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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Antriebsgeräte für Kraftfahrzeuge
und genauer gesagt auf eine Technologie, die es ermöglicht,
ein Antriebsgerät
kleiner zu gestalten.
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HINTERGRUND
DES STANDES DER TECHNIK
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Ein
Antriebsgerät
für ein
Kraftfahrzeug ist bekannt, das eine Differentialvorrichtung aufweist, durch
die die Abgabeleistung einer Antriebsquelle wie beispielsweise ein
Verbrennungsmotor oder dergleichen zu einem ersten Elektromotor
und einem Übertragungselement,
durch das seine Abgabeleistung mechanisch zu einer Ausgangswelle
des Antriebsgerätes übertragen
wird, und zu einem zweiten Elektromotor verteilt wird, der sich
zwischen dem Übertragungselement
und den Antriebsrädern
befindet. Ein in dem Patentdokument 1 offenbartes Antriebsgerät hat eine
Planetengetriebeeinheit als eine Differentialvorrichtung mit einer
Differentialwirkung, durch die der größte Teil der Leistung, die
von dem Verbrennungsmotor geliefert wird, mechanisch zu den Antriebsrädern übertragen
wird, während
ermöglicht
wird, dass ein restlicher Anteil der Energie von dem Verbrennungsmotor
von einem ersten Elektromotor zu einem zweiten Elektromotor unter
Verwendung eines elektrischen Pfades elektrisch übertragen wird. Demgemäß wird ein
Fahrzeug zur Verfügung gestellt,
das fährt,
wobei der Verbrennungsmotor in einem optimalen Betriebszustand gehalten
wird, was eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs ermöglicht.
[Patentdokument
1] ungeprüfte
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-191 759
[Patentdokument
2] ungeprüfte
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-191 761
[Patentdokument
3] ungeprüfte
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-336 725
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Ein
derartiges Antriebsgerät
für ein
Kraftfahrzeug aus dem Stand der Technik hat einen elektrischen Pfad
für elektrische
Energie, die von dem ersten Elektromotor zu dem zweiten Elektromotor
geliefert wird, d. h. einen Übertragungspfad,
durch den ein Teil der Antriebsenergie von dem Kraftfahrzeug in Form
von elektrischer Energie übertragen
wird. Daher muss mit der Entwicklung eines Verbrennungsmotors, der
bei einer hohen Leistung arbeitet, der erste Motor eine große Größe haben.
Außerdem
ergibt sich eine Notwendigkeit einer Vergrößerung bei dem zweiten Elektromotor,
der mit von dem ersten Elektromotor abgegebener elektrischer Energie
angetrieben wird. Somit entsteht ein Problem dahingehend, dass das
Antriebsgerät
groß wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der vorstehend geschriebenen
Umstände
gemacht worden und ihre Aufgabe ist es, ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen, das einen kleinen Aufbau hat.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Als
ein Ergebnis verschiedener Untersuchungen, die gemacht wurden, um
das vorstehend dargelegte Problem anzusprechen, haben die Erfinder
der vorliegenden Anmeldung verschiedene Dinge herausgefunden. D.
h. der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor müssen nicht
unbedingt so große
Größen in einem
Leistungsbereich des Verbrennungsmotors im allgemeinen Anwendungsbereich
haben, bei dem die Verbrennungsmotorleistung relativ gering ist.
In einem Hochleistungsbereich des Verbrennungsmotors wie beispielsweise
im Hochleistungsfahrbereich, bei dem beispielsweise der Verbrennungsmotor
unterhalb des maximalen Leistungsbereichs bleibt, müssen der
erste Elektromotor und der zweite Elektromotor eine so große Größe haben,
dass das Leistungsvermögen
der angeforderten Leistung entspricht. Somit hat sich herausgestellt, dass,
wenn die Verbrennungsmotorleistung zu den Antriebsrädern hauptsächlich über eine
mechanische Kraftübertragungsbahn
in einer Situation übertragen
wird, bei der der Verbrennungsmotor in einem derartigen Hochleistungsbereich
arbeitet, der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor einen
kleineren Aufbau haben können
und das Antriebsgerät für das Kraftfahrzeug
einen kompakten Aufbau erhalten kann. Die vorliegende Erfindung
wurde auf der Grundlage der vorstehend genannten herausgefundenen
Ergebnisse vollendet.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
1 ist gekennzeichnet durch ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit einer
Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer
Antriebsenergiequelle zu einem ersten Elektromotor und einem Übertragungselement
verteilt wird, und einem zweiten Elektromotor, der zwischen dem Übertragungselement
und dem Antriebsrädern
angeordnet ist, wobei das Antriebsgerät (i) eine Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung
aufweist für
ein wahlweises Schalten der Differenzialvorrichtung in einen Differenzialzustand
bzw. einen arretierten Zustand; und (ii) wobei die Differenzialvorrichtung
und die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung zwischen
dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor angeordnet
sind.
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Gemäß dem Antriebsgerät von Anspruch
1 ermöglicht
die Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung,
dass die Differentialvorrichtung bei dem Antriebsgerät des Kraftfahrzeuges
wahlweise in einen Differentialzustand, bei dem sie als ein elektrisches
kontinuierlich variables Getriebe fungiert, und in einen arretierten
Zustand versetzt wird, bei dem die Differentialvorrichtung außer Kraft
gesetzt wird. Dadurch wird ermöglicht,
dass ein Leistungsübertragungszustand
in einem breiten Bereich ausgeführt wird.
Außerdem
wird, wenn die Differentialvorrichtung in den arretierten Zustand
beispielsweise bei einer Fahrt mit hoher Leistung versetzt wird,
die Differentialvorrichtung in Kraft gesetzt, um als Kraftübertragung
(Leistungsübertragung)
zu dienen, um ein Schaltdrehzahlverhältnis in einem Bereich elektrisch zu
variieren, der beim Fahren des Fahrzeugs mit niedriger/mittlerer
Drehzahl und niedriger/mittlerer Leistung liegt. Dadurch wird ermöglicht,
dass ein Maximum an elektrischer Energie durch den ersten Elektromotor
erzeugt wird, anders ausgedrückt,
dass die von dem ersten Elektromotor zu übertragende elektrische Energie
minimal gestaltet wird, wodurch sich eine minimale Gestaltung des
Motors ergibt. Darüber
hinaus wird ein Zwischenraum zwischen den beiden Motoren effektiv
als ein Raum zum Unterbringen der Differentialvorrichtung und der Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung
genutzt.
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Demgemäß kann das
Antriebsgerät
einen kleinen Aufbau erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung schafft vorzugsweise auch gemäß Anspruch
2 ein Antriebsgerät
für ein
Fahrzeug gemäß Anspruch
1 mit dem Merkmal (i), dass des weiteren ein Stützelement zum drehbaren Stützen eines
Rotors von dem ersten Elektromotor aufweist; (ii) wobei die Differenzialvorrichtung
drei Drehelemente aufweist, die ein erstes Drehelement, das mit
der Antriebsenergiequelle gekuppelt ist, ein zweites Drehelement,
das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist, und ein drittes Drehelement
aufweisen, das mit dem Übertragungselement
gekuppelt ist; (iii) wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung
eine Kupplung aufweist, durch die von den drei Drehelementen zwei
Drehelemente miteinander gekuppelt sind; und (iv) wobei die Kupplung an
einer Seite von dem Stützelement
angeordnet ist, die entgegengesetzt zu dem ersten Elektromotor ist.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 3 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug
gemäß Anspruch
1 mit dem Merkmal (i), wobei die Differentialvorrichtung drei Drehelemente aufweist,
die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt
ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist,
und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement
gekuppelt ist, (ii) wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine
Bremse aufweist, durch die das zweite Drehelement mit einem sich
nicht drehenden Element gekuppelt ist; und (ii) wobei die Bremse
in einem radial äußeren Bereich
von der Differenzialvorrichtung angeordnet ist.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 4 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug
gemäß Anspruch
1 mit dem Merkmal (i), wobei die Differentialvorrichtung drei Drehelemente aufweist,
die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt
ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist,
und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement
gekuppelt ist; (ii) wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine
Kupplung aufweist, durch die von den drei Drehelementen zwei Drehelemente
miteinander gekuppelt sind, und eine Bremse aufweist, durch die
das zweite Drehelement mit einem sich nicht drehenden Element gekuppelt
wird; und (iii) wobei sowohl die Kupplung als auch die Bremse Reibungskupplungsvorrichtungen
der Hydraulikart aufweisen.
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Somit
ergibt sich in einem Fall, bei dem die Kupplung und Bremse Reibungskupplungsvorrichtungen
der hydraulischen Art aufweisen, ein Bedarf an hydraulischen Kanälen, die
zum Liefern von Betätigungsöl von einer
Hydrauliksteuerschaltung zu der Kupplung und Bremse vorzusehen sind.
Wenn in diesem Fall Kupplung und Bremse voneinander entfernt angeordnet
sind, ist zumindest ein Element von ihnen von der hydraulischen
Steuerschaltung weit entfernt, was zu der Befürchtung des Auftretens einer
Schwierigkeit führt,
die beim Ausführen
einer Gestaltung der Hydraulikkanäle sich ergibt. Gemäß der vorliegenden Erfindung
sind sowohl Kupplung als auch Bremse zwischen zwei Elektromotoren
angeordnet, was ein leichtes Ausführen einer Gestaltung der Hydraulikkanäle mit sich
bringt.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 5 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug
gemäß Anspruch
4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es des weiteren eine Getriebevorrichtung
aufweist, die eine Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart
aufweist, die zwischen dem zweiten Elektromotor und den Antriebsrädern angeordnet
ist. In einem derartigen Fall hat die Getriebevorrichtung die Kupplung
und die Bremse, wobei die Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart
als die Differentialvorrichtung dienen und die Reibungskupplungsvorrichtung
der Hydraulikart in einem Bereich angeordnet ist, der näher zu den Antriebsrädern als
der zweite Motor angeordnet ist. Somit ergibt sich ein spezielles
Problem beim Ausführen
einer Gestaltung der Hydraulikkanäle, die sich von der Hydrauliksteuerschaltung
zu der Vielzahl an Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart erstrecken.
Jedoch sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl die Kupplung
als auch die Bremse zwischen den beiden Elektromotoren angeordnet,
wobei sie bei einem relativ kurzen Abstand von den Reibungskupplungsvorrichtungen
der Hydraulikart von der Getriebevorrichtung angeordnet werden können, was
ein leichtes Ausführen
einer Gestaltung der Hydraulikkanäle mit sich bringt.
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Die
vorliegende Erfindung schafft außerdem in Anspruch 6 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit
einer Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von
einer Antriebsenergiequelle zu einem Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt
wird, mit: (i) einer Trennwand, die in einem Gehäuse vorgesehen ist, um den
Innenraum von dem Gehäuse
in eine Vielzahl an Räume
zu teilen; (ii) einer Bremse, die eine Vielzahl an Reibungsplatten und
einen Kolben aufweist, der die Vielzahl an Reibungsplatten dazu
drängt,
dass sie miteinander gekuppelt werden, um Drehelemente, die die
Differenzialvorrichtung ausbilden, mit einem sich nicht drehenden
Element zu kuppeln; und wobei (iii) bei einer zu der Trennwand hin
erfolgenden Bewegung des Kolbens der Kolben und die Trennwand die
Vielzahl an Reibungsplatten in einen gekuppelten Zustand mit Druck
beaufschlagen.
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Bei
einem derartigen Aufbau ermöglicht
die Bremse, dass die Differentialvorrichtung bei dem Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug
wahlweise in den Differentialzustand, um als das elektrische kontinuierlich
variable Getriebe zu fungieren, und in den arretierten Zustand versetzt
wird, bei dem die Differentialvorrichtung außer Kraft gesetzt wird. Dadurch
wird ermöglicht,
dass der Kraftübertragungszustand
in einem breiten Bereich ausgeführt
wird. Außerdem wird,
wenn die Differentialvorrichtung in den arretierten Zustand in dem
Hochleistungsfahrbereich versetzt wird, die Differentialvorrichtung
wirksam als Kraftübertragung
zum elektrischen Variieren eines Schaltdrehzahlverhältnisses
in einem Bereich, der bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit geringer/mittlerer Geschwindigkeit
und geringer/mittlerer Leistung liegt. Dies ermöglicht ein Erzeugen von maximaler
elektrischer Energie durch den Elektromotor, d. h. anders ausgedrückt ein
Minimieren der von dem Elektromotor übertragenen elektrischen Energie,
was zu einer kleinen Gestaltung des Elektromotors oder des einen derartigen
Motor aufweisenden Antriebsgerätes führt.
