschenswert, die Leistungsfähigkeit des Hybridfahrzeugs zu verbessern, während eine Größenzunahme des Motorgenerators vermieden wird.
Im Folgenden werden einige Ausführungen der Offenbarung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Übrigens ist die folgende Beschreibung auf illustrative Beispiele der Erfindung gerichtet und soll nicht so verstanden werden, dass sie die Erfindung einschränkt. Faktoren einschließlich, ohne Einschränkung numerischer Werte, Formen, Materialien, Komponenten, Positionen der Komponenten, und wie die Komponenten miteinander verbunden sind, sind nur illustrativ und sollen nicht so verstanden werden, dass sie die Offenbarung einschränken. Ferner sind in den folgenden Ausführungsbeispielen Elemente, die nicht im allgemeinsten unabhängigen Anspruch der Erfindung genannt sind, optional und können nach Bedarf vorgesehen werden. Die Zeichnungen sind schematisch und brauchen nicht maßstabsgetreu zu sein. In der gesamten vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Elemente mit im Wesentlichen der gleichen Funktion und Konfiguration mit den gleichen Zahlen bezeichnet, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
(Konfiguration des Antriebsstrangs)
1 illustriert eine beispielhafte Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 11, das eine Fahrzeugantriebsvorrichtung 10 gemäß einer Ausführung der Erfindung enthält. Wie in 1 dargestellt, ist die Fahrzeugantriebsvorrichtung 10, die einen Antriebsstrang 12 und andere Elemente enthält, an dem Hybridfahrzeug 11 angebracht. Der Antriebsstrang 12 enthält einen Verbrennungsmotor 13, einen Motorgenerator 14 und einen Getriebemechanismus 15. Eine Hinterradausgangswelle 16 in dem Antriebsstrang 12 ist mit Hinterrädern 19r über eine Kardanwelle 17 und einen hinteren Differentialmechanismus 18 verbunden. Darüber hinaus enthält der Antriebsstrang 12 ferner einen vorderen Differentialmechanismus 20. Der vordere Differentialmechanismus 20 ist mit den Vorderrädern 19f verbunden. Der dargestellte Antriebsstrang 12 ist ein Allradantrieb-Antriebsstrang, der sowohl die Vorderräder 19f als auch die Hinterräder 19r antreibt, ist aber darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann der Antriebsstrang 12 ein Vorderradantriebs-Antriebsstrang sein, der nur die Vorderräder 19f antreibt, oder kann ein Hinterradantriebs-Antriebsstrang sein, der nur die Hinterräder 19r antreibt.
2 illustriert eine beispielhafte Konfiguration des Antriebsstrangs 12. Wie in 2 dargestellt, enthält der Antriebsstrang 12 den Verbrennungsmotor 13, den Motorgenerator 14, den Getriebemechanismus 15, einen Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 sowie einen Mitteldifferentialmechanismus 22. Eine Kurbelwelle 23 in dem Verbrennungsmotor 13 ist mit einem Drehmomentwandler 24 verbunden. Eine Turbinenwelle 25 in dem Drehmomentwandler 24 ist mit einem Rotor 14r in dem Motorgenerator 14 über einen ersten Zahnradzug 31 und eine Verbrennungsmotorkupplung 26 verbunden. Der Rotor 14r in dem Motorgenerator 14 ist mit einer Getriebeeingangswelle 27 im Getriebemechanismus 15 über einen zweiten Zahnradzug 32 verbunden. Der dargestellte Getriebemechanismus 15 ist ein Automatikgetriebemechanismus, der mehrere Planetenradzüge 40, eine Kupplung 41 und eine Bremse 42 enthält, ist aber darauf nicht beschränkt. Der Getriebemechanismus 15 kann auch ein anderer Getriebemechanismus sein wie etwa ein stufenlos verstellbarer Getriebemechanismus, der ein Riemenscheibenpaar enthält.
Eine Getriebeausgangswelle 43 des Getriebemechanismus 15 ist mit dem Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 verbunden, der einen Planetenradzug 44, eine Vorwärtskupplung 45 und eine Rückwärtsbremse 46 enthält. Eine Vorwärts/Rückwärts-Ausgangswelle 47 in dem Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 ist mit dem Mitteldifferentialmechanismus 22 verbunden, der einen Komposit-Planetenradzug 48 und eine Differentialbegrenzungskupplung 49 enthält. Eine Hohlwelle 51 ist auf einem Differentialträger 50 in dem Mitteldifferentialmechanismus 22 angeordnet. Die Hohlwelle 51 ist mit einer Vorderrad-Ausgangswelle 53 über einen Übertragungsradzug 52 verbunden. Ein Ritzel 54 ist an einem Ende der Vorderrad-Ausgangswelle 53 angeordnet. Das Ritzel 54 steht mit einem Kegelrad 55 in dem vorderen Differentialmechanismus 20 in Eingriff. Darüber hinaus ist eine vordere Welle 56, die sich von dem vorderen Differentialmechanismus 20 erstreckt, mit den Vorderrädern 19f verbunden. Das Ritzel 54 und das Kegelrad 55, die miteinander in Eingriff stehen, dienen als Spiralkegelrad, das gekrümmte Zähne hat, oder als Hypoid (eingetragene Handelsmarke)-Rad. Die Hinterrad-Ausgangswelle 16 in dem Mitteldifferentialmechanismus 22 ist mit den Hinterrädern 19r über die Kardanwelle 17 und den hinteren Differentialmechanismus 18 verbunden, wie in der oben beschriebenen 1 dargestellt.
3 illustriert schematisch eine Konfiguration der Fahrzeugantriebsvorrichtung 10. Wie in 3 dargestellt, sind der Verbrennungsmotor 13 und der Mitteldifferentialmechanismus 22 über einen Kraftübertragungsweg 60 miteinander verbunden. Der Kraftübertragungsweg 60 enthält die Drehmomentwandler 24, den ersten Zahnradzug 31, die Verbrennungsmotorkupplung 26, den Motorgenerator 14, den zweiten Zahnradzug 32, den Getriebemechanismus 15, den Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 und andere Elemente. Der Mitteldifferentialmechanismus 22 und die Vorderräder 19f sind über einen Kraftübertragungsweg 61 miteinander verbunden. Der Kraftübertragungsweg 61 enthält den Übertragungsradzug 52, die Vorderrad-Ausgangswelle 53, den vorderen Differentialmechanismus 20 und andere Elemente. Darüber hinaus sind der Mitteldifferentialmechanismus 22 und die Hinterräder 19r über einen Kraftübertragungsweg 62 miteinander verbunden. Der Kraftübertragungsweg 62 enthält die Kardanwelle 17, den hinteren Differentialmechanismus 18 und andere Elemente.