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Darüber hinaus
wird die Trennwand, mit der das Gehäuse in eine Vielzahl an Räume geteilt
wird, als ein Element für
eine Druckbeaufschlagung der Vielzahl an Reibungsplatten der Bremse
verwendet. Somit ergibt sich kein Bedarf an einem separaten Element,
das für
die Druckbeaufschlagung der Vielzahl an Reibungsplatten vorzusehen
ist, wodurch ermöglicht
wird, dass das Antriebsgerät
eine um dieses Maß kürzere Axialabmessung
erhält.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 7 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug
gemäß Anspruch
6, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bremse in dem radial
nach außen
weisenden Bereich der Differentialvorrichtung angeordnet ist. Bei
einer derartigen Anordnung kann der radial äußere Bereich der Differentialvorrichtung als
ein Luftraum für
das Anordnen der Bremse genutzt werden, was ermöglicht, dass das Antriebsgerät eine kürzere axiale
Abmessung erhält.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung in Anspruch 8 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug
gemäß Anspruch
6 oder 7, das durch die Teilungswand gekennzeichnet ist, die dazu
dient, den Elektromotor drehbar zu stützen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft in Anspruch 9 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug
mit einer Differentialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung
von einer Antriebsenergiequelle zu einem Elektromotor und einem Übertragungselement
verteilt wird, mit: (i) einer Bremse, die eine Vielzahl an Reibungsplatten,
die miteinander im Eingriff bringbar sind, und ein Nabenelement
aufweist, das Teile der Vielzahl an Reibungsplatten so stützt, dass
sie relativ zueinander nicht drehbar sind, um ein Drehelement, das
die Differenzialvorrichtung ausbildet, mit einem sich nicht drehenden
Element zu kuppeln; (ii) einer Kupplung, die eine Vielzahl von Reibungsplatten,
die miteinander im Eingriff bringbar sind, einen Kolben, der die
Vielzahl an Reibungsplatten drängt,
und ein Zylinderelement aufweist, in dem der Kolben untergebracht
ist und das so arbeitet, dass ermöglicht wird, das zumindest
zwei Drehelemente inklusive ein Drehelement, das an das sich nicht
drehende Element mit einer Bremse gekuppelt wird, von den Drehelementen,
die die Differenzialvorrichtungen ausbilden, miteinander gekuppelt
werden; und (iii) wobei das Zylinderelement der Kupplung und das
Nabenelement der Bremse miteinander durch ein Verbinden als eine
Einheit gestaltet sind.
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Dadurch
ermöglichen
die Kupplung und die Bremse, dass die Differentialvorrichtung von
dem Antriebsgerät
für Kraftfahrzeuge
wahlweise in einen Differentialzustand, bei dem sie als ein elektrisches
kontinuierlich variables Getriebe arbeitet, und in einen arretierten
Zustand versetzt wird, bei dem die Differentialvorrichtung außer Kraft
gesetzt wird. Dies ermöglicht,
dass ein Kraftübertragungszustand
in einem breiten Bereich ausgeführt
wird. Außerdem
wird, wenn die Differentialvorrichtung in den arretierten Zustand
beispielsweise bei einer Fahrt mit hoher Leistung versetzt worden
ist, die Differentialvorrichtung in Betrieb gesetzt als die Kraftübertragung
(Leistungsübertragung)
zum elektrischen Variieren eines Schaltdrehzahlverhältnisses
in einem Bereich, der bei der Fahrt des Fahrzeugs mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit
und einer niedrigen/mittleren Leistung liegt. Dies ermöglicht die
Erzeugung von einem Maximum an elektrischer Energie durch den Elektromotor,
d. h. anders ausgedrückt
wird die Übertragung von
elektrischer Energie von dem Elektromotor auf ein Minimum gebracht,
woraus sich ein minimales Gestalten des Motors oder der einen derartigen
Elektromotor aufweisenden Antriebsvorrichtung ergibt.
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Des
weiteren sind das Zylinderelement von der Kupplung und das Nabenelement
der Bremse miteinander durch ein Verbinden als eine Einheit gestaltet.
Dies ermöglicht
eine Verringerung der Anzahl an Bauteilen im Gegensatz zu einem
Fall, der im allgemeinen im Stand der Technik aufgegriffen wird,
bei dem zum Blockieren der axialen Bewegung von dem Nabenelement
Axiallager oder Scheiben an beiden Seiten des Nabenelementes entlang
seiner axialen Richtung angeordnet werden, und ein Element angeordnet
wird, das verhindert, dass das Nabenelement sich entgegengesetzt
zu den Axiallagern oder Scheiben axial bewegt.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 10 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug
gemäß Anspruch
9, das durch eine Teilungswand gekennzeichnet ist, die Hydraulikkanäle aufweist,
durch die ein Betätigungsöl zu dem
Kolben der Kupplung geliefert wird.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 11 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug
gemäß Anspruch
9 oder 10, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bremse in dem
radial äußeren Bereich
der Differentialvorrichtung angeordnet ist. Dadurch kann der radial äußere Luftraum
von der Differentialvorrichtung als ein Luftraum für das Anordnen
der Bremse genutzt werden, was ein Verkürzen der axialen Abmessung
des Antriebsgerätes ermöglicht.
Des weiteren werden, indem die Bremse in dem radial äußeren Bereich
der Differentialvorrichtung in einem Fall angeordnet wird, bei dem
das Nabenelement der Bremse in der axialen Position unter Verwendung
der Axiallager oder Scheiben befestigt ist, die Axiallager oder
Scheiben in einem Bereich mit einem vergleichsweise großen Durchmesser
mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit positioniert. Dies bewirkt
das Auftreten eines Problems im Hinblick auf die Haltbarkeit. Jedoch
ergibt sich selbst dann, wenn die Bremse in dem radial äußeren Bereich
der Differentialvorrichtung angeordnet wird, ein derartiges Problem
bei der Haltbarkeit nicht in dem Fall, bei dem das Nabenelement
der Bremse mit dem Zylinderelement der Kupplung verbunden ist, wie
dies in Anspruch 8 aufgezeigt ist.
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Vorzugsweise
schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 12 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug
gemäß einem
der Ansprüche
6 bis 11, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es den zweiten Elektromotor
aufweist, der an einem Kraftübertragungspfad
zwischen dem Übertragungselement
und den Antriebsrädern
gekuppelt ist; wobei die Differenzialvorrichtung und die Bremse
einen kontinuierlich variablen Schaltabschnitt ausbilden, der als
ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe wirkt; und beim
Ausrücken
der Bremse der kontinuierlich variabler Schaltabschnitt in einen
Differenzialzustand so versetzt wird, dass er als das elektrische
kontinuierlich variable Getriebe wirkt, und beim Einrücken der Bremse
eine Differenzialwirkung von dem kontinuierlich variablen Schaltabschnitt
arretiert wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Skelettdarstellung zur Erläuterung
eines Antriebsgerätes
für ein
Hybridfahrzeug gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine Betriebstabelle von einer Beziehung zwischen einem Schaltvorgang
des Antriebsgerätes
für das
Hybridfahrzeug von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel,
das in einem kontinuierlich variablen Schaltbereich oder einem schrittweise
variablen Schaltbereich betreibbar ist, und Betriebskombinationen
von den dafür
verwendeten Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart.
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3 zeigt
eine kolineare Darstellung von Relativdrehzahlen der Drehelemente
bei jeder der verschiedenen Gangpositionen, wenn das Antriebsgerät für das Hybridfahrzeug
von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
in dem schrittweise variablen Schaltzustand betrieben wird.
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4 zeigt
eine Ansicht von einem Beispiel des Kraftverteilmechanismus, der
in den kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet worden
ist, entsprechend dem Kraftverteilmechanismusteil in der in 3 gezeigten
kolinearen Darstellung.
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5 zeigt
eine Ansicht von einem Zustand des Kraftverteilmechanismus, der
in den schrittweise variablen Schaltzustand geschaltet worden ist
durch das Einrücken
der Schaltkupplung C0, entsprechend dem Kraftverteilmechanismusteil
in der in 3 gezeigten kolinearen Darstellung.
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6 zeigt
eine Ansicht zur Erläuterung
von Eingangs- und
Ausgangssignalen einer elektronischen Steuervorrichtung, die bei
dem Antriebsgerät des
in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels vorgesehen
ist.
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7 zeigt
eine Funktionsblockdarstellung zur Erläuterung eines Hauptsteuerbetriebs,
der durch die in 4 gezeigte elektronische Steuervorrichtung
ausgeführt
wird.
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8 zeigt
eine Ansicht einer Beziehung, die zuvor gespeichert worden ist,
um durch die in 7 gezeigte Schaltsteuereinrichtung
verwendet zu werden zum Schalten des kontinuierlich variablen Steuerbereichs
oder des schrittweise variablen Steuerbereichs.
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9 zeigt
eine Ansicht von einer Beziehung, die zuvor gespeichert worden ist,
um durch die in 7 gezeigte Schaltsteuereinrichtung
verwendet zu werden, die eine andere Beziehung als die in 8 gezeigte
Beziehung repräsentiert.
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10 zeigt
eine Ansicht von einem Beispiel einer Schaltbetätigungsvorrichtung 46 als
eine manuell betätigbare
Schaltvorrichtung.
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11 zeigt
eine Ansicht im Teilschnitt von dem in 1 gezeigten
Antriebsgerät.
-
12 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
von dem in 11 gezeigten Kraftverteilmechanismusteil.
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- 8
- Verbrennungsmotor
(Antriebsenergiequelle)
- 10
- Antriebsgerät für das Kraftfahrzeug
- 18
- Übertragungselement
- 20
- Automatikgetriebe
(Getriebevorrichtung)
- 24
- erste
Planetengetriebeeinheit (Differentialvorrichtung)
- 38
- Antriebsrad
- 72
- erste
Stützwand
(Stützelement)
- 12
- Getriebegehäuse (sich
nicht drehendes Element)
- 120
- Kupplungszylinder
(Zylinderelement)
- 136
- Bremsnabe
(Nabenelement)
- 140
- Bremskolben
- 142
- Druckplatte
(Reibungsplatte)
- 144
- Reibungsplattenscheibe
- S1
- erstes
Sonnenrad (Drehelement)
- CA1
- erster
Träger
(Drehelement)
- R1
- erstes
Hohlrad (Drehelement)
- M1
- erster
Elektromotor
- M2
- zweiter
Elektromotor
- C0
- Schaltkupplung
(Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart, Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung)
- B0
- Schaltbremse
(Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart, Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung)
- C1,
C2, B1, B2, B3
- Reibungskupplungsvorrichtung
der Hydraulikart
-
BESTER MODUS
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
Nachstehend
sind die Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
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1 zeigt
eine Skelettdarstellung zur Erläuterung
von einem Antriebsgerät 10 für ein Hybridfahrzeug
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Das Antriebsgerät 10 hat eine Antriebsgeräteingangswelle 14,
einen Kraftverteilmechanismus 16, ein Automatikgetriebe
(AT) 20 und eine Antriebsgerätaungangswelle 22,
die sämtlich koaxial
in einem Getriebegehäuse 12 (nachstehend ist
dies einfach als „Gehäuse 12" bezeichnet) als
ein nicht drehbares Element, das an einem Fahrzeugkörper befestigt
ist, angeordnet sind. Die Antriebsgeräteingangswelle 14 als
ein Eingangsdrehelement ist an dem Gehäuse 12 befestigt.
Der Kraftverteilmechanismus 16 ist mit der Eingangswelle 14 direkt oder
indirekt über
einen Impulsabsorptionsdämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung)
verbunden, der nicht gezeigt ist. Das Automatikgetriebe 20 der schrittweisen
variablen Art ist zwischen dem Verteilmechanismus 16 und
der Antriebsgerätaingangswelle 22 so
angeordnet, dass er mit diesen in Reihe verbunden ist. Die Antriebsgerätausgangsgangswelle 22 als
ein Ausgangsdrehungselement ist mit dem Automatikgetriebe 20 verbunden.
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Dieses
Antriebsgerät 10 ist
für ein
FR-Fahrzeug mit quer eingebautem Motor (Fahrzeug mit Frontmotor
und Heckantrieb) geeignet und ist gemäß 7 zwischen
der Antriebsenergiequelle in der Form eines Verbrennungsmotors 8 und
einem Paar an Antriebsrädern 38 angeordnet,
um eine Fahrzeugsantriebskraft zu dem Paar an Antriebsrädern 38 über eine
Differentialgetriebevorrichtung 36 (Enddrehzahluntersetzungsgetriebe)
und einem Paar an Antriebsachsen zu übertragen. Es sollte hierbei
beachtet werden, dass die untere Hälfte von dem Antriebsgerät 10,
die symmetrisch in Bezug auf seine Achse aufgebaut ist, in 1 weggelassen
worden ist.
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Der
Kraftverteilmechanismus 16 ist ein mechanischer Mechanismus,
der die Leistung des Verbrennungsmotors 8, die zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 eingegeben
wird, zusammenbringt oder verteilt. D. h., er verteilt die Leistung
des Verbrennungsmotors 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und
dem Übertragungselement 18 und
bringt die Leistungen von dem Verbrennungsmotor 8 und dem ersten
Elektromotor M1 zusammen, um sie zu dem Übertragungselement 18 auszugeben.
Der zweite Elektromotor M2 ist mit dem Übertragungselement 18 drehbar
einstückig.
Der zweite Elektromotor M2 kann an einer beliebigen Position des
Kraftverteilungspfades angeordnet sein, der sich von dem Übertragungselement 18 zu
den Antriebsrädern 38 erstreckt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
sowohl der erste Elektromotor M1 als auch der zweite Elektromotor
M2 ein sogenannter Motor-Generator, der als ein elektrischer Generator
ebenfalls fungiert. Der erste Elektromotor M1 soll zumindest als
ein elektrischer Generator zum Erzeugen von elektrischer Energie
fungieren, wenn eine Reaktionskraft erzeugt wird, und der zweite
Elektromotor M2 soll zumindest als ein Elektromotor fungieren zum
Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs.
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Der
Kraftverteilmechanismus 16 hat eine erste Planetengetriebeeinheit 24,
die als eine Differentialvorrichtung fungiert, eine Schaltkupplung
C0 und eine Schaltbremse B1. Die erste Planetengetriebeeinheit 24 der
Einzelantriebszahnradart hat ein Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise
ungefähr
0,418. Sie hat als Drehelemente ein erstes Sonnenrad S1, ein erstes
Planetenrad P1, einen ersten Träger
CA1, der das erste Planetenrad P1 so stützt, dass es um seine Achse
um die Achse von dem ersten Sonnenrad S1 drehbar ist, und ein erstes
Hohlrad R1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 durch das erste Planetenrad
P1 im Zahneingriff steht. Die Zähnezahlen
von dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad R1 sind mit ZS1
bzw. ZR1 jeweils dargestellt, wobei das vorstehend erwähnte Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1
repräsentiert
wird.
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Bei
dem Kraftverteilmechanismus 16 ist der erste Träger CA1
mit der Antriebsgeräteingangswelle 14d.
h. mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden, ist das erste
Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden und ist das
erste Hohlrad R1 mit dem Übertragungselement 18 verbunden.
Die Schaltbremse B0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem
Gehäuse 12 angeordnet,
und die Schaltkupplung C0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und
dem ersten Träger
CA1 angeordnet. Beim Lösen (Ausrücken) der
Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 werden das erste Sonnenrad S1,
der erste Träger CA1
und das erste Hohlrad R1 in einen Differentialzustand so versetzt,
dass sie relativ zueinander drehbar sind, um eine Differentialwirkung
auszuführen. Somit
wird die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 zu dem
ersten Elektromotor M1 und dem Übertragungselement 18 verteilt,
wobei ein Teil von der zu dem ersten Elektromotor M1 verteilten
Abgabeleistung verwendet wird, um Energie d. h. Elektrizität bei diesem
zu erzeugen. Der zweite Elektromotor M2 wird zu einer Drehung durch
die elektrische Energie, die bei dem ersten Elektromotor M1 erzeugt
wird, angetrieben oder die elektrische Energie wird gespeichert.
Demgemäß wird der
Kraftverteilmechanismus 16 in beispielsweise den kontinuierlich
variablen Schaltzustand versetzt, bei dem die Drehzahl des Übertragungselementes 18 sich
kontinuierlich ändert,
unabhängig
von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 8.
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D.
h. der Kraftverteilmechanismus 16 wird in den Differentialzustand
versetzt, bei dem das Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl von der Antriebsvorrichtungseingangswelle 14/Drehzahl
von dem Übertragungselement 18)
sich elektrisch von einem minimaler Wert γ0min zu einem maximaler Wert γ0max ändert. Beispielsweise
wird er in den Differentialzustand versetzt, beispielsweise in den
kontinuierlich variablen Schaltzustand, um als elektrisch kontinuierlich variables
Getriebe zu fungieren, bei dem das Drehzahlverhältnis γ0 sich kontinuierlich von dem
minimalen Wert γ0min
zu dem Maximalwert γ0max
variiert.
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Wenn
in diesem Zustand, während
das Fahrzeug durch die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 fährt, das
erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 durch das Einrücken der
Schaltkupplung C0 einstückig
in Eingriff stehen, werden die Drehelemente der ersten Planetengetriebeeinheit 24,
die das erste Sonnenrad S1, den ersten Träger CA1 und das erste Hohlrad
R1 aufweisen, in einen arretierten Zustand oder einen Nichtdifferentialzustand
so versetzt, dass sie als eine Einheit drehen können. Somit stimmen die Drehzahlen
von dem Verbrennungsmotor 8 und dem Kraftübertragungselement 18 miteinander überein,
so dass der Kraftverteilmechanismus 16 in einen fixierten
Schaltzustand versetzt wird, wobei er als ein Getriebe mit einem
fixierten Drehzahlverhältnis γ0 fungiert,
das dem Wert 1 gleich ist.
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Dann
wird, indem die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 einrückt, der
Kraftverteilmechanismus 16 in einen arretierten Zustand
oder Nichtdifferentialzustand versetzt, bei dem das erste Sonnenrad
S1 in einen nichtdrehbaren Zustand versetzt ist, und die Drehzahl
von dem ersten Hohlrad R1 wird höher
als die Drehzahl von dem ersten Träger CA1 gestaltet, so dass
der Kraftverteilmechanismus 16 in den fixierten Schaltzustand
versetzt wird, wobei er als ein Drehzahlerhöhungsgetriebe mit einem fixierten
Drehzahlverhältnis γ0 fungiert,
das kleiner als 1 ist und beispielsweise ungefähr 0,7 beträgt.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel versetzen die
Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 wahlweise die erste Planetengetriebeeinheit 24 in
den Differentialzustand bzw. in den arretierten Zustand, wobei sie
als eine Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung wirken, die
den Differentialbetrieb der Drehelemente beschränkt oder einschränkt. D.
h. in dem Differentialzustand (kontinuierlich variabler Zustand)
fungiert die erste Planetengetriebeeinheit 24 als das elektrisch gesteuerte
kontinuierlich variable Getriebe, bei dem das Schaltverhältnis (bzw.
Drehzahlverhältnis)
kontinuierlich variiert werden kann. In dem arretierten Zustand
oder in dem fixierten Schaltzustand wird bei der ersten Planetengetriebeeinheit 24 der
kontinuierlich variable Schaltvorgang verhindert, und es ist ihr
nicht möglich,
als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe zu
fungieren, wobei ihre Schaltverhältnisvariation
arretiert ist. Somit arbeitet in dem arretierten Zustand die erste
Planetengetriebeeinheit 24 als das Getriebe, das die Einzelgangposition
oder Mehrgangposition hat.
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Das
Automatikgetriebe 20 hat eine Vielzahl an Planetengetriebeeinheiten
d. h. eine zweite Planetengetriebeeinheit 26 der Einzelantriebszahnradart,
eine dritte Planetengetriebeeinheit 28 der Einzelantriebszahnradart
und eine vierte Planetengetriebeeinheit 30 der Einzelantriebszahnradart.
Das zweite Planetengetriebe 26 hat ein zweites Sonnenrad S2,
ein zweites Planetenrad P2, einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad
P2 so stützt, dass
es um seine Achse und um die Achse von dem zweiten Sonnenrad S2
drehbar ist, und ein zweites Hohlrad R2, das mit dem zweiten Sonnenrad
S2 durch das zweite Planetenrad P2 in Zahneingriff steht, wobei
es beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr 0,562
hat.
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Die
dritte Planetengetriebeeinheit 28 hat ein drittes Sonnrad
S3, ein drittes Planetenrad P3, einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad
P3 so stützt,
dass es um seine Achse und um die Achse von dem dritten Sonnenrad
S3 drehbar ist, und ein drittes Hohlrad R3, das mit dem dritten
Sonnenrad S3 über
das dritte Planetenrad P3 in Zahneingriff steht, wobei es beispielsweise
ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von ungefähr 0,425
hat. Die vierte Planetengetriebeeinheit 30 hat ein viertes
Sonnenrad S4, ein viertes Planetenrad P4, einen vierten Träger CA4,
der das vierte Planetenrad P4 so stützt, dass es um seine Achse
und um die Achse von dem vierten Sonnenrad S4 drehbar ist, und das
vierte Hohlrad R4, das mit dem vierten Sonnenrad S4 über das
vierte Planetenrad P4 in Zahneingriff steht, wobei es ein Übersetzungsverhältnis ρ4 von ungefähr 0,421
hat.
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Die
Zähnezahlen
von dem zweiten Sonnenrad S2, dem zweiten Hohlrad R2, dem dritten
Sonnenrad S3, dem dritten Hohlrad R3, dem vierten Sonnenrad S4 und
dem vierten Hohlrad R4 sind jeweils mit ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4
bzw. ZR4 gezeigt, wobei die vorstehend erläuterten Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 bzw. ρ4 durch ZS2/ZR2,
ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 jeweils gezeigt sind.
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Bei
dem Automatikgetriebe 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und
das dritte Sonnenrad S3, die einstückig miteinander als eine Einheit
fixiert sind, wahlweise mit dem Übertragungselement 18 durch eine
zweite Kupplung Z2 verbunden, und sie sind wahlweise mit dem Gehäuse 12 über eine
erste Bremse B1 verbunden. Der zweite Träger CA2 wird wahlweise mit
dem Gehäuse 12 über die
zweite Bremse B2 verbunden und das vierte Hohlrad R4 ist wahlweise
mit dem Getriebegehäuse 12 über eine dritte
Bremse B3 fixiert. Das zweite Hohlrad R2, der dritte Träger CA3
und der vierte Träger
CA4, die einstückig
miteinander fixiert sind, sind mit der Ausgangswelle 22 fixiert.
Das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4, die einstückig miteinander
fixiert sind, werden wahlweise mit dem Übertragungselement 18 über eine
erste Kupplung C1 verbunden.
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Die
Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2,
die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und
die dritte Bremse B3 sind Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart,
die bei einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs des Standes der
Technik verwendet werden. Die Reibungskupplungsvorrichtung hat eine
Mehrscheiben-Nasskupplung,
bei der eine Vielzahl an Reibungsplatten, die übereinander angeordnet sind,
gegeneinander durch eine hydraulischen Aktuator gedrängt werden,
oder eine Bandbremse, bei der eine Drehtrommel und ein Band oder zwei
Bänder,
das (die) an deren Außenumfangsfläche gewunden
ist (sind), an einem Ende durch einen hydraulischen Aktuator festgezogen
ist. Jede der Kupplungen C0 bis C2 und Bremsen B0 bis B3 gelangt
wahlweise in Eingriff, um zwei an beiden Seiten von ihnen angeordnete
Elemente zu verbinden. Somit entspricht bei dem ersten Ausführungsbeispiel das
Automatikgetriebe 20, das mit der ersten Kupplung C1 und
dergleichen als die Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart
versehen ist, der beanspruchten Getriebevorrichtung.
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Bei
dem somit aufgebauten Antriebsgerät 10 wird, wie dies
durch eine Betriebstabelle von 2 gezeigt
ist, eine Position von der Position des ersten Gangs bis zu der
Position des fünften
Gangs oder eine Position des Rückwärtsgangs
oder eine neutrale Position wahlweise errichtet durch das Einrücken der Schaltkupplung
C0, der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse
B0, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten
Bremse B3. Diese Positionen haben entsprechende Drehzahlverhältnisse γ (Drehzahl
der Eingangswelle NIN/Drehzahl der Ausgangswelle
NOUT), die sich als geometrische Reihen ändern.
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Insbesondere
kann bei diesem Ausführungsbeispiel
aufgrund des Vorsehens der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 der
Kraftverteilmechanismus 16 wahlweise zusätzlich zu
dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem er als das kontinuierlich
variable Getriebe betreibbar ist, in den fixierten Schaltzustand
versetzt werden, bei dem er als das Getriebe mit einem einzelnen
Schritt oder mehreren Schritten betreibbar ist, mit einem oder nicht
weniger als zwei Arten an Schaltverhältnissen (Drehzahlverhältnissen).
Bei dem Antriebsgerät 10 wird
das schrittweise variable Getriebe durch das Automatikgetriebe 20 und
den Kraftverteilmechanismus 16 gebildet, der in den fixierten
Schaltzustandseingriff der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse
B0 versetzt ist. Des weiteren wird das kontinuierlich variable Getriebe
durch das Automatikgetriebe 20 und den Kraftverteilmechanismus 16 gebildet,
der in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist,
ohne dass die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 eingerückt sind.
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Wenn
beispielsweise das Antriebsgerät 10 als
das schrittweise variable Getriebe, beispielsweise gemäß 2,
wirkt, verwirklichen das Einrücken
der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse
B3 die Position des ersten Gangs mit dem höchsten Drehzahlverhältnis γ1 von beispielsweise
ungefähr
3,357, und das Einrücken
der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse
B2 verwirklichen die Position des zweiten Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise
ungefähr
2,180, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ1 ist. Des weiteren verwirklicht
das Einrücken
der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse
B1 die Position des dritten Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ3 von beispielsweise
ungefähr
1,424, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ2 ist, und das Eingreifen der Schaltkupplung
C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 verwirklicht
die Position des vierten Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise
ungefähr
1,000, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ3 ist.
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Das
Einrücken
der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse
B0 errichten die Position des fünften
Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ5 von beispielsweise
0,705, das geringer als das Drehzahlverhältnis γ4 ist. Des weiteren verwirklicht
das Einrücken
der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 die Position des
Rückwärtsgangs
mit dem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise
ungefähr
3,209, das zwischen den Drehzahlverhältnissen γ1 und γ2 liegt. Die neutrale Position
N wird verwirklicht, indem lediglich die Schaltkupplung C0 eingerückt wird.
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Wenn
jedoch das Antriebsgerät 10 als
das kontinuierlich variable Getriebe fungiert, wie dies in 2 gezeigt
ist, sind sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse
B0 ausgerückt.
Dadurch fungiert der Kraftverteilmechanismus 16 als das
kontinuierlich variable Getriebe, während das Automatikgetriebe 20,
das in Reihe mit diesem verbunden ist, als das schrittweise variable
Getriebe fungiert. Die Drehzahl, die in das Automatikgetriebe 20 eingegeben
wird, das in entweder der Position des ersten Gangs, des zweiten
Gangs, des dritten Gangs oder des vierten Gangs versetzt ist, d.
h. die Drehzahl von dem Übertragungselement 18,
wird kontinuierlich so geändert,
dass die Schaltverhältnisbreite
beim kontinuierlichen Schalten für
jede der Gangpositionen erzielt werden kann. Demgemäß ist, da
das Drehzahlverhältnis
von dem Automatikgetriebe 20 über die benachbarten Gangpositionen
kontinuierlich variabel ist, das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem
Antriebsgerät 10 kontinuierlich
variabel.