In anderen Worten, der Verbrennungsmotor 13 und die Vorderräder 19f sind über einen Kraftübertragungsweg 70 miteinander verbunden, und der Kraftübertragungsweg 70 enthält die Kraftübertragungswege 60 und 61. In einer Ausführung können die Vorderräder 19f als „Räder“ dienen. Der Getriebemechanismus 15 liegt auf dem Kraftübertragungsweg 70. Der Kraftübertragungsweg 70 enthält einen Weg 70a, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der Motorgenerator 14 liegt auf dem Weg 70a. Der Kraftübertragungsweg 70 enthält einen Weg 70b, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und der erste Zahnradzug 31 liegt auf dem Weg 70b. Der Kraftübertragungsweg 70 enthält einen Weg 70c, der den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der zweite Zahnradzug 32 liegt auf dem Weg 70c. Darüber hinaus enthält der Kraftübertragungsweg 70 einen Weg 70d, der den ersten Zahnradzug 31 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und die Verbrennungsmotorkupplung 26 liegt auf dem Weg 70d. In einer Ausführung kann die Verbrennungsmotorkupplung 26 als „Kupplungsmechanismus“ dienen. Der Kraftübertragungsweg 70 enthält einen Weg 70e, der den Getriebemechanismus 15 mit den Vorderrädern 19f verbindet, und der vordere Differentialmechanismus 20 liegt auf dem Weg 70e. In einer Ausführung kann der vordere Differentialmechanismus 20 als „Differentialmechanismus“ dienen.
Ähnlich sind der Verbrennungsmotor 13 und die Hinterräder 19r über einen Kraftübertragungsweg 71 miteinander verbunden, und der Kraftübertragungsweg 71 enthält die Kraftübertragungswege 60 und 62. In einer Ausführung können die Hinterräder 19r als „Räder“ dienen. Der Getriebemechanismus 15 liegt auf dem Kraftübertragungsweg 71. Der Kraftübertragungsweg 71 enthält einen Weg 71a, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der Motorgenerator 14 liegt auf dem Weg 71a. Der Kraftübertragungsweg 71 enthält einen Weg 71b, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und der erste Zahnradzug 31 liegt auf dem Weg 71b. Der Kraftübertragungsweg 71 enthält einen Weg 71c, der den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der zweite Zahnradzug 32 liegt auf dem Weg 71c. Darüber hinaus enthält der Kraftübertragungsweg 71 einen Weg 71d, der den ersten Zahnradzug 31 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und die Verbrennungsmotorkupplung 26 liegt auf dem Weg 71d.
Der erste Zahnradzug 31 auf den Wegen 70b und 71b, die den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbinden, enthält ein erstes im Durchmesser kleines Zahnrad 31a, das mit dem Motorgenerator 14 über die Verbrennungsmotorkupplung 26 verbunden ist, und ein erstes im Durchmesser großes Zahnrad 31b, das mit dem Verbrennungsmotor 13 über den Drehmomentwandler 24 verbunden ist. In einer Ausführung kann der erste Zahnradzug 31 als „erster Kraftübertragungsmechanismus“ dienen, kann das erste im Durchmesser kleine Zahnrad 31a als „erster im Durchmesser kleiner Rotor“ dienen, und kann das erste im Durchmesser große Zahnrad 31b als „erster im Durchmesser großer Rotor“ dienen. Das erste im Durchmesser kleine Zahnrad 31a und das erste im Durchmesser große Zahnrad 31b, die den ersten Zahnradzug 31 darstellen, stehen miteinander in Eingriff, und der Verbrennungsmotor 13 und der Motorgenerator 14 sind über den ersten Zahnradzug 31 miteinander verbunden. Weil Zähnezahl des ersten im Durchmesser großen Zahnrads 31b größer ist als jene des ersten im Durchmesser kleinen Zahnrads 31a, ist die Drehzahl des Motorgenerators 14 (nachfolgend als Motorgenerator-UpM bezeichnet) höher als die Drehzahl des Verbrennungsmotors 13 (nachfolgend als Verbrennungsmotor-UpM bezeichnet). Zum Beispiel kann das Übersetzungsverhältnis des ersten Zahnradzugs 31 auf 0,5 gelegt sein.
Der zweite Zahnradzug 32 auf den Wegen, die den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbinden, enthält ein zweites im Durchmesser kleines Zahnrad 32a, das mit dem Rotor 14r des Motorgenerators 14 verbunden ist, und ein zweites im Durchmesser großes Zahnrad 32b, das mit der Getriebeeingangswelle 27 in dem Getriebemechanismus 15 verbunden ist. In einer Ausführung kann der zweite Zahnradzug 32 als „zweiter Kraftübertragungsmechanismus“ dienen, kann das zweite im Durchmesser kleine Zahnrad 32a als „zweiter im Durchmesser kleiner Rotor“ dienen, und kann das zweite im Durchmesser große Zahnrad 32b als „zweiter im Durchmesser großer Rotor“ dienen. Das zweite im Durchmesser kleine Zahnrad 32a und das zweite im Durchmesser große Zahnrad 32b, die den zweiten Zahnradzug 32 darstellen, stehen miteinander in Eingriff, und der Motorgenerator 14 und der Getriebemechanismus 15 sind über den zweiten Zahnradzug 32 miteinander verbunden. Weil die Zähnezahl des zweiten im Durchmesser großen Zahnrads 32b größer ist als jene des zweiten im Durchmesser kleinen Zahnrads 32a, ist die Motorgenerator-UpM höher als die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 27 (nachfolgend als Getriebeeingangs-UpM bezeichnet). Zum Beispiel kann das Übersetzungsverhältnis des zweiten Zahnradzugs 32 auf 2,0 gelegt sein.
[Steuerung des Verbrennungsmotors]
4 illustriert ein Beispiel des Antriebsstrangs 12 und des in der Fahrzeugantriebsvorrichtung 10 enthaltenen Steuersystems 80. Wie in 4 dargestellt, ist eine Drosselklappe 82, die zum Einstellen der Einlassluftmenge konfiguriert ist, an einem Einlasskrümmer 81 des Verbrennungsmotors 13 angeordnet. Ein Injektor 83, der zum Injizieren von Kraftstoff in eine Einlassöffnung oder einen Zylinder konfiguriert ist, ist an dem Verbrennungsmotor 13 angeordnet, und eine Zündvorrichtung 84, die einen Zünder, eine Zündkerze und andere Elemente enthält, ist an dem Verbrennungsmotor 13 angeordnet. Darüber hinaus ist an dem Verbrennungsmotor 13 ein Startermotor 85 angeordnet, der konfiguriert ist, um die Kurbelwelle 23 durch den Drehmomentwandler 24 zu starten und anzudrehen. Eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit CU1, die eine elektronische Steuereinheit ist, ist mit der Drosselklappe 82, dem Injektor 83, der Zündvorrichtung 84, dem Startermotor 85 und anderen Elementen verbunden, um den Betriebszustand des Motors 13 zu steuern.