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3 zeigt
eine kolineare Darstellung, bei der mit geraden Linien eine Beziehung
zwischen den Drehzahlen der Drehelemente gezeigt ist, die bei jeder
der Gangpositionen des Antriebsgeräts 10 verschieden
sind. Das Antriebsgerät 10 ist
durch den Kraftverteilmechanismus 16, der als der kontinuierlich
variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt fungiert,
und das Automatikgetriebe 20 gebildet, das als der schrittweise
variable Schaltabschnitt oder der zweite Schaltabschnitt fungiert.
Die kolineare Darstellung von 3 ist ein
rechtwinkliges zweidimensionales Koordinatensystem, bei dem die Übersetzungsverhältnisse ρ von den
Planetengetriebeeinheiten 24, 26, 28 und 30 entlang
der horizontalen Achse abgetragen sind, während die Relativdrehzahlen
der Drehelemente entlang der vertikalen Achse abgetragen sind. Eine
untere horizontale Linie X1 der drei horizontalen Linien zeigt die
Drehzahl mit dem Wert 0 und eine obere horizontale Linie X2 zeigt die
Drehzahl von 1,0 d. h. eine Betriebsdrehzahl NE von
dem Verbrennungsmotor 8, der mit der Antriebsvorrichtungseingangswelle 14 verbunden
ist. Die horizontale Linie XG zeigt die Drehzahl von dem Übertragungselement 18.
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Von
drei vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3, die den drei Elementen des
Kraftverteilmechanismus 16 entsprechen, ist jeweils von
links die Relativdrehzahl von dem zweiten Drehelement (zweites Element) RE2
in der Form des ersten Sonnenrades S1, von einem ersten Drehelement
(erstes Element) RE1 in der Form des ersten Trägers CA1 bzw. von einem dritten Drehelement
(drittes Element) RE3 in der Form von dem ersten Hohlrad R1 gezeigt.
Die Abstände
zwischen benachbarten Linien der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3
sind entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1 der ersten
Planetengetriebeeinheit 24 bestimmt. D. h. wenn der Abstand
zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 auf „1" gesetzt ist, entspricht der Abstand
zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ1.
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Des
weiteren zeigen fünf
vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8, die jeweils dem Automatikgetriebe 20 entsprechen,
von links die Relativdrehzahlen von einem vierten Drehelement (viertes
Element) RE4, einem fünften
Drehelement (fünftes
Element) RE5, einem sechsten Drehelement (sechstes Element) RE6,
einem siebenten Drehelement (siebentes Element) RE7 und einem achten
Drehelement (achtes Element) RE8. Das vierte Drehelement RE4 hat die
Form des zweiten und dritten Sonnenrades S2 und S3, die einstückig miteinander
fixiert sind, das fünfte
Drehelement hat die Form des zweiten Trägers CA2 und das sechste Drehelement
RE6 ist in der Form des vierten Hohlrades R4. Das siebente Drehelement
RE7 hat die Form des zweiten Hohlrades R2 und des dritten und vierten
Trägers
CA3 und CA4, die einstückig
miteinander fixiert sind, und das achte Drehelement hat die Form
des dritten Hohlrades R3 und des vierten Sonnenrades S4, die einstückig miteinander
fixiert sind.
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Die
Abstände
zwischen benachbarten Linien der vertikalen Linien Y4 bis Y8 werden
durch die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 der zweiten, dritten
und vierten Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 bestimmt.
D. h., wie es in 3 gezeigt ist, entspricht für jeweils
die zweite, die dritte und die vierte Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 der
Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger dem Wert „1", und der Abstand
zwischen dem Träger und
dem Hohlrad entspricht dem Übersetzungsverhältnis ρ.
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Durch
die kolineare Darstellung von 3 wird ausgedrückt, dass
das Antriebsgetriebe 10 von diesem Ausführungsbeispiel bei dem Kraftverteilmechanismus
(kontinuierlich variabler Schaltabschnitt) 16 so angeordnet
ist, dass das erste Drehelement RE1 (der erste Träger CA1),
das eines der drei Drehelemente von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 ist,
an der Antriebsgeräteingangswelle 14 fixiert
ist und wahlweise mit dem ersten Sonnenrad S1 als ein anderes Drehelement
durch die Schaltkupplung C0 verbunden ist. Das zweite Drehelement
RE2 (das erste Sonnenrad S1) als ein anderes Drehelement ist an
dem ersten Elektromotor M1 fixiert und wahlweise an dem Gehäuse 12 fixiert
durch die Schaltbremse B0. Das dritte Drehelement RE3 (das erste
Hohlrad R1) als ein wiederum anderes Drehelement ist an dem Übertragungselement 18 und
dem zweiten Elektromotor M2 fixiert.
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Somit
wird die Drehung von der Antriebsgeräteingangsquelle 14 zu
dem Automatikgetriebe (schrittweise variabler Getriebeabschnitt) 20 über das Übertragungselement 18 übertragen
(eingegeben). Eine geneigte gerade Linie L0, die einen Schnittpunkt
zwischen den Linien Y2 und X2 passiert, repräsentiert eine Beziehung zwischen
den Drehzahlen des ersten Sonnenrades S1 und des ersten Hohlrades
R1.
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Die 4 und 5 zeigen
Darstellungen, die einem Teil des Kraftverteilmechanismus 16 von der
kolinearen Darstellung von 3 entsprechen. 4 zeigt
ein Beispiel von einem Betriebszustand von dem Kraftverteilmechanismus 16,
der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt worden ist,
wobei die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 in dem ausgerückten Zustand
gehalten sind. Die Drehzahl von dem ersten Sonnenrad S1, die durch
den Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und einer vertikalen
Linie Y1 repräsentiert
wird, wird erhöht
oder verringert durch ein Steuern einer Reaktionskraft, die sich
aus einer Energieerzeugung bei dem ersten Elektromotor M1 ergibt,
so dass die Drehzahl von dem ersten Hohlrad R1, die durch den Schnittpunkt
zwischen den Linien L0 und Y3 repräsentiert wird, erhöht oder
verringert wird.
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5 zeigt
ein Beispiel von einem Zustand des Kraftverteilmechanismus 16,
der in den fixierten Schaltzustand versetzt worden ist, wobei die
Schaltkupplung C0 in dem eingerückten
Zustand gehalten wird. Durch ein Verbinden des ersten Sonnenrades S1
und des ersten Trägers
CA1 drehen sich die drei Drehelemente als eine Einheit, wobei die
Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet ist, was dazu führt, dass
das Übertragungselement 18 sich
bei der gleichen Drehzahl wie die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors dreht. Wenn das Drehen des Übertragungselementes 18 durch
das Einrücken
der Schaltbremse B0 angehalten wird, wird die Drehzahl von dem ersten
Hohlrad R1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten
geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 repräsentiert
wird, d.h. die Drehung von dem Übertragungselement 18,
höher als die
Drehzahl NE des Verbrennungsmotors gestaltet und
zu dem Automatikgetriebe 20 übertragen.
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Bei
dem Automatikgetriebe 20 wird das vierte Drehelement RE4
wahlweise mit dem Übertragungselement 18 durch
die zweite Kupplung C2 verbunden und wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die
erste Bremse B1 fixiert, wird das fünfte Drehelement RE5 wahlweise
mit dem Gehäuse 12 durch
die zweite Bremse B2 fixiert und wird das sechste Drehelement RE6
wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die dritte
Bremse B3 fixiert. Das siebte Drehelement RE7 wird mit der Antriebsgerätausgangswelle 22 fixiert
und das achte Drehelement RE8 wird wahlweise mit dem Übertragungselement 18 über die
erste Kupplung C1 verbunden.
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Wie
dies in 3 gezeigt ist, wird bei dem Automatikgetriebe 20 bei
einem Einrücken
der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 die Drehzahl von
der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei
der Position des ersten Ganges durch einen Schnittpunkt zwischen
der geneigten geraden Linie L1 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert.
Hierbei passiert die geneigte gerade Linie L1 einen Schnittpunkt
zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl von dem achten
Drehelement RE8 anzeigt, und der horizontalen Linie X2, und einen
Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl
von dem sechsten Drehelement RE6 anzeigt, und der horizontalen Linie
X1.
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In ähnlicher
Weise wird die Drehzahl von der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei
der Position des zweiten Ganges durch einen Schnittpunkt zwischen einer
geneigten geraden Linie L2, die durch das Einrücken der ersten Kupplung C1
und der zweiten Bremse B2 bestimmt wird, und der vertikalen Linie
Y7 bestimmt, die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 anzeigt,
das mit der Antriebsgerätausgangswelle 22 fixiert
ist. Die Drehzahl von der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei
der Position des dritten Ganges wird durch einen Schnittpunkt zwischen
einer geneigten geraden Linie L3, die durch das Einrücken der
ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 bestimmt wird, und der
vertikalen Linie Y7 repräsentiert,
die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 anzeigt, das an
der Antriebsgerätausgangswelle 22 fixiert
ist. Die Drehzahl von der Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes bei
der Position des vierten Ganges wird durch einen Schnittpunkt zwischen
einer horizontalen Linie L4, die durch das Einrücken der ersten Kupplung C1
und der zweiten Kupplung C2 bestimmt wird, und der vertikalen Linie
Y7 repräsentiert,
die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 anzeigt, das an
der Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes fixiert ist.
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Bei
den Positionen des ersten bis vierten Ganges wird als ein Ergebnis
des Einrückens
der Schaltkupplung C0 die Kraft von dem Kraftverteilmechanismus 16 zu
dem achten Drehelement RE8 eingegeben, wobei die Drehzahl die gleiche
wie die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
ist. Wenn jedoch die Schaltkupplung B0 anstelle der Schaltkupplung
C0 einrückt,
wird, da die Kraft von dem Kraftverteilmechanismus 16 zu
dem achten Element RE8 mit einer Drehzahl eingegeben wird, die höher als
die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors ist,
die Drehzahl von der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei
der Position des fünften
Ganges durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie
L5 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert. Hierbei wird die
horizontale Linie L5 durch das Einrücken der ersten Kupplung C1,
der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 bestimmt, und die
vertikale Linie Y7 zeigt die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7
an, das an der Ausgangswelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl
von der Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes bei
der Position des Rückwärtsganges
R wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden
Linie LR, die durch das Einrücken
der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 bestimmt wird,
und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert,
die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 zeigt, das an der
Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes fixiert ist.
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6 zeigt
die Signale, die zu einer elektronischen Steuereinheit 40 eingegeben
werden, und die Signale, die von dieser ausgegeben werden, um das
Antriebsgerät 10 zu
steuern. Diese elektronische Steuervorrichtung 40 umfasst
einen so genannten Mikrocomputer, in dem eine CPU, ein ROM, ein
RAM und eine Eingangsschnittstelle/Ausgangsschnittstelle eingebaut
sind. Indem eine Signalverarbeitung gemäß Programmen, die in dem ROM
gespeichert sind, unter Ausnutzung einer vorübergehenden Datenspeicherfunktion
des ROM ausgeführt
werden, führt sie
Hybridantriebssteuerungen des Verbrennungsmotors 8 und
der Elektromotoren M1 und M2 und Antriebssteuerungen aus, wie beispielsweise
Schaltsteuerungen von dem Automatikgetriebe 20.
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Zu
der elektronischen Steuereinheit 40 werden von verschiedenen
in 6 gezeigten Sensoren und Schaltern verschiedene
Signale eingegeben, die folgende Signale umfassen: ein Signal, das
die Temperatur von dem Kühlwasser
des Verbrennungsmotors anzeigt, ein Signal, das die gewählte Betriebsposition
eines Schalthebels anzeigt, ein Signal, das die Betriebsdrehzahl
NE des Verbrennungsmotors 8 anzeigt,
ein Signal, das den eingestellten Wert der Übersetzungsverhältnisreihe
anzeigt, ein Signal, das einen Befehl für den M-Modus (Motorantriebsmodus) anzeigt,
ein Signal, das den Betriebszustand von einer Klimaanlage anzeigt,
ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Drehzahl
von der Antriebsgerätabgabewelle 22 anzeigt,
ein Signal, das die Arbeitsöltemperatur
von dem Automatikgetriebe (AT) 20 anzeigt, ein Signal,
das den betätigten Zustand
einer Handbremse anzeigt, ein Signal, das den betätigten Zustand
einer Fußbremse
anzeigt, ein Signal, das die Katalysatortemperatur anzeigt, ein Signal,
das den Betätigungsbetrag
von einem Gaspedal anzeigt, ein Signal, das den Nockenwinkel anzeigt,
ein Signal, das den Schneefahrmodus anzeigt, ein Signal, das den
Längsbeschleunigungswert
von dem Fahrzeug anzeigt, und ein Signal, das einen Auto-Cruise-Modus
(Selbstfahrmodus) anzeigt.
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Außerdem werden
folgende Signale eingegeben: ein Signal, das das Fahrzeuggewicht
anzeigt, ein Signal, das die Raddrehzahl von jedem Antriebsrad anzeigt,
ein Signal, das die Betätigung
von einem Schalter für
das schrittweise variable Schalten anzeigt, bei dem der Kraftübertragungsmechanismus 16 in
den fixierten Schaltzustand so versetzt wird, dass das Antriebsgerät 10 als
das schrittweise variable Getriebe fungiert, ein Signal, das die
Betätigung von
einem Schalter für
das kontinuierlich variable Schalten anzeigt, bei dem der Kraftübertragungsmechanismus 16 in
den kontinuierlich variablen Schaltzustand so versetzt wird, dass
das Antriebsgerät 10 als
das kontinuierlich variable Getriebe fungiert, ein Signal, das die
Drehzahl NM1 von dem ersten Elektromotor
M1 anzeigt, und ein Signal, das die Drehzahl NM2 von
dem zweiten Elektromotor M2 anzeigt.
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Von
der elektronischen Steuervorrichtung 40 werden verschiedene
Signale ausgegeben, die folgende Signale umfassen: ein Signal zum
Antreiben eines Drosselaktuators zum Steuern eines Öffnungsbetrages
von einem Drosselventil, ein Signal zum Einstellen eines Aufladedrucks
(Turbolader); ein Signal zum Betreiben der elektrischen Klimaanlage;
ein Signal zum Steuern der Zündzeit
des Verbrennungsmotors 8; Signale zum Betätigen der
Elektromotoren M1 und M2; ein Signal zum Betätigen einer Schaltbereichsanzeige,
die den gewählten
Betriebsbereich von dem Schalthebel anzeigt; ein Signal zum Betätigen einer Übersetzungsverhältnis-Anzeige
zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses;
ein Signal zum Betätigen
einer Schneemodusanzeige zum Anzeigen der Wahl des Schneeantriebsmodus;
ein Signal zum Betätigen
eines ABS-Aktuators für
das Antiblockierbremsen der Räder
und ein Signal zum Betätigen
einer M-Modus-Anzeige zum Anzeigen der Wahl von dem M-Modus.
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Außerdem werden
Signale ausgegeben, die die per Solenoid betriebenen Ventile betätigen, die
in der Hydrauliksteuereinheit 42 eingebaut sind, die vorgesehen
ist, um die hydraulischen Aktuatoren von den hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen
von dem Kraftverteilmechanismus 16 und dem Automatikgetriebe 20 hydraulisch
zu betätigen, ein
Signal zum Betätigen
einer elektrischen Ölpumpe,
die als eine Hydraulikdruckquelle für die Hydrauliksteuereinheit 42 verwendet
wird, ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizeinrichtung
und ein Signal, das zu einem Fahrsteuercomputer geleitet wird.
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7 zeigt
eine Funktionsblockdarstellung zur Erläuterung der Hauptsteuerfunktionen,
die durch die elektronische Steuereinheit 40 ausgeführt werden.
Eine Schaltsteuereinrichtung 50 bestimmt, ob der Fahrzeugzustand
der kontinuierlich variable Schaltbereich, bei dem das Antriebsgerät 10 in
den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt worden ist,
oder der schrittweise variable Schaltbereich ist, bei dem selbiges
in den schrittweise variablen Schaltzustand versetzt worden ist,
auf der Grundlage einer Beziehung, die in 8 und in 9 gezeigt
ist und zuvor gespeichert worden ist. Bei der Anwendung der Beziehung
(Schalttabelle) von 8 wird der Fahrzeugzustand auf
der Grundlage der tatsächlichen Betriebsdrehzahl
NE des Verbrennungsmotors 8 und
einem sich auf die Antriebskraft beziehenden Wert bestimmt, das
sich auf die Antriebskraft von dem Hybridfahrzeug bezieht, wie beispielsweise
das abgegebene Moment TE von dem Verbrennungsmotor.
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Bei
der in 8 gezeigten Beziehung werden drei Bereiche als
der schrittweise variable Steuerbereich eingestellt, d.h. ein Bereich
mit einem hohen Moment (Drehmoment), ein Bereich mit einer hohen
Drehzahl und ein Bereich mit einer hohen Leistung. In dem Bereich
mit hohem Moment (Bereich mit hoher Leistung während der Fahrt) ist das abgegebene
Moment TE von dem Verbrennungsmotor 8 nicht geringer
als ein vorbestimmter Wert TE1, in dem Bereich
mit hoher Drehzahl (Bereich mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit) ist
die Drehzahl NE von dem Verbrennungsmotor
nicht geringer als ein vorbestimmter Wert NE1,
d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit ist eine der Fahrzeugbedingungen,
die durch die Drehzahl von dem Verbrennungsmotor bestimmt wird,
und das Gesamtschaltverhältnis γT ist nicht
geringer als der vorbestimmte Wert, und in dem Bereich mit hoher
Leistung ist die Verbrennungsmotorabgabeleistung, die durch das
abgegebene Moment TE und die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 8 bestimmt
wird, nicht geringer als ein vorbestimmter Wert.
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Demgemäß wird die
schrittweise variable Schaltsteuerung für das vergleichsweise hohe
Drehmoment die vergleichsweise hohe Drehzahl oder die vergleichsweise
hohe Leistung von dem Verbrennungsmotor 8 so bewirkt, dass
die Drehzahl von dem Verbrennungsmotor 8 sich rhythmisch
im Ansprechen auf die Änderungen
der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors ändert, d.h.
ein Schalten bei einem Heraufschalten. Anders ausgedrückt wird
bei der Fahrt mit hoher Leistung im Hinblick auf die Priorität der Anforderung
des Fahrers, die eher bei der Antriebskraft als bei dem Kraftstoffverbrauch
liegt, das Antriebsgerät 10 eher
in den schrittweise variablen Schaltzustand (fixierter Schaltzustand)
als in den kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet. Dadurch
kann der Fahrer sich der rhythmischen Änderung der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors erfreuen.
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Im
Gegensatz dazu wird in dem normalen Leistungsbereich des Verbrennungsmodus,
d.h. bei dem vergleichsweise niedrigen Drehmoment, der vergleichsweise
niedrigen Drehzahl oder der vergleichsweise niedrigen Leistung des
Verbrennungsmotors 8 die kontinuierlich variable Schaltsteuerung bewirkt.
Eine Grenzlinie in 8 zwischen dem schrittweise
variablen Steuerbereich und dem kontinuierlich variablen Steuerbereich
entspricht einer Bestimmungslinie für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit,
die eine Reihe von Bestimmungspunkten für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit
ist, und einer Bestimmungslinie für eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit,
die eine Reihe von Punkten zur Bestimmung einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
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Andererseits
wird unter Verwendung der in 9 gezeigten
Beziehung die vorstehend erläuterte Bestimmung
auf der Grundlage der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit
V und des abgegebenen Momentes TOUT als
ein sich auf die Antriebskraft beziehender Wert ausgeführt. In 9 zeigt
eine gestrichelte Linie eine Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit
V1 und ein Bestimmungsabgabemoment T1 zum Definieren der vorbestimmten
Bedingung zum Schalten der kontinuierlich variablen Steuerung zu
der schrittweise variablen Steuerung. Eine Strichpunktlinie mit
zwei Punkten zeigt die Bedingung zum Ändern der schrittweise variablen
Steuerung in die kontinuierlich variable Steuerung. Wie dies offensichtlich ist,
ist eine Hysterese zwischen dem schrittweise variablen Steuerbereich
und dem kontinuierlich variablen Steuerbereich vorgesehen. In 9 ist
ein Bereich, der sich an der Seite eines niedrigeren Abgabemomentes
und an der Seite einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit als die
Grenzlinie befindet, die durch eine dicke Linie gezeigt ist, ein
Motorlaufbereich für
das Fahrzeug, in dem es durch die Antriebskraft des Elektromotors
fährt.
In 9 sind die Schaltlinien mit der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und dem Abgabemoment TOUT als der Parameter
ebenfalls gezeigt.
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Die
Schaltsteuereinrichtung 50 gibt, wenn der schrittweise
variable Schaltbereich bestimmt wird, einen Befehl zu der Hybridsteuereinrichtung 52 aus,
um die Hybridsteuerung oder kontinuierlich variable Schaltsteuerung
dadurch zu verhindern, und gibt einen Befehl zu der schrittweise
variablen Schaltsteuereinrichtung 54 aus, um den vorbestimmten Schaltvorgang
auszuführen.
Die schrittweise variable Schaltsteuereinrichtung 54 führt bei
einer Bestimmung gemäß 8 die
automatische Schaltsteuerung in Übereinstimmung
mit dem (nicht dargestellten) Schaltdiagramm aus, das zuvor gespeichert worden
ist. Sie führt
die automatische Schaltsteuerung bei einer Bestimmung gemäß 9 gemäß dem dort
gezeigten Schaltdiagramm aus.
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2 zeigt
die Betriebskombinationen der hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen,
d.h. der Kupplungen C0, C1, C2 und der Bremsen B0, B1, B2 und B3,
die bei der Schaltsteuerung gewählt
werden. Bei einer Position von den Positionen des ersten Ganges
bis zu der Position des vierten Ganges von diesem schrittweise variablen automatischen
Schaltsteuermodus fungiert der Kraftverteilmechanismus 16 als
ein Hilfsgetriebe mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis γ0 mit einem Wert
von 1 bei einem Einrücken
der Schaltkupplung C0. Bei der Position des fünften Ganges fungiert, indem
die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt ist,
der Kraftverteilmechanismus 16 als ein Hilfsgetriebe mit
einem feststehenden Drehzahlverhältnis γ0 von ungefähr 0,7.
Somit fungiert bei dem schrittweise variablen automatischen Schaltsteuermodus
das Antriebsgerät 10,
das den als ein Hilfsgetriebe fungierenden Kraftverteilmechanismus 16 und
das Automatikgetriebe 20 aufweist, insgesamt als ein so
genanntes Automatikgetriebe.
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Der
vorstehend erwähnte
sich auf die Antriebskraft beziehende Wert ist ein Parameter, der
der Antriebskraft des Fahrzeuges entspricht und der das Antriebsdrehmoment
oder die Antriebskraft an dem Antriebsrad sein kann. Außerdem kann
er ein Abgabemoment TOUT des Automatikgetriebes 20,
ein Abgabemoment TE des Verbrennungsmotors,
ein Beschleunigungswert des Fahrzeugs, ein tatsächlicher Wert wie beispielsweise
das Abgabemoment TE des Verbrennungsmotors,
der auf der Grundlage des Betätigungswinkels
von dem Gaspedal oder dem Öffnungswinkel
von dem Drosselventil (oder der Menge an Einlassluft, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder
der Kraftstoffeinspritzmenge) und der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
berechnet wird, oder ein abgeschätzter
Wert wie beispielsweise das Abgabemoment TE des
Verbrennungsmotors oder eine angeforderte Fahrzeugantriebskraft,
die auf der Grundlage des Betätigungsbetrages
des Gaspedals durch den Fahrer des Fahrzeuges oder durch den Betätigungswinkel
des Drosselventils berechnet wird, sein. Das Fahrzeugantriebsmoment
kann auf der Grundlage von nicht nur dem Abgabemoment Tour etc.
sondern auch auf der Grundlage des Verhältnisses einer Differenzialgetriebevorrichtung
und dem Radius der Antriebsräder 38 berechnet
werden oder es kann direkt durch einen Momentsensor oder dergleichen
erfasst werden. Dies gilt für
jedes der vorstehend erwähnten Momente.
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Andererseits
gibt, wenn der kontinuierlich variable Steuerbereich bestimmt wird,
die Schaltsteuereinrichtung 50 einen Befehl zu der Hydrauliksteuerschaltung 42,
die beispielsweise an einem unteren Abschnitt des Automatikgetriebes 20 angeordnet
ist, aus, um die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 ausrücken zu
lassen, um den Kraftverteilmechanismus 16 in den kontinuierlich
variablen Schaltbereich zu versetzen. Außerdem gibt die Schaltsteuereinrichtung 50 gleichzeitig
zu dem vorstehend erwähnten
Befehl zu der Hydrauliksteuerschaltung 42 zum Ausrücken der
Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 ein Signal zu der Hybridsteuereinrichtung 52 aus
zum Ermöglichen
der Hybridsteuerung und zu der schrittweise variablen Schaltsteuereinrichtung 54 eines
der folgenden zwei Signale.
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Eines
dieser Signale ist das Signal zum Halten des Automatikgetriebes 20 in
der Gangposition bei zuvor eingestellten kontinuierlich variablem Schalten
und das andere Signal ist ein Signal zum Ermöglichen eines automatischen
Schaltens gemäß dem Schaltdiagramm,
das zuvor gespeichert worden ist. In dem letztgenannten Fall bewirkt
die variable schrittweise Schaltsteuereinrichtung 54 das
automatische Schalten, indem in geeigneter Weise die Kombinationen
der Kupplungen und Bremsen, die in der Betriebstabelle von 2 gezeigt
sind, gewählt
werden, mit Ausnahme der Kombination eines Einrückens von sowohl der Schaltkupplung
C0 als auch der Bremse B0.
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Somit
kann durch die Funktionen des Kraftverteilmechanismus 16 als
das kontinuierlich variable Getriebe und des Automatikgetriebes,
das in Reihe mit diesem verbunden ist als das schrittweise variable
Getriebe, die Antriebskraft in einer geeigneten Größe erzielt
werden. Außerdem
wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, die Drehzahl, die zu
dem Automatikgetriebe 20 eingegeben wird, das entweder
in der Position des ersten Ganges, des zweiten Ganges, des dritten
Ganges oder des vierten Ganges versetzt worden ist, d.h. die Drehzahl
von dem Übertragungselement 18,
kontinuierlich so geändert,
dass die Schaltverhältnisbreite
für das
kontinuierliche Schalten für
jede Position der Gangpositionen erzielt werden kann. Demgemäß ist, da
das Drehzahlverhältnis
von dem Automatikgetriebe 20 über die benachbarten Gangpositionen
kontinuierlich variabel ist, das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem
Antriebsgerät 10 kontinuierlich
variabel.