[Öldrucksteuerung]
Wie in 4 dargestellt, ist eine Ventileinheit 86, die mehrere elektromagnetische Ventile, Ölkanäle und andere Elemente enthält, an dem Antriebsstrang 12 angeordnet, um die Verbrennungsmotorkupplung 26, den Getriebemechanismus 15 und andere Elemente in dem Antriebsstrang 12 zu steuern. Eine Ölpumpe 87, die von dem Verbrennungsmotor 13 und der Getriebeeingangswelle 27 angetrieben sein kann, ist an dem Antriebsstrang 12 angeordnet, und eine Ölpumpe 89, die von einem Elektromotor 88 angetrieben werden kann, ist an dem Antriebsstrang 12 angeordnet. Ziel, Druck und andere Faktoren von Hydraulikfluid, das von den Ölpumpen 87 und 89 abgegeben wird, werden von der Ventileinheit 86 gesteuert, und das Hydraulikfluid wird der Verbrennungsmotorkupplung 26, dem Getriebemechanismus 15 und anderen Elementen zugeführt. Eine Getriebesteuereinheit CU2, die eine elektronische Steuereinheit ist, ist mit der Ventileinheit 86 und dem Elektromotor 88 verbunden, um den Aktionszustand des Antriebsstrangs 12 mittels der Ventileinheit 86 zu steuern und um den Aktionszustand der Ölpumpe 89 mittels des Elektromotors 88 zu steuern.
Wie in 2 dargestellt, ist die Ölpumpe 87 mit einem Pumpenmantel 91 des Drehmomentwandlers 24 über einen Kettenmechanismus 90 verbunden, der eine Einwegkupplung enthält. Die Ölpumpe 87 ist mit der Getriebeeingangswelle 27 über einen Kettenmechanismus 92 verbunden, der eine Einwegkupplung enthält. Wenn der Verbrennungsmotor 13 im arbeitenden Zustand ist, wird eine Antriebskraft von dem Pumpenmantel 91 durch den Kettenmechanismus 90 auf die Ölpumpe 87 übertragen. Auch wenn der Verbrennungsmotor 13 inaktiv ist, wird, wenn sich die Getriebeeingangswelle 27 dreht, die Antriebskraft von der Getriebeeingangswelle 27 durch den Kettenmechanismus 92 auf die Ölpumpe 87 übertragen.
[Batteriesteuerung]
Wie in 4 dargestellt, ist der Motorgenerator 14 über einen Inverter 93 mit einem Batteriemodul 94 verbunden. Das Batteriemodul 94 enthält mehrere Batteriezellen 96, welche eine Batterie 95 wie etwa eine Lithium-Ionen-Batterie darstellen. Darüber hinaus ist ein Hauptrelais 97, das zum Öffnen oder Schließen einer Anregungsleitung konfiguriert ist, an dem Batteriemodul 94 angeordnet, und ein Batteriesensor 98, der zum Detektieren eines Lade- oder Entladestroms, einer Klemmenspannung, einer Temperatur und anderer Elemente der Batterie 95 konfiguriert ist, ist an dem Batteriemodul 94 angeordnet. Das Batteriemodul 94 ist mit einer Batteriesteuereinheit CU3 verbunden, die eine elektronische Steuereinheit ist. Die Batteriesteuereinheit CU3 hat die Funktionen, das Laden oder Entladen der Batterie 95 zu überwachen und das Hauptrelais 97 und andere Elemente zu steuern. Die Batteriesteuereinheit CU3 hat die Funktion, den Ladezustand (SOC), der den Ladezustand der Batterie 95 angibt, basierend auf dem Lade- oder Entladestrom, der Klemmenspannung und anderer Faktoren zu berechnen, die von dem Batteriesensor 98 detektiert werden. Der SOC der Batterie 95 ist der Prozentsatz, der die Elektrizitätsmenge angibt, die in der Batterie 95 verbleibt, und der Prozentsatz der gespeicherten Elektrizitätsmenge zur vollgeladenen Kapazität der Batterie 95.
[Motorsteuerung]
Wie in 4 dargestellt, ist der Inverter 93, der mit einem Stator 14s im Motorgenerator 14 verbunden ist, mit einer Motorsteuereinheit CU4 verbunden, die eine elektronische Steuereinheit ist. Die Motorsteuereinheit CU4 steuert den Aktionszustand des Motorgenerators 14 durch Steuern des Inverters 93 einschließlich einer Mehrzahl von Schaltelementen und anderer Elemente. Wenn der Motorgenerator 14 gesteuert wird, um in einem Stromfahrzustand zu arbeiten, wird Gleichstromenergie von der Batterie 95 mit dem Inverter 93 in Wechselstromenergie umgewandelt, die dem Stator 14s zugeführt wird. Wenn der Motorgenerator 14 gesteuert wird, um in einem Stromerzeugungs-Zustand zu arbeiten, wird eine Wechselstromenergie von dem Stator 14s mit dem Inverter 93 in Gleichstromenergie umgewandelt, die der Batterie 95 zugeführt wird.
[Steuersystem]
Wie in 4 dargestellt, enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung 10 das Steuersystem 80, das die mehreren elektronischen Steuereinheiten enthält, um den Antriebsstrang 12 zu steuern. Beispiele der elektronischen Steuereinheiten, die in dem Steuersystem 80 enthalten sind, sind die oben beschriebene Verbrennungsmotor-Steuereinheit CU1, die Getriebesteuereinheit CU2, die Batteriesteuereinheit CU3 und die Motorsteuereinheit CU4. Ein anderes Beispiel der in dem Steuersystem 80 enthaltenen elektronischen Steuereinheit ist eine Fahrzeugsteuereinheit CU5, die konfiguriert ist, um ein Steuersignal an jede der Steuereinheiten CU1 bis CU4 auszugeben. Die Steuereinheiten CU1 bis CU5 sind über eine bordeigenes Netzwerk 100 miteinander verbunden, wie etwa ein Controller Area Network (CAN) und können miteinander kommunizieren.
Die Fahrzeugsteuereinheit CU5 setzt eine Soll-Arbeit für den Antriebsstrang 12 basierend auf Information, die sie von den Steuereinheiten CU1 bis CU4 und den nachfolgend beschriebenen verschiedenen Sensoren empfängt. Die Fahrzeugsteuereinheit CU5 erzeugt Steuersignale entsprechend der Soll-Arbeit für den Antriebsstrang 12 und gibt die Steuersignale an die Steuereinheiten aus. Beispiele der mit der Fahrzeugsteuereinheit CU5 verbundenen Sensoren sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 101, der konfiguriert ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit als Fahrgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs 11 zu detektieren, ein Gaspedalsensor 102, der konfiguriert ist, um einen Betätigungsbetrag eines Gaspedals zu detektieren, sowie ein Bremssensor 103, der konfiguriert ist, um den Betätigungsbetrag eines Bremspedals zu detektieren. Die Fahrzeugsteuereinheit CU5 ist mit einem Startschalter 104 verbunden, der von einem Fahrer betätigbar ist, um das Steuersystem 80 zu aktivieren.