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Die
Hybridsteuereinrichtung 52 steuert den Elektromotor 8 so,
dass er in dem Bereich mit hoher Effizienz arbeitet, und steuert
den ersten Elektromotor M1 und den zweiten Elektromotor M2 so, dass
ein optimales Verhältnis
der Antriebskräfte
von dem Verbrennungsmotor 8, dem ersten Elektromotor M1 und/oder
dem zweiten Elektromotor M2 sich ergibt. Beispielsweise berechnet
die Hybridsteuereinrichtung 52 die abgegebene Leistung
gemäß der Anforderung
durch den Fahrer bei der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeuges auf der Grundlage des Betätigungsbetrages des Gaspedals
und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit und sie berechnet eine erforderliche
Antriebskraft auf der Grundlage der erforderlichen Leistung, die
berechnet wird, und eines erforderlichen Belastungsbetrages durch
den ersten Elektromotor M1. Auf der Grundlage der berechneten erforderlichen
Antriebskraft berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 die
erwünschte
Drehzahl NE und die Gesamtleistung von dem
Verbrennungsmotor 8 und steuert die tatsächliche
Leistung von dem Verbrennungsmotor 8 und die durch den
ersten Elektromotor M1 erzeugte Elektrizitätsmenge gemäß der berechneten erwünschten
Drehzahl und der Gesamtleistung des Verbrennungsmotors. Die Hybridsteuereinrichtung 52 bewirkt
die vorstehend erwähnte
Hybridsteuerung unter Berücksichtigung
der Gangposition von dem Automatikgetriebe 20, die gegenwärtig gewählt worden
ist, oder befiehlt das Schalten des Automatikgetriebes 20,
um den Kraftstoffverbrauch von dem Verbrennungsmotor zu verbessern.
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Bei
einer derartigen Hybridsteuerung wird der Kraftverteilmechanismus 16 so
gesteuert, dass er als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich
variable Getriebe fungiert für
die optimale Koordination der Drehzahl NE für einen
effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 8 und der Drehzahl
von dem Übertragungselement 18,
die sowohl durch die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die gewählte Gangposition von
dem Automatikgetriebe 20 bestimmt wird. Das heißt die Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt
einen Sollwert von dem Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Antriebsgerätes 10 so,
dass der Verbrennungsmotor 8 gemäß einer Kurve mit höchster Kraftstoffökonomie betrieben
wird, die zuvor gespeichert worden ist und die sowohl das Fahrverhalten
als auch die höchste Kraftstoffökonomie
des Verbrennungsmotors 8 beim Fahren bei dem kontinuierlich
variablen Schalten erfüllt.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 steuert das Schaltverhältnis (bzw.
Drehzahlverhältnis) γ0 von dem
Kraftaufteilmechanismus 16 so, dass der Sollwert von dem
Gesamtdrehzahlverhältnis γT erreicht wird,
so dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches gesteuert werden kann, beispielsweise
zwischen 13 und 0,5.
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Bei
der Hybridsteuerung steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 einen
Wandler 58 derart, dass die durch den ersten Elektromotor
M1 erzeugte elektrische Energie zu einer Vorrichtung 60 zum
Speichern von elektrischer Energie und dem zweiten Elektromotor
M2 über
diesen geliefert wird. Daher wird ein hauptsächlicher Anteil von der Antriebskraft, die
bei dem Elektromotor 8 erzeugt wird, mechanisch zu dem Übertragungselement 18 übertragen,
während
der Rest von der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor M1
so verbraucht wird, dass er zu der elektrischen Energie umgewandelt
wird, die durch den Wandler 58 zu dem zweiten Motor M2
geliefert wird oder anschließend
durch den ersten Elektromotor M1 verbraucht wird. Die Antriebskraft,
die durch das Betreiben von dem zweiten Elektromotor M2 oder dem
ersten Elektromotor M1 mit der elektrischen Energie erzeugt wird,
wird zu dem Übertragungselement 18 übertragen.
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Die
Bauteile, die sich von der Erzeugung bis zu dem Verbrauch der elektrischen
Energie durch den zweiten Elektromotor M2 beziehen, bilden den elektrischen
Pfad zum Umwandeln der Energie, die bei dem Verbrennungsmotor 8 erzeugt
wird, in die elektrische Energie, wobei dann die elektrische Energie
in mechanische Energie umgewandelt wird. Des Weiteren führt die
Hybridsteuereinrichtung 52 das Motorlaufen, bei dem das
Fahrzeug gestartet wird und durch die elektrische CVT- Funktion von dem Kraftverteilmechanismus 16 angetrieben
wird, unabhängig
von dem angehaltenen Zustand oder dem Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors 8,
aus.
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In
dem normalen Leistungsbereich des Verbrennungsmotors, bei dem das
Fahrzeug bei der niedrigeren/mittleren Geschwindigkeit und bei der niedrigeren/mittleren
Leistung fährt,
wird der Kraftverteilmechanismus 16 in den kontinuierlich
variablen Schaltzustand durch die Schaltsteuereinrichtung 50,
die Hybridsteuereinrichtung 52 und die schrittweise variable
Schaltsteuereinrichtung 54 versetzt, um die Kraftstoffökonomiequalität des Fahrzeugs
sicher zu stellen. Bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit oder
in dem Hochdrehzahlbereich des Verbrennungsmotors 8 wird
der Kraftaufteilmechanismus 16 in den fixierten Schaltzustand
durch selbige versetzt, um die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 hauptsächlich durch
den mechanischen Kraftübertragungspfad
zu dem Antriebsrad 38 zu übertragen. Somit wird der Verlust,
der bei der Umwandlung zwischen Kraft und Elektrizität auftritt,
unterdrückt,
um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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10 zeigt
ein Beispiel von einer Schaltvorrichtung 46, die eine manuell
betätigbare
Schaltvorrichtung ist. Sie ist beispielsweise seitlich benachbart
zu einem Fahrersitz angeordnet und hat einen Schalthebel 48,
der manuell betätigt
wird, um einen aus der Vielzahl von Gangpositionen zu wählen, die eine
Parkposition P, eine Rückwärtsfahrposition
R, eine neutrale Position N, eine automatische Vorwärtsfahrschaltposition
D (drive) und eine manuelle Vorwärtsfahrschaltposition
M umfassen. Bei der Parkposition P wird das Antriebsgerät 10 d.h.
das Automatikgetriebe 20 in einen neutralen Zustand versetzt,
bei dem der Kraftübertragungspfad
getrennt ist, wobei die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 ausgerückt sind,
und gleichzeitig die Antriebsgerätabgabewelle 22 von
dem Automatikgetriebe 20 in den arretierten Zustand versetzt
wird. Bei der Rückwärtsfahrposition
R wird das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung
angetrieben und bei der neutralen Position N wird das Antriebsgerät 10 in
den neutralen Zustand versetzt.
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Die
Parkposition P und die neutrale Position N sind Nicht-Fahrpositionen,
die dann gewählt
werden, wenn das Fahrzeug nicht fährt, während die Rückwärtsfahrposition R und die automatische
und die manuelle Vorwärtsfahrschaltposition
D und M Fahrpositionen sind, die dann gewählt werden, wenn das Fahrzeug
fährt.
Die automatische Vorwärtsfahrschaltposition
D sieht die Position mit höchster
Geschwindigkeit vor, und die Positionen „4" bis „L", die dabei wählbar sind, sind Verbrennungsmotorbremspositionen
zum Erzielen eines Verbrennungsmotorbremsens.
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Die
manuelle Vorwärtsfahrschaltposition
M befindet sich an der gleichen Position wie die automatische Vorwärtsfahrschaltposition
D in der Fahrzeuglängsrichtung
und ist von der automatischen Vorwärtsfahrschaltposition D beabstandet
oder benachbart in der Fahrzeugseitenrichtung. Der Schalthebel 48 wird
zu der manuellen Vorwärtsfahrschaltposition
M betätigt,
um manuell eine der Positionen „D" bis „L" zu wählen. Genauer gesagt ist der
Schalthebel 48 von der manuellen Vorwärtsfahrschaltposition M zu
einer Heraufschaltposition „+" und einer Herabschaltposition „–„ bewegbar,
die von einander in der Längsrichtung
beabstandet sind. Jede Bewegung des Schalthebels 48 zu
der Heraufschaltposition „+" oder zu der Herabschaltposition „–„ ändert die gegenwärtig gewählte Position
in irgendeine der Positionen „D" bis „L".
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Die
fünf Positionen „D" bis „L" bei der Position „M" sind eine Vielzahl
an Arten von Schaltpositionen, bei denen die Gesamtschaltverhältnisse γT an der
Hochgeschwindigkeitsseite (minimale Seite des Schaltverhältnisses)
in einem variablen Bereich des Gesamtschaltverhältnisses γT verschieden sind, das durch
das Automatikgetriebe 20 bei der automatischen Schaltsteuerung
erzielbar ist. Sie begrenzen den schaltbaren Bereich von der Schaltposition (Gangposition)
so, dass die Schaltpositionen an der maximalen Geschwindigkeitsseite,
die durch das Schalten des Automatikgetriebes 20 erzielbar
sind, verschieden sind. Der Schalthebel 48 ist durch eine Vorspanneinrichtung
wie beispielsweise eine Feder so vorgespannt, dass er automatisch
aus der Heraufschaltposition „+" und der Herabschaltposition „–„ zu der
manuellen Vorwärtsfahrschaltposition
M zurückkehrt.
Die Schaltvorrichtung 46 ist mit (nicht dargestellten)
Schaltpositionssensoren versehen, um jede geschaltete Position von
dem Schalthebel 48 zu erfassen, wobei die Position von
dem Schalthebel 48 und die Zahl des Schaltvorganges von
dem Schalthebel 48 bei der manuellen Vorwärtsschaltposition „M" zu der elektronischen
Steuervorrichtung 40 ausgegeben werden.
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Wenn
beispielsweise der Schalthebel 48 so betätigt worden
ist, dass er zu der automatischen Vorwärtsfahrschaltposition „D" versetzt worden
ist, bewirkt die Schaltsteuereinrichtung 50 eine automatische
Schaltsteuerung von dem Antriebsgerät 10, wobei die Hybridsteuereinrichtung 52 die
kontinuierlich variable Schaltsteuerung von dem Kraftverteilmechanismus 16 bewirkt
und die schrittweise variable Schaltsteuereinrichtung 54 die
automatische Schaltsteuerung von dem Automatikgetriebe 20 bewirkt.
Beispielsweise wird beim Versetzen in den schrittweise variablen
Schaltzustand für
ein Fahren mit einem schrittweise variablen Schalten das Schalten
von dem Antriebsgerät 10 automatisch
so gesteuert, dass eine geeignete Gangposition von der ersten Gangposition
bis zur fünften
Gangposition gewählt wird,
wie dies in 2 gezeigt ist.
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Beim
Versetzen in den kontinuierlich variablen Schaltbereich für das Fahren
mit einem kontinuierlich variablen Schalten wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem
Antriebsgerät 10 so
gesteuert, dass es innerhalb des vorbestimmten Bereiches kontinuierlich
variabel ist, der durch die Schaltverhältnisbreite von dem Kraftaufteilmechanismus 16 kontinuierlich
variabel erhalten wird, und eine Gangposition von dem ersten Gang
bis zu dem vierten Gang von dem Automatikgetriebe 20 automatisch
gesteuert wird. Die automatische Vorwärtsfahrposition „D" ist eine Position,
die gewählt
wird, um einen automatischen Schaltmodus (Automatikmodus) zu errichten, bei
dem das Antriebsgerät 10 automatisch
geschaltet wird.
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Wenn
der Schalthebel 48 zu der manuellen Vorwärtsfahrschaltposition „M" betätigt wird,
wird das Schalten von dem Antriebsgerät 10 durch die Schaltsteuereinrichtung 50,
die Hybridsteuereinrichtung 52 und die schrittweise variable
Schaltsteuereinrichtung 54 derart automatisch gesteuert,
dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches variiert, der durch jede Schaltposition
von dem Antriebsgerät 10 erzielbar
ist, so dass die Schaltposition oder das Schaltverhältnis (bzw.
Drehzahlverhältnis)
an der maximalen Seite von dem Schaltbereich nicht überschritten
wird. Wenn das Antriebsgerät
in beispielsweise den schrittweise variablen Schaltzustand versetzt
wird, wird das Schalten von dem Antriebsgerät 10 automatisch innerhalb
des vorbestimmten Bereiches des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT gesteuert.
Bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand für ein Fahren mit einem kontinuierlich
variablen Schalten wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem Antriebsgerät 10 so
gesteuert, dass es innerhalb des vorbestimmten Bereiches in jeder
Schaltposition kontinuierlich variabel ist, die durch die Schaltverhältnisbreite
von dem Kraftaufteilmechanismus 16 kontinuierlich variabel
erzielt wird, und eine Gangposition von dem ersten Gang bis zu dem
vierten Gang von dem Automatikgetriebe 20 wird automatisch
gesteuert. Die manuelle Vorwärtfahrposition „M" ist eine Position,
die gewählt wird,
um einen manuellen Schaltmodus (manueller Modus) zu verwirklichen,
bei dem die gewählten Gangpositionen
von dem Antriebsgerät 10 manuell gewählt werden.
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11 zeigt
eine Querschnittsansicht von wesentlichen Teilen des Antriebsgerätes 10.
Wie dies in 11 gezeigt ist, hat das Antriebsgerät 10 das Gehäuse 12,
das ein erstes Gehäuse 12a zum
Unterbringen des ersten Elektromotors M1 und des Kraftaufteilmechanismus 16 und
ein zweites Gehäuse 12b zum
Unterbringen des zweiten Elektromotors M2 und des Automatikgetriebes 20 aufweist,
das nicht gezeigt ist. Außerdem
bilden das erste Gehäuse 12a und
der erste Elektromotor M1 und der Kraftverteilmechanismus 16,
die in diesem untergebracht sind, eine erste Einheit 70.
Das zweite Gehäuse 12b und der
zweite Elektromotor M2 und das Automatikgetriebe 20, die
in diesem untergebracht sind, bilden eine zweite Einheit 100.
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Das
erste Gehäuse 12a,
das einen Außendurchmesserumriss
hat, der im Wesentlichen in einer zylindrischen Form ausgebildet
ist, hat einen Außendurchmesserabschnitt
mit annähernd
gleich bleibendem Außendurchmesser
zum Unterbringen des Kraftaufteilmechanismus 16 und einen
anderen Außendurchmesserabschnitt,
dessen Durchmesser zu dem Verbrennungsmotor 8 (in der Zeichnung
nach links) hin in einem Bereich zunimmt, in dem der erste Elektromotor
M1 untergebracht ist. Darüber
hinaus sind beide Seiten von dem ersten Gehäuse 12a in einer axialen
Richtung offen und eine erste Stützwand 72 ist
einstückig
mit diesem ausgebildet. Die erste Stützwand 72 fungiert
auch als eine Teilungswand oder Trennwand 72.
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Die
erste Stützwand 72 weist
einen vertikalen Abschnitt 72a, der im Wesentlichen senkrecht
zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 ist,
und einen röhrenartigen
Abschnitt 72b auf, von dem ein axiales Ende mit einem Innenumfangsende
von dem vertikalen Abschnitt 72a verbunden ist und der
sich zu der ersten Planetengetriebeeinheit 24 hin erstreckt.
Der röhrenartige
Abschnitt 72b hat eine Mittelachse, entlang der eine Durchgangsbohrung 73 so
ausgebildet ist, dass sie sich in einer axialen Richtung erstreckt. Indem
das erste Gehäuse 12a durch
die erste Stützwand 72 geteilt
ist, ist das erste Gehäuse 12a in einen
ersten Unterbringungsraum 74, der zu dem Verbrennungsmotor 8 gewandt
ist zum Zwecke des Unterbringens von dem ersten Motor M1, und einen zweiten
Unterbringungsraum 76 geteilt, in dem der Kraftverteilmechanismus 16 untergebracht
wird. Außerdem
ist der erste Elektromotor M1 in dem ersten Unterbringungsraum 74 von
der linken Seite in der Zeichnung aus untergebracht und der Kraftverteilmechanismus 16 ist
in dem zweiten Unterbringungsraum 76 von der rechten Seite
in der Zeichnung untergebracht.
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Des
Weiteren hat das erste Gehäuse 12a einen
ringartigen Vorsprung 78, der zu dem Verbrennungsmotor 8 hin
parallel zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 hin
axial vorragt, um zu ermöglichen, dass
der erste Unterbringungsraum 74 einen annähernd gleich
bleibenden Durchmesser aufweist. Eine Deckelabdeckplatte 80 hat
einen Außenumfang,
der an dem ringartigen Vorsprung 78 in Anlageeingriff mit diesem
fixiert ist.
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Der
erste Elektromotor M1 weist einen ersten Stator (ortsfester Teil),
einen ersten Rotor (Rotator) 84 und eine erste Rotorstützwelle
(Drehwelle) 86 auf, die mit dem ersten Rotor 84 als
eine Einheit ausgebildet ist. Die erste Stützwand 72 fungiert
als ein Stützelement
und eine Innenumfangswand von der ersten Stützwand 72 stützt ein
Ende d.h. ein Ende, das zu ihr gewandt ist, von der ersten Rotorstützwelle 86 über ein
Lager 88. Außerdem
ist das andere Ende von der ersten Rotorstützwelle 86 durch die
Deckelabdeckplatte 80 mittels eines Lagers 90 gestützt.
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Die
Sonnenradwelle 92 fungiert als eine Kraftübertragungswelle,
durch die der erste Elektromotor M1 und die erste Planetengetriebeeinheit 24 miteinander
so verbunden sind, dass sie zu einer Kraftübertragung in der Lage sind.
Die Sonnenradwelle 92 ist mit dem ersten Sonnenrad S1 als
eine Einheit ausgebildet und erstreckt sich zu dem Innenumfangsbereich
der ersten Rotorstützwelle 86 durch die
Durchgangsbohrung 73, die an der Mitte von der Teilungswand 72 ausgebildet
ist. Die Sonnenradwelle 92 hat ein Ende, das der ersten
Rotorstützwelle 86 zugewandt
ist und das mit einem Ende der ersten Rotorstützwelle 86 in einem
Bereich, der näher
zu der Teilungswand 72 hin sich befindet, mittels eines
Keils 158 gekuppelt ist zum Zwecke einer einstückigen Drehung
der Sonnenradwelle 92 und der ersten Rotorstützwelle 86.
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Die
Antriebsgeräteingangswelle 14 ist
relativ zu der ersten Rotorstützwelle 86 und
der Sonnenradwelle 92 an der Mittelachse von dem ersten
Gehäuse 12a im
Inneren von der Rotorstützwelle 86 und
der Sonnenradwelle 92 drehbar. Außerdem ist ein Ende von der
Antriebsgeräteingangswelle 14 mit
dem ersten Träger
CA1 einstückig
verbunden. Somit fungiert die Antriebsgeräteingangswelle 14,
die mit dem ersten Träger
CA1 einstückig
verbunden ist, auch als eine Eingangswelle von der ersten Planetengetriebeeinheit 24.
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Eine
ringartige Platte 94 ist an der Innenumfangswand von dem
ersten Hohlrad R1 der ersten Planetengetriebeeinheit 24 an
einem Ende von diesem befestigt, das zu der zweiten Einheit 100 gewandt
ist, d.h. in einem Bereich, der zu der ersten Stützwand 72 entgegengesetzt
ist, so dass sich eine Unbeweglichkeit in der axialen Richtung und
in der Umfangsrichtung ergibt. Die ringartige Platte 94 erstreckt
sich in einer Richtung, die senkrecht zu der Mittelachse von der
Antriebsgeräteingangswelle 14 steht,
und hat eine Achse, die mit einer Bohrung ausgebildet ist. Die erste
Planetengetriebeeinheit 24 hat eine Ausgangswelle (d.h.
eine Ausgangswelle von dem Kraftverteilmechanismus 16) 96,
die einen röhrenartigen
Wellenabschnitt 96a, der zu der zweiten Einheit 100 hin
d.h. in einer Richtung vorragt, die entgegengesetzt zu der ersten
Stützwand 72 ist,
und einen Flansch-Abschnitt 96b hat, der radial von dem Wellenabschnitt 96a nach außen an einer
Position vorragt, die näher
zu der ersten Planetengetriebeeinheit 24 ist. Der Flansch-Abschnitt 96b ist
mit der ringartigen Platte 94 verbunden, so dass die Ausgangswelle 94 und
die ringartige Platte 94 sich als eine Einheit drehen.
Die Schaltkupplung C0 ist zwischen der ersten Stützwand 72 und der
ersten Planetengetriebeeinheit 24 angeordnet, und die Schaltbremse
B0 ist an einem Außenumfangsbereich
von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 angeordnet.
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Der
Elektromotor M2 weist einen zweiten Stator 102, einen zweiten
Rotor 104 und eine zweite Rotorstützwelle 106 auf, die
sich mit dem zweiten Rotor 104 als eine Einheit drehen
kann. Eine zweite Stützwand 108 ist
an dem zweiten Gehäuse 12b in einem
Bereich angeordnet, der näher
zu einer Öffnung
von diesem (die dem ersten Gehäuse 12a zugewandet
ist) als der zweite Motor M2 sich befindet. Die zweite Stützwand 108 ist
an dem zweiten Gehäuse 12b mittels
Schrauben 110 befestigt und ist mit einer Durchgangsbohrung 112 an
einer radialen Mitte so ausgebildet, dass sie sich in einer Axialrichtung
erstreckt. Außerdem
hat die zweite Stützwand 108 einen
konvex gestalteten Abschnitt 108a, der in einem Bereich
radial nach innen von der Statorspule 102a des zweiten
Stators 102 so ausgebildet ist, dass er radial zu dem zweiten
Rotor 104 hin vorragt. Der konvex gestaltete Abschnitt 108a hat
einen Innenumfang, in dem ein Lager 114 in einem Anlageeingriff gehalten
wird.
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Die
zweite Rotorstützwelle 106 hat
ein Ende, das an der zweiten Stützwand 108 mittels
des Lagers 114 gestützt
ist. Des weiteren stützt
die zweite Rotorstützwelle 106 eine
Eingangswelle 118 von dem Automatikgetriebe 20 mittels
eines Lagers 116, das im Inneren von dem Lager 114 an
dem Ende von der zweiten Stützwelle 108 angeordnet ist.
Die Eingangswelle 118 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung 112 und
ragt zu der ersten Einheit 70 hin vor. Die Eingangswelle 118 ist
an der Ausgangswelle 96 von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 in
einem Bereich per Keil gekuppelt, der zu der Durchgangsbohrung 112 gewandt
ist. Außerdem
weist das in 1 gezeigte Übertragungselement 18 die
Eingangswelle 118 und die Ausgangswelle 96 auf,
die miteinander zum Zwecke einer als eine Einheit ausgeführten Drehung
per Keil gekuppelt sind.
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12 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
von einem Teil des in 11 gezeigten Kraftverteilmechanismus.
Die Schaltkupplung C0 hat einen Kupplungszylinder 120,
der an dem röhrenartigen
Abschnitt 72b von der ersten Stützwand 72 an seiner
Außenseite sitzt,
einen Kupplungskolben 122, der in dem Kupplungszylinder 120 ungebracht
ist, und eine Vielzahl an Reibungsplatten, die Druckplatten 124 und
Reibungsplattenscheiben 126 aufweisen, die miteinander
dann in Eingriff stehen, wenn sie durch den Kupplungskolben 120 mit
Druck beaufschlagt sind.
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Der
Kupplungszylinder 120 hat einen unteren Abschnitt (Bodenabschnitt) 120a,
der sich parallel zu dem vertikalen Abschnitt 72a von der
ersten Stützwand 72 erstreckt,
einen radial nach innen weisenden röhrenartigen Abschnitt 120b,
der an einem radial nach innen weisenden Ende von dem unteren Abschnitt 120a gekuppelt
ist und an dem röhrenartigen
Abschnitt 72b von der ersten Stützwand 72 seinem Außenumfang
sitzt, und einen radial nach außen
weisenden röhrenartigen
Abschnitt 120c, der mit dem unteren Abschnitt 120a an
seinem Außenumfangsende
verbunden ist. Der radial nach innen weisende röhrenartige Abschnitte 120b von
dem Kupplungszylinder 120 ist mit einem radial vorragenden Abschnitt 92a,
der an der Sonnenradwelle 92 ausgebildet ist, an einem
geschweißten
Abschnitt 160 verbunden. Somit ist der Kupplungszylinder 120 mit
der Sonnenradwelle 92 als eine Einheit drehbar gestaltet.
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Die
in Vielzahl vorhandenen Reibungsplatten 124 sind an der
Innenumfangswand von dem radial nach außen weisenden röhrenartigen
Abschnitt 120c des Kupplungszylinders 120 per
Keil gekuppelt. Des weiteren ist ein Sprengring 128 an
einer Innenumfangswand von dem radial nach außen weisenden röhrenartigen
Abschnitt 120c in einem Öffnungsabschnitt des Kupplungszylinders 120 an
einer Position befestigt, die radial von der Reibungsplatte 124 nach
außen
sich befindet und am nächsten
zu dem Öffnungsabschnitt
des Kupplungszylinders 120 ist.
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Außerdem sind
die vielen Reibungsplatten 126, die zwischen den vielen
Reibungsplatten 124 eingreifen, an dem Außenumfang
von einer Kupplungsnabe 130 per Keil gekuppelt, die an
dem ersten Träger
CA1 an seinem Außenumfangsende
verbunden sind und axial sich zu dem Kupplungskolben 122 parallel
zu diesem erstrecken. Eine radial vorragende Federeingriffsplatte 132 ist
an einer Außenumfangswand
von dem radial nach innen weisenden Röhrenabschnitt 120b von
dem Kupplungszylinder 120 an seinem Öffnungsendabschnitt in einem
Bereich, der von der Kupplungsnabe 130 radial nach innen
weist, so angeordnet, dass sie zu der ersten Planetengetriebeeinheit 24 axial
unbeweglich ist. Eine Rückstellfeder 134 ist
zwischen der Federeingriffsplatte 132 und dem Kupplungskolben 122 angeordnet.
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Eine Ölkammer 162 ist
zwischen dem Kupplungskolben 122 und dem Bodenabschnitt
oder unteren Abschnitt 120a von dem Kupplungszylinder 120 definiert.