5 illustriert schematisch eine Grundstruktur jeder der Steuereinheiten CU1 bis CU5. Wie in 5 dargestellt, enthält jede der Steuereinheiten CU1 bis CU5 einen Mikro-Controller 112, der einen Prozessor 110, einen Speicher 111 und andere Elemente enthält. Der Speicher 111 speichert vorbestimmte Programme, und ein Satz von Instruktionen für die Programme ist von dem Prozessor 110 ausführbar. Der Prozessor 110 und der Speicher 111 sind miteinander verbunden und können miteinander kommunizieren. Im dargestellten Beispiel enthält der Mikro-Controller 112 einen einzelnen Prozessor 110 und einen einzelnen Speicher 111. Er ist aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Mikro-Controller 112 kann auch mehrere Prozessoren 110 enthalten. Der Mikro-Controller 112 kann auch mehrere Speicher 111 enthalten.
Jede der Steuereinheiten CU1 bis CU5 enthält eine Eingabewandlerschaltung 113, eine Treiberschaltung 114, eine Kommunikationsschaltung 115, einen externen Speicher 116, ein Stromversorgungsschaltung 117 und andere Elemente. Die Eingabewandlerschaltung 113 wandelt die von verschiedenen Sensoren empfangenen Signale in Signale um, die in den Mikro-Controller 112 eingegeben werden können. Die Treiberschaltung 114 erzeugt ein Treibersignal zu einem Aktuator wie etwa der oben beschriebenen Ventileinheit 86 oder dergleichen basierend auf einem von dem Mikro-Controller 112 ausgegebenen Signal. Die Kommunikationsschaltung 115 wandelt ein von dem Mikro-Controller 112 ausgegebenes Signal in ein Kommunikationssignal für eine andere Steuereinheit um. Die Kommunikationsschaltung 115 wandelt ein von einer anderen Steuereinheit empfangenes Kommunikationssignal in ein Signal um, das in den Mikro-Controller 112 eingegeben werden kann. Darüber hinaus führt die Stromversorgungsschaltung 117 eine stabile Stromversorgungsspannung dem Mikro-Controller 112, der Eingabewandlerschaltung 113, der Treiberschaltung 114, der Kommunikationsschaltung 115, dem externen Speicher 116 und anderen Elementen zu. Der externe Speicher 116, wie etwa ein nichtflüchtiger Speicher, speichert Daten, die auch im nichtangeregten Zustand verbleiben.
[Fahrmodus]
6 ist ein Fahrmodus-Kennfeld, das ein Beispiel von Ausführungsbereichen für einen Elektrofahrzeug (EV)-Modus und einen Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV)-Modus darstellt. 7 illustriert einen Ausführungsstatus im EV-Modus, und 8 illustriert einen Ausführungsstatus im HEV-Modus. 9 illustriert eine Fahrzeugbeschleunigung im EV-Modus. 10 illustriert einen hocheffizienten Betriebsbereich für den Motorgenerator 14.
Das Steuersystem 80 hat, als den Fahrmodus, den EV-Modus und den HEV-Modus. Der EV-Modus ist ein Fahrmodus, in dem der Verbrennungsmotor 13 inaktiv ist und der Motorgenerator 14 aktiv ist. Der HEV-Modus ist ein Fahrmodus, in dem der Verbrennungsmotor 13 und der Motorgenerator 14 aktiv sind. Wie in der Darstellung von 6, ist in dem Fahrmodus-Kennfeld eine Grenzlinie L1 zwischen dem Ausführungsbereich für den EV-Modus und jenem für den HEV-Modus gelegt. Die in 6 dargestellte angeforderte Antriebskraft ist die vom Antriebsstrang 12 angeforderte Antriebskraft. Zum Beispiel kann das Steuersystem 80 die angeforderte Antriebskraft basierend auf einem Gaspedal-Stellungsgrad setzen, der der Betätigungsbetrag des Gaspedals ist. Das heißt, die angeforderte Antriebskraft nimmt mit zunehmendem Gaspedal-Stellungsgrad zu, wohingegen die angeforderte Antriebskraft mit abnehmendem Gaspedal-Stellungsgrad abnimmt.
Wenn, wie in 6 dargestellt, der Betriebsbereich basierend auf der angeforderten Antriebskraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit im EV-Bereich liegt, der unter der Grenzlinie L1 liegt, wird von dem Steuersystem 80 der EV-Modus ausgewählt. Wenn, wie in 7 dargestellt, der EV-Modus gewählt ist, steuert das Steuersystem 80 die Verbrennungsmotorkupplung 26 in einen ausgerückten Zustand, steuert den Verbrennungsmotor 13 in einen stillstehenden Zustand und steuert den Motorgenerator 14 so, dass er im Strom-Fahrzustand arbeitet. Somit kann, wie mit dem Pfeil X1 in 7 angegeben, ein Strom-Fahrdrehmoment von dem Motorgenerator 14 (nachfolgend als Motordrehmoment bezeichnet) auf die Vorder- und Hinterräder 19f und 19r übertragen werden und ist das Hybridfahrzeug 11 in der Lage, mittels des Motorgenerators 14 zu fahren. Wenn die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeugs 11 abnimmt, wird der Motorgenerator 14 so gesteuert, dass er in einem regenerativen Stromerzeugungszustand arbeitet, worin die kinetische Energie des Hybridfahrzeugs 11 in elektrische Energie umgewandelt wird, welche in der Batterie 95 gespeichert wird.
Hier sind der Motorgenerator 14 und der Getriebemechanismus 15 über den zweiten Zahnradzug 32 miteinander verbunden. Weil somit das Motordrehmoment durch den zweiten Zahnradzug 32 erhöht werden kann, kann die Beschleunigungsleistung, das heißt, die Leistungsfähigkeit im EV-Modus, verbessert werden, während eine Größenzunahme des Motorgenerators 14 vermieden wird. In anderen Worten kann, wie in 9 mit der durchgehenden Linie L2 angegeben, die Fahrzeugbeschleunigung im Langsamfahrbereich drastisch erhöht werden. Eine unterbrochene Linie L3 in 9 ergibt die Fahrzeugbeschleunigung eines Hybridfahrzeugs an, in dem der Motorgenerator 14 und der Getriebemechanismus 15 direkt miteinander verbunden sind, das heißt, die Fahrzeugbeschleunigung eines Hybridfahrzeugs, das den zweiten Zahnradzug 32 nicht enthält.
Weil der Motorgenerator 14 und der Getriebemechanismus 15 über den zweiten Zahnradzug 32 miteinander verbunden sind, kann die Motorgenerator-UpM ab dem Langsamfahrbereich erhöht werden. Hier ist, wie in 10 mit der Schraffierung angegeben, die energetische Effizienz des Motorgenerators 14 im Hochdrehzahlbereich α höher als jene im Niederdrehzahlbereich. Das heißt, wenn die Motorgenerator-UpM mittels des zweiten Zahnradzugs 32 erhöht wird, kann der Motorgenerator 14 ab dem Langsamfahrbereich so gesteuert werden, während er nahe dem Hochdrehzahlbereich α liegt. Somit kann die energetische Effizienz des Motorgenerators 14 verbessert werden und kann die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs 11 verbessert werden.
Wenn, wie in 6 dargestellt, der Betriebsbereich basierend auf der angeforderten Antriebskraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit im HEV-Bereich liegt, der über der Grenzlinie L1 liegt, wird von dem Steuersystem 80 der HEV-Modus gewählt. Wenn, wie in 8 dargestellt, der HEV-Modus gewählt ist, steuert das Steuersystem 80 die Verbrennungsmotorkupplung 26 an, um im eingerückten Zustand zu arbeiten, steuert den Verbrennungsmotor 13, um im Arbeitszustand zu arbeiten, und steuert den Motorgenerator 14, um im Stromfahrzustand zu arbeiten. Somit kann, wie in 8 mit dem Pfeil X1 und dem Pfeil X2 angegeben, ein Verbrennungsmotor-Drehmoment und das Motorgenerator-Drehmoment auf die Vorder- und Hinterräder 19f und 19r übertragen werden und wird das Hybridfahrzeug 11 in die Lage versetzt, mittels des Verbrennungsmotors 13 und des Motorgenerators 14 zu fahren. Wenn die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeugs 11 reduziert wird, wird der Motorgenerator 14 gesteuert, um in dem regenerativen Stromerzeugungszustand zu arbeiten, wobei die kinetische Energie des Hybridfahrzeugs 11 in elektrische Energie umgewandelt wird, welche in der Batterie 95 gespeichert wird.
Weil, wie oben beschrieben, der Motorgenerator 14 und der Getriebemechanismus 15 über den zweiten Zahnradzug 32 miteinander verbunden sind, kann die Motorgenerator-UpM auch ab dem Langsamfahrbereich im HEV-Modus erhöht werden, wie auch im Falle des EV-Modus. Das heißt, weil die Motorgenerator-UpM auch im HEV-Modus mit dem zweiten Zahnradzug 32 erhöht werden kann, kann der Motorgenerator 14 ab dem Langsamfahrbereich gesteuert werden, während er nahe dem Hochdrehzahlbereich α liegt. Somit kann die energetische Effizienz des Motorgenerators 14 verbessert werden und kann die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs 11 verbessert werden.
[Verbrennungsmotorstart im EV-Modus]
Wie in 6 mit Pfeil A angegeben, schaltet, während die angeforderte Antriebskraft und die Fahrzeuggeschwindigkeit über die Grenzlinie L1 im EV-Modus ansteigt, das Steuersystem 80 den Fahrmodus vom EV-Modus zum HEV-Modus, indem es den stillstehenden Verbrennungsmotor 13 startet. Hier illustriert 11 einen Verbrennungsmotorstartstatus im EV-Modus. Wenn, wie in 11 dargestellt, das Steuersystem 80 während der Fahrt im EV-Modus die Verbrennungsmotorkupplung 26 ansteuert, um im eingerückten Zustand zu arbeiten, wird das Elektromotor-Drehmoment von dem Motorgenerator 14 auf den Verbrennungsmotor 13 übertragen, wie mit Pfeil X3 angegeben, und wird der Verbrennungsmotor 13 durch das Motordrehmoment angedreht und gestartet. Hier sind der Verbrennungsmotor 13 und der Motorgenerator 14 über den ersten Zahnradzug 31 miteinander verbunden. Weil somit das Motordrehmoment durch den ersten Zahnradzug 31 erhöht werden kann, kann die Verbrennungsmotor-Startleistung im EV-Modus verbessert werden, während eine Größenzunahme des Motorgenerators 14 vermieden wird.
[Montage des Antriebsstrangs]
12 ist eine Schnittansicht entlang Linie XII-XII in 1 und illustriert schematisch den Antriebsstrang 12. Wie in 12 dargestellt, ist der Antriebsstrang 12 an dem Hybridfahrzeug 11 montiert, und ist der Antriebsstrang 12 in einem Bodentunnel 118 der Fahrzeugkarosserie aufgenommen. Weil der Verbrennungsmotor 13 und der Motorgenerator 14 über den ersten Zahnradzug 31 miteinander verbunden sind, ist eine Drehmittelachse C1 des Motorgenerators 14 in vertikaler Richtung über einer Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 positioniert. Somit kann der vordere Differentialmechanismus 20 unter dem Motorgenerator 14 angeordnet werden, so dass die konstruktive Flexibilität des Antriebsstrangs 12 vom Blickpunkt, die Montierbarkeit zu gewährleisten, erhöht werden kann.
Weil der Verbrennungsmotor 13 und der Motorgenerator 14 über den ersten Zahnradzug 31 miteinander verbunden sind, wie mit dem Bezugszeichen W1 angegeben, sind die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 und die Drehmittelachse C1 des Motorgenerators 14 in der Fahrzeugbreitenrichtung voneinander versetzt. Weil der Motorgenerator 14 in der Fahrzeugbreitenrichtung von dem Verbrennungsmotor 13 versetzt werden kann, kann der Motorgenerator 14 angeordnet werden, ohne sich mit dem Bodentunnel 118, einem Stromversorgungskabel und anderen Elementen zu stören. In dieser Hinsicht kann daher auch die konstruktive Flexibilität für den Antriebsstrang 12 verbessert werden.
Im in den 7, 12 und anderen Zeichnungen dargestellten Beispiel stimmen die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 und eine Drehmittelachse C3 des Getriebemechanismus 15 miteinander überein. Sie sind aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 und die Drehmittelachse C3 des Getriebemechanismus 15 können voneinander versetzt sein. Die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 ist eine Achse, die mit der Mittellinie der Kurbelwelle 23 zusammenfällt. Die Drehmittelachse C1 des Motorgenerators 14 ist eine Achse, die mit der Mittellinie des Rotors 14r zusammenfällt. Die Drehmittelachse C3 des Getriebemechanismus 15 ist eine Achse, die mit der Mittellinie der Getriebeeingangswelle 27 zusammenfällt.