Die Teilungswand 72 ist innen mit einem Ölkanal 164 ausgebildet,
durch den Betätigungsöl in die Ölkammer 162 eingeleitet
wird. Das heißt
ein erster Ölkanal 164a ist
in dem vertikalen Abschnitt 72a von der Teilungswand 72 in
ihrer radialen Richtung ausgebildet, damit Betätigungsöl von einem Außenbereich
des Gehäuses 12 geliefert
wird. Der röhrenartige
Abschnitt 72b ist mit einem axial sich erstreckenden zweiten Ölkanal 164b,
der mit dem ersten Ölkanal 164a in
Verbindung steht, und mit einem radial sich erstreckenden dritten Ölkanal 164c ausgebildet, der
zu dem radial inneren röhrenartigen
Abschnitt 120b des Kupplungszylinders 120 innen
offen ist. Außerdem
hat der radial nach innen weisende röhrenartige Abschnitt 120b von
dem Kupplungszylinder 120 ebenfalls einen Ölkanal 166,
der in Verbindung mit dem dritten Ölkanal 164c ausgebildet
ist und zu der Ölkammer 162 hin
offen ist.
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Die
Bremsnabe (d.h. ein Nabenelement) 136 hat einen radial
nach innen weisenden röhrenartigen Abschnitt 136a,
der an dem Außenumfang
von dem radial nach außen
weisenden röhrenartigen
Abschnitt 120c des Kupplungszylinders 120 sitzt,
einen Verbindungsabschnitt 136b, der ein Innenumfangsende
hat, das mit einem Ende von dem radial nach innen weisenden röhrenartigen
Abschnitt 136 in einem Bereich verbunden ist, der zu der
ersten Stützwand 72 entgegengesetzt
ist, und sich radial nach außen
erstreckt, und einen radial nach außen weisenden röhrenartigen
Abschnitt 136c, der ein Ende hat, der mit einem Außenumfangsende
von dem Verbindungsabschnitt 136b verbunden ist, und der
sich axial in eine Richtung erstreckt, die zu dem radial nach innen
weisenden röhrenartigen
Abschnitt 136a entgegengesetzt ist. Der radial nach innen
weisende röhrenartige
Abschnitt 136a ist mit dem radial nach außen weisenden
röhrenartigen
Abschnitt 120c des Kupplungszylinders 120 an einem
geschweißten Abschnitt 168 verbunden
zum Zwecke einer als eine Einheit erfolgenden Drehung mit dem Kupplungszylinder 120 und
der Bremsnabe 136.
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Die
Schaltbremse B0 hat die vorstehend erwähnte Bremsnabe 136,
einen Bremszylinder 138, der innen an dem ersten Gehäuse 12a sitzt,
einen Bremskolben 140, der in dem Bremszylinder 138 untergebracht
ist, und eine Vielzahl an nach innen gerichteten Reibungsplatten 142 und
nach außen
gerichtete Reibungsplatten 144, die mit miteinander in Eingriff
bringbar sind, wenn auf sie eine Kraft durch den Bremskolben 140 aufgebracht
wird.
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Ein
Außenumfangsendabschnitt
(ein Endabschnitt von dem Gehäuse 12)
von dem vertikalen Abschnitt 72a der ersten Stützwand 72 hat
eine dicke Wand, die sich zu der Schaltbremse B0 hin erstreckt. Das
erste Gehäuse 12a hat
eine Innenumfangswand, die mit einer Keilverzahnung 146 ausgebildet ist,
die sich von einer Endseite, die näher zu der Schaltbremse B0
des vertikalen Abschnittes 72a von der ersten Stützwand 72 ist,
zu einer Endseite von dem Bremszylinder 138 an einer Seite
sich erstreckt, die zu der ersten Stützwand 72 hin zeigt.
Die Vielzahl an nach innen gerichteten Reibungsplatten 142 ist
an der Keilverzahnung 146 per Keil gekuppelt. Außerdem ist
ein röhrenartiges
Abstandselement 148 zwischen der innersten Reibungsplatte 142 von
der Vielzahl an nach innen gerichteten Reibungsplatten 142 und
der ersten Stützwand 72 angeordnet.
Außerdem ist
die Vielzahl an nach außen
gerichteten Reibungsplatten 144 an einem Außenumfang
von dem radial nach außen
weisenden röhrenartigen
Abschnitt 136c der Bremsnabe 136 per Keil gekuppelt.
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Der
Bremszylinder 138 wird in einen Anlageeingriff mit den
Seitenflächen
von der Keilverzahnung 146 gebracht und seine axiale Bewegung
wird in eine Richtung verhindert. Außerdem verhindert ein Sprengring 150,
der an dem ersten Gehäuse 12a befestigt ist,
dass das Bremspedal 138 sich in der anderen Richtung axial
bewegt. Der Bremszylinder 138 hat ein Öffnungsende, zu dem hin eine
Federeingriffsplatte 152 so vorragt, dass sich eine axiale
Unbeweglichkeit zu der ersten Stützwand 72 ergibt.
Eine Rückstellfeder 154 ist
zwischen der Federeingriffanhalteplatte 152 und dem Bremskolben 140 angeordnet.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist,
wie dies vorstehend aufgeführt
ist, der Kraftverteilmechanismus 16, der die Abgabeleistung
von dem Verbrennungsmotor 8 zu dem ersten Elektromotor
M1 und zu dem Übertragungselement 18 verteilt, mit
der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen, die so arbeiten,
dass sie als die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung wirken. Das
heißt
die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 versetzen wahlweise
den Kraftverteilmechanismus 16 in den Differenzialzustand,
damit der Differenzialvorgang betrieben wird, d.h. beispielsweise
in den kontinuierlich variablen Schaltzustand für das elektrisch gesteuerte
kontinuierlich variable Getriebe, dass mit einen kontinuierlich
variablen Drehzahlverhältnis
betrieben wird, und in den Nicht-Differenzialzustand, bei dem der
Differenzialvorgang außer
Kraft gesetzt ist, d.h. beispielsweise in den fixierten Schaltzustand,
bei dem die Kraftübertragung
mit einem fixierten Drehzahlverhältnis
geschieht. Somit wird der Kraftübertragungszustand
in einem breiten Bereich verwirklicht.
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Außerdem wird,
wenn der Verbrennungsmotor 8 in dem Hochleistungsbereich
arbeitet, der Kraftverteilmechanismus 16 in den fixierten
Schaltzustand gesetzt, was bedeutet, dass der kontinuierlich variable
Schaltzustand in den Bereichen bewirkt wird, bei denen das Fahrzeug
mit einer niedrigeren/mittleren Geschwindigkeit und mit einer niedrigeren/mittleren Leistung
fährt.
Dadurch wird der maximale Wert an durch den ersten Elektromotor
M1 zu erzeugender elektrischer Energie minimiert, d.h. die mit dem
ersten Elektromotor M1 zu übertragende
elektrische Energie. Anders ausgedrückt kann eine elektrische Reaktionskraft,
die der erste Elektromotor M1 garantiert, minimal gestaltet werden,
was eine kleine Gestaltung von dem ersten Elektromotor M1 und dem
zweiten Elektromotor M2 mit sich bringt.
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Des
weiteren kann ein Zwischenraum zwischen den beiden Elektromotoren
M1 und M2 wirkungsvoll als ein Raum zum Unterbringen der ersten Planetengetriebeeinheit 24 (d.h.
der Differenzialeinheit), der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0
genutzt werden. Demgemäß kann das
Antriebsgerät 10 einen
kleinen Aufbau erhalten. Insbesondere kann ein Luftraum an einer
Außendurchmesserseite
von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 als ein Luftraum
für das
Anordnen der Schaltbremse B0 genutzt werden, was ermöglicht,
dass das axiale Maß von
dem Antriebsgerät 10 verkleinert
wird.
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Da
des weiteren die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 aus den
Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart bestehen, müssen Hydraulikkanäle vorgesehen
werden für
das Liefern von Betätigungsöl zu der
Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 von der Hydrauliksteuerschaltung 42.
Wenn in diesem Fall die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0
voneinander entfernt angeordnet werden, wird zumindest entweder
die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 weit von der Hydrauliksteuerschaltung 42 angeordnet,
wobei sich die Befürchtung
ergibt, das eine Schwierigkeit bei der Gestaltung der Hydraulikkanäle auftritt.
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Außerdem ist
das dargestellte Ausführungsbeispiel
mit dem Automatikgetriebe 20 versehen, das aus der ersten
Kupplung C1 oder dergleichen besteht, die die Reibungskupplungsvorrichtungen
der Hydraulikart aufweist, was ein Problem beim Ausführen der
Gestaltung von den Hydraulikkanälen
zwischen der Hydrauliksteuerschaltung 52 und den Reibungskupplungsvorrichtungen
C0, B0, C1 oder dergleichen der Hydraulikart aufwirft. Da jedoch
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 zwischen den
beiden Elektromotoren M1 und M2 angeordnet sind, ermöglicht dies,
dass die Schaltkupplung C0, die Schaltbremse B0 und die Reibungskupplungsvorrichtungen
der Hydraulikart von dem Automatikgetriebe bei relativ nahen Abstand
voneinander angeordnet werden, was ein leichtes Ausführen einer
Gestaltung der Hydraulikkanäle
mit sich bringt.
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Im
Gegensatz dazu dient in einem Fall, bei dem der Bremskolben 140 die
Reibungsplatten 142 und 144 entgegen der Drängkraft
der Rückstellfeder 154 drängt, eine
Fläche
von der Teilungswand 72, die dem Abstandselement 148 zugewandt
ist, als eine Anlagefläche,
mit der die Reibungsplatten 142 und 149 in einen
Anlageeingriff über
den Abstandshalter 148 gebracht werden. Somit drücken die
Teilungswand 172 und der Bremskolben 140 mit dem
zwischen ihnen eingreifenden Abstandshalter 148 die Vielzahl
an Reibungsplatten 142 und 144 in miteinander
bewirkte Eingriffszustände.
Dies unterbricht die Drehung von dem Sonnenrad S1, das mit der Schaltbremse
B0 über
den Kupplungszylinder 120 gekuppelt ist. Eine Reaktionskraft,
die sich aus einer derartigen angehaltenen Drehung des ersten Sonnenrades
S1 ergibt, wird von dem Gehäuse 12 aufgenommen,
mit dem die Druckplatten 14 per Keil gekuppelt sind, und
wird nicht zu dem Bremszylinder 138 übertragen.
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Wenn
im Gegensatz dazu der Bremszylinder 138 zu der Teilungswand 72 axial
länglich
ist zum Stützen
der Druckplatten 142, damit diese nicht drehbar zueinander
sind, wird die durch die angehaltene Drehung des ersten Sonnenrades
S1 mit sich gebrachte Reaktionskraft ebenfalls zu dem Bremszylinder 138 übertragen.
Somit muss ein Außenumfang von
dem Bremszylinder 138 mit einer Antidrehvertiefung ausgebildet
sein, und das Gehäuse 12 muss
außerdem
mit einem Vorsprung ausgebildet sein, der mit einer derartigen Vertiefung
in Engriff bringbar ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch
keine Reaktionskraft, die durch die angehaltene Drehung des ersten
Sonnenrades S1 mit sich gebracht wird, zu dem Bremszylinder 138 übertragen.
Somit ergibt sich kein Bedarf an einem Ausbilden einer derartigen
Antidrehvertiefung und somit des mit dieser in Eingriff bringbaren
Vorsprungs.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel versetzt,
wie dies vorstehend aufgeführt
ist, die Schaltbremse B0 wahlweise die erste Planetengetriebeeinheit 24 von
Antriebsgerät 10 in
einen Differenzialzustand, bei dem sie so arbeitet, dass sie als ein
elektrisches kontinuierlich variables Getriebe arbeitet, und in
einen arretierten Zustand, der den Differenzialzustand außer Kraft
setzt, was ermöglicht, dass
ein Kraftübertragungszustand
in einem breiten Bereich ausgeführt
wird. Wenn außerdem
die erste Planetengetriebeeinheit 24 in den arretierten
Zustand bei einer Fahrt mit einer hohen Leistung versetzt wird,
wird die Differenzialvorrichtung in Betrieb gesetzt, so dass sie
die Kraftübertragung
bewirkt, um elektrisch ein Schaltdrehzahlverhältnis in einem Bereich zu variieren,
der sich bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit niedriger/mittlere Geschwindigkeit
und mit niedriger/mittlerer Leistung ergibt. Dies ermöglicht eine
minimale Gestaltung von dem maximalen Wert an durch den ersten Elektromotor
M1 zu erzeugender elektrischer Energie, d.h. der von dem ersten
Elektromotor M1 zu übertragenden
elektrischen Energie. Dadurch wird ermöglicht, dass der erste Elektromotor und
das einen derartigen Elektromotor aufweisende Antriebsgerät 10 klein
gestaltet wird. Darüber
hinaus wird die Teilungswand 72, durch die der erste Elektromotor
M1 gestützt
wird, als ein Element für
die Vielzahl von Reibungsplatten 142 und 144 der
Schaltbremse B0 genutzt, die gegeneinander gedrängt werden. Somit muss kein
separates Element vorgesehen werden, durch das die Vielzahl an Reibungsplatten 142 und 144 in
sandwichartiger Weise angeordnet werden, was zu einer Verringerung
der axialen Abmessung von dem Antriebsgerät um dieses Maß führt.
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Da
des weiteren bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Luftraum