[Andere Ausführungen der Fahrzeugantriebsvorrichtung]
Die Fahrzeugantriebsvorrichtung ist nicht auf die Fahrzeugantriebsvorrichtung 10 beschränkt, welche die in 2 dargestellte Struktur hat, und kann auch eine Fahrzeugantriebsvorrichtung mit einer anderen Struktur sein. Die 13 bis 16 illustrieren Fahrzeugantriebsvorrichtungen 120, 130, 140 und 150 gemäß anderen Ausführungen.
< Andere Ausführung 1 >
Wie in 13 dargestellt, enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung 120 den Verbrennungsmotor 13, den Motorgenerator 14 und den Getriebemechanismus 15. Der Verbrennungsmotor 13 und die Räder 121 sind über einen Kraftübertragungsweg 122 miteinander verbunden. Der Getriebemechanismus 15 liegt auf dem Kraftübertragungsweg 122. Der Kraftübertragungsweg 122 enthält einen Weg 122a, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der Motorgenerator 14 liegt auf dem Weg 122a. Der Kraftübertragungsweg 122 enthält einen Weg 122b, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und ein erster Kettenmechanismus 123 liegt auf dem Weg 122b. Der Kraftübertragungsweg 122 enthält einen Weg 122c, der den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und ein zweiter Kettenmechanismus 124 liegt auf dem Weg 122c. Darüber hinaus enthält die Kraftübertragungsweg 122 einen Weg 122d, der den ersten Kettenmechanismus 123 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und die Verbrennungsmotorkupplung 26 liegt auf dem Weg 122d.
Der erste Kettenmechanismus 123 auf dem den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindenden Weg enthält ein erstes im Durchmesser kleines Ritzel 123a, das über die Verbrennungsmotorkupplung 26 mit dem Motorgenerator 14 verbunden ist, sowie ein erstes im Durchmesser großes Ritzel 123b, das mit dem Verbrennungsmotor 13 über den Drehmomentwandler 24 verbunden ist. In einer Ausführung kann der erste Kettenmechanismus 123 als der „erste Kraftübertragungsmechanismus“ dienen, kann das erste im Durchmesser kleine Ritzel 123a als „erster im Durchmesser kleiner Rotor“ dienen, und kann das erste im Durchmesser große Ritzel 123b als der „erste im Durchmesser große Rotor“ dienen. Um das erste im Durchmesser kleine Ritzel 123a und das erste im Durchmesser große Ritzel 123b ist eine Kette 123c herumgelegt. Der Verbrennungsmotor 13 und der Motorgenerator 14 sind über den ersten Kettenmechanismus 123 miteinander verbunden. Weil die Zähnezahl des ersten im Durchmesser großen Ritzels 123b größer ist als jene des ersten im Durchmesser kleinen Ritzels 123a, ist die Motorgenerator-UpM höher als die Verbrennungsmotor-Upm.
Der zweiten Kettenmechanismus 124 auf dem den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindenden Weg enthält ein zweites im Durchmesser kleines Ritzel 124a, das mit dem Rotor 14r in dem Motorgenerator 14 verbunden ist, und ein zweites im Durchmesser großes Ritzel 124b, das mit der Getriebeeingangswelle 27 des Getriebemechanismus 15 verbunden ist. In einer Ausführung kann der zweiten Kettenmechanismus 124 als der „zweiten Kraftübertragungsmechanismus“ dienen, kann das zweite im Durchmesser kleine Ritzel 124a als der „zweite im Durchmesser kleine Rotor“ dienen, und kann das zweite im Durchmesser große Ritzel 124b als der „zweite im Durchmesser große Rotor“ dienen. Um das zweite im Durchmesser kleine Ritzel 124a und das zweite im Durchmesser große Ritzel 124b ist eine Kette 124c herumgelegt. Der Motorgenerator 14 und der Getriebemechanismus 15 sind über den zweiten Getriebemechanismus 124 miteinander verbunden. Weil die Zähnezahl des zweiten im Durchmesser großen Ritzels 124b größer ist als jene des zweiten im Durchmesser kleinen Ritzels 124a, ist die Motorgenerator-UpM höher als die Getriebeeingangs-UpM.
Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 120, die die ersten und zweiten Kettenmechanismen 123 und 124 enthält, kann so ähnlich funktionieren wie die oben beschriebene Fahrzeugantriebsvorrichtung 10. Das heißt, die Antriebsleistung des Hybridfahrzeugs 11 kann verbessert werden, ohne die Größe des Motorgenerators 14 zu erhöhen. Darüber hinaus kann die Verbrennungsmotor-Startleistung verbessert werden, ohne die Größe des Motorgenerators 14 zu erhöhen. Darüber hinaus können die Drehmittelachse C1 des Motorgenerators 14 und die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 voneinander versetzt werden und kann die konstruktive Flexibilität der Fahrzeugantriebsvorrichtung 120 erhöht werden.
< Andere Ausführung 2 >
Wie in 14 dargestellt, enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung 130 den Verbrennungsmotor 13, den Motorgenerator 14 und den Getriebemechanismus 15. Der Verbrennungsmotor 13 und Räder 131 sind über den Kraftübertragungsweg 132 miteinander verbunden. Der Getriebemechanismus 15 liegt auf dem Kraftübertragungsweg 132. Der Kraftübertragungsweg 132 enthält einen Weg 132a, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der Motorgenerator 14 liegt auf dem Weg 132a. Der Kraftübertragungsweg 132 enthält einen Weg 132b, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und der erste Zahnradzug 31 liegt auf dem Weg 132b. Der Kraftübertragungsweg 132 enthält einen Weg 132c, der den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der zweite Zahnradzug 32 liegt auf dem Weg 132c. Darüber hinaus enthält der Kraftübertragungsweg 132 einen Weg 132d, der den ersten Zahnradzug 31 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und die Verbrennungsmotorkupplung 26 liegt auf dem Weg 132d. Der Kraftübertragungsweg 132 enthält einen Weg 132e, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem ersten Zahnradzug 31 verbindet, und ein Dämpfermechanismus 133 liegt auf dem Weg 132e. Der Dämpfermechanismus 133 enthält eine erste Scheibe 134, die mit der Kurbelwelle 23 verbunden ist, eine zweite Scheibe 135, die mit dem ersten im Durchmesser großen Zahnrad 31b verbunden ist, sowie eine Feder 136, die zwischen den Scheiben 134 und 135 angebracht ist.
Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 130, die den Dämpfermechanismus 133 anstelle des Drehmomentwandlers 24 enthält, kann so ähnlich funktionieren wie die oben beschriebene Fahrzeugantriebsvorrichtung 10. Das heißt, die Antriebsleistung des Hybridfahrzeugs 11 kann verbessert werden, ohne die Abmessung des Motorgenerators 14 zu vergrößern. Darüber hinaus kann die Verbrennungsmotor-Startleistung verbessert werden, ohne die Abmessung des Motorgenerators 14 zu vergrößern. Darüber hinaus können die Drehmittelachse C1 des Motorgenerators 14 und die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 voneinander versetzt werden und kann die konstruktive Flexibilität der Fahrzeugantriebsvorrichtung 130 verbessert werden. In der Fahrzeugantriebsvorrichtung 130, die den Dämpfermechanismus 133 anstelle des Drehmomentwandlers 24 enthält, kann der Verbrennungsmotor 13 gestartet werden, ohne den Startermotor 85 zu verwenden. Das heißt, auch wenn das Fahrzeug steht, kann der Verbrennungsmotor 13 mittels des Motorgenerators 14 angedreht und gestartet werden, indem die Verbrennungsmotorkupplung 26 so gesteuert wird, dass sie im eingerückten Zustand arbeitet, und der Motorgenerator 14 so gesteuert wird, dass er im Stromfahrzustand arbeitet. Wenn der Verbrennungsmotor 13 mittels des Motorgenerators 14 gestartet wird, während das Fahrzeug steht, sind die Vorwärtskupplung 45 und die Rückwärtsbremse 46 im oben beschriebenen Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 ausgerückt.
< Andere Ausführung 3 >
Wie in 15 dargestellt, enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung 140 den Verbrennungsmotor 13, den Motorgenerator 14 und den Getriebemechanismus 15. Der Verbrennungsmotor 13 und die Räder 141 sind über einen Kraftübertragungsweg 142 miteinander verbunden. Der Getriebemechanismus 15 liegt auf dem Kraftübertragungsweg 142. Der Kraftübertragungsweg 142 enthält einen Weg 142a, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der Motorgenerator 14 liegt auf dem Weg 142a. Der Kraftübertragungsweg 142 enthält einen Weg 142b, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und der erste Zahnradzug 31 liegt auf der Weg 142b. Der Kraftübertragungsweg 142 enthält einen Weg 142c, der den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der zweite Zahnradzug 32 liegt auf dem Weg 142c. Darüber hinaus enthält der Kraftübertragungsweg 142 einen Weg 142d, der den ersten Zahnradzug 31 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und eine erste Verbrennungsmotorkupplung (Kupplungsmechanismus) 143 liegt auf dem Weg 142d. In einer Ausführung kann die erste Verbrennungsmotorkupplung 143 als der „Kupplungsmechanismus“ dienen. Der Kraftübertragungsweg 142 enthält einen Weg 142e, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem ersten Zahnradzug 31 verbindet, und eine zweite Verbrennungsmotorkupplung 144 liegt auf dem Weg 142e. Der Kraftübertragungsweg 142 enthält einen Weg 142f, der den Verbrennungsmotor 13 mit der zweiten Verbrennungsmotorkupplung 144 verbindet, und der Dämpfermechanismus 133 liegt auf dem Weg 142f.
Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 140, die die mehreren Verbrennungsmotorkupplungen 143 und 144 enthält, kann so ähnlich funktionieren wie die oben beschriebene Fahrzeugantriebsvorrichtung 10. Das heißt, die Antriebsleistung des Hybridfahrzeugs 11 kann verbessert werden, ohne die Abmessung des Motorgenerators 14 zu vergrößern. Darüber hinaus kann die Verbrennungsmotor-Startleistung verbessert werden, ohne die Abmessung des Motorgenerators 14 zu vergrößern. Darüber hinaus können die Drehmittelachse C1 des Motorgenerators 14 und die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 voneinander versetzt sein und kann die konstruktive Flexibilität des Fahrzeugantriebsvorrichtung 140 verbessert werden. Weil darüber hinaus die mehreren Verbrennungsmotorkupplungen 143 und 144 angeordnet sind, kann die auf jede der Verbrennungsmotorkupplungen 143 und 144 wirkende Last reduziert werden und kann die Haltbarkeit der Fahrzeugantriebsvorrichtung 140 erhöht werden.
< Andere Ausführung 4 >
Im in 1 dargestellten Beispiel ist die Fahrzeugantriebsvorrichtung 10 an dem Hybridfahrzeug 11 längs angebracht. Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Fahrzeugantriebsvorrichtung kann auch quer an dem Hybridfahrzeug 11 angebracht sein.
Wie in 16 dargestellt, enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung 150 den Verbrennungsmotor 13, den Motorgenerator 14 und den Getriebemechanismus 15. Der Verbrennungsmotor 13 und die Räder 151 sind über einen Kraftübertragungsweg 152 miteinander verbunden. Der Getriebemechanismus 15 liegt auf dem Kraftübertragungsweg 152. Der Kraftübertragungsweg 152 enthält einen Weg 152a, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der Motorgenerator 14 liegt auf dem Weg 152a. Der Kraftübertragungsweg 152 enthält einen Weg 152b, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und der erste Zahnradzug 31 liegt auf dem Weg 152b. Der Kraftübertragungsweg 152 enthält einen Weg 152c, der den Motorgenerator 14 mit dem Getriebemechanismus 15 verbindet, und der zweite Zahnradzug 32 liegt auf dem Weg 152c. Darüber hinaus enthält der Kraftübertragungsweg 152 einen Weg 152d, der den ersten Zahnradzug 31 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, und die Verbrennungsmotorkupplung 26 liegt auf dem Weg 152d. Der Kraftübertragungsweg 152 enthält einen Weg 152e, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem ersten Zahnradzug 31 verbindet, und der Drehmomentwandler 24 liegt auf dem Weg 152e.
Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 150, die an dem Hybridfahrzeug 11 quer angebracht ist, kann so ähnlich funktionieren wie die oben beschriebene Fahrzeugantriebsvorrichtung 10. Das heißt, die Antriebsleistung des Hybridfahrzeugs 11 kann verbessert werden, ohne die Abmessung des Motorgenerators 14 zu vergrößern. Darüber hinaus kann die Verbrennungsmotor-Startleistung verbessert werden, ohne die Abmessung des Motorgenerators 14 zu vergrößern. Darüber hinaus können die Drehmittelachse C1 des Motorgenerators 14 und die Drehmittelachse C2 des Verbrennungsmotors 13 voneinander versetzt sein und kann die konstruktive Flexibilität der Fahrzeugantriebsvorrichtung 150 verbessert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt, und es können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne von ihrer Idee abzuweichen. Im in 2 dargestellten Beispiel liegt die Verbrennungsmotorkupplung 26 in dem Kraftübertragungsweg 70 auf dem Weg 70d, der den ersten Zahnradzug 31 mit dem Motorgenerator 14 verbindet, ist aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Verbrennungsmotorkupplung 26 kann in dem Kraftübertragungsweg 70 auch auf einem Weg liegen, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem ersten Zahnradzug 31 verbindet. Das heißt, die Verbrennungsmotorkupplung 26 kann in dem Kraftübertragungsweg 70 an einer beliebigen Stelle des Wegs 70a liegen, der den Verbrennungsmotor 13 mit dem Motorgenerator 14 verbindet. In den Fahrzeugantriebsvorrichtungen 120, 130 und 150, die jeweils in den 13, 14 und 16 dargestellt sind, kann die Verbrennungsmotorkupplung 26 auf der Verbrennungsmotor-Seite in Bezug auf den ersten Kettenmechanismus 123 oder den ersten Zahnradzug 31 angeordnet sein. Die Verbrennungsmotorkupplung 26 kann eine Reibungskupplung sein, kann aber auch eine Klauenkupplung sein. Im in 2 dargestellten Beispiel ist der Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 an der Ausgangsseite des Getriebemechanismus 15 angeordnet, das heißt, an der Seite der Räder, aber die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 kann auch an der Eingangsseite des Getriebemechanismus 15 angeordnet sein, das heißt, an der Seite des Verbrennungsmotors. Zum Beispiel kann der Vorwärts/Rückwärts-Umschaltmechanismus 21 zwischen dem Drehmomentwandler 24 und dem ersten Zahnradzug 31 angeordnet sein.
In der vorstehenden Beschreibung ist das Übersetzungsverhältnis des ersten Zahnradzugs 31 auf 0,5 gelegt und ist das Übersetzungsverhältnis des zweiten Zahnradzugs 32 auf 2,0 gelegt. Sie sind aber darauf nicht beschränkt. Das Übersetzungsverhältnis des ersten Zahnradzugs 31 kann auf einen beliebigen Wert unterhalb 1,0 gelegt werden und das Übersetzungsverhältnis des zweiten Zahnradzugs 32 kann auf einen beliebigen Wert oberhalb 1,0 gelegt werden. In der vorstehenden Beschreibung ist das Übersetzungsverhältnis des ersten Zahnradzugs 31 auf 0,5 gelegt und ist das Übersetzungsverhältnis des zweiten Zahnradzugs 32 auf 2,0 gelegt, so dass das Produkt der beiden Übersetzungsverhältnisse 1,0 beträgt. Sie sind aber darauf nicht beschränkt. Das Übersetzungsverhältnis des ersten Zahnradzugs 31 und das Übersetzungsverhältnis des zweiten Zahnradzugs 32 können auf beliebige Werte gelegt werden, wo das Produkt der beiden Übersetzungsverhältnisse über 1,0 liegt, oder auf beliebige Werte, wo das Produkt beider Übersetzungsverhältnisse unter 1,0 liegt. In der vorstehenden Beschreibung stellen die mehreren Steuereinheiten CU1 bis CU5 das Steuersystem 80 dar. Sie sind aber darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann eine einzige Steuereinheit das Steuersystem 80 darstellen.
Eine an einem Hybridfahrzeug anzubringende Fahrzeugantriebsvorrichtung enthält einen Verbrennungsmotor, der mit Rädern des Fahrzeugs über einen Kraftübertragungsweg verbunden ist, einen Getriebemechanismus, der auf dem Kraftübertragungsweg angeordnet ist, einen Motorgenerator, einen ersten Kraftübertragungsmechanismus und einen zweiten Kraftübertragungsmechanismus. Der Motorgenerator ist auf einem Weg angeordnet, der den Verbrennungsmotor mit dem Getriebemechanismus verbindet, wobei der erste Kraftübertragungsmechanismus auf einem Weg angeordnet ist, der den Verbrennungsmotor mit dem Motorgenerator verbindet, und der zweite Kraftübertragungsmechanismus auf einem Weg angeordnet ist, der den Motorgenerator mit dem Getriebemechanismus verbindet. Diese Wege sind in dem Kraftübertragungsweg enthalten. Der erste Kraftübertragungsmechanismus enthält einen im Durchmesser großen Rotor und einem im Durchmesser kleinen Rotor, die jeweils mit dem Verbrennungsmotor und dem Motorgenerator verbunden sind. Der zweite Kraftübertragungsmechanismus enthält einen im Durchmesser kleinen Rotor und einen im Durchmesser großen Rotor, die jeweils mit dem Motorgenerator und dem Getriebemechanismus verbunden sind.
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 9193676 A [0002]
WO 2013/132639 A [0002]

Claims

An einem Hybridfahrzeug anzubringende Fahrzeugantriebsvorrichtung, wobei die Fahrzeugantriebsvorrichtung aufweist: einen Verbrennungsmotor, der konfiguriert ist, um mit Rädern des Fahrzeugs über einen Kraftübertragungsweg verbunden zu werden; einen Getriebemechanismus, der auf dem Kraftübertragungsweg angeordnet ist; einen Motorgenerator, der in dem Kraftübertragungsweg auf einem Weg angeordnet ist, der den Verbrennungsmotor mit dem Getriebemechanismus verbindet; einen ersten Kraftübertragungsmechanismus, der in dem Kraftübertragungsweg auf einem Weg angeordnet ist, der den Verbrennungsmotor mit dem Motorgenerator verbindet, wobei der erste Kraftübertragungsmechanismus einen ersten im Durchmesser großen Rotor aufweist, der mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, sowie einen ersten im Durchmesser kleinen Rotor, der mit dem Motorgenerator verbunden ist, wobei der erste im Durchmesser große Rotor im Durchmesser größer ist als der erste im Durchmesser kleine Rotor; und einen zweiten Kraftübertragungsmechanismus in dem Kraftübertragungsweg auf einem Weg, der den Motorgenerator mit dem Getriebemechanismus verbindet, wobei der zweiten Kraftübertragungsmechanismus einen zweiten im Durchmesser kleinen Rotor aufweist, der mit dem Motorgenerator verbunden ist, und einen zweiten im Durchmesser großen Rotor, der mit dem Getriebemechanismus verbunden ist, wobei der zweite im Durchmesser große Rotor im Durchmesser größer ist als der zweite im Durchmesser kleine Rotor.
Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Kupplungsmechanismus, der in dem Kraftübertragungsweg auf dem Weg angeordnet ist, der den Verbrennungsmotor mit dem Motorgenerator verbindet.
Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Drehmittelachse des Motorgenerators über einer Drehmittelachse des Verbrennungsmotors angeordnet ist.
Fahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehmittelachse des Motorgenerators und die Drehmittelachse des Verbrennungsmotors in Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugs voneinander versetzt sind.
Fahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend einen Differentialmechanismus, der auf einem Weg zur Verbindung des Getriebemechanismus mit den Rädern in dem Kraftübertragungsweg anzuordnen ist, wobei der Differentialmechanismus unter dem Motorgenerator angeordnet ist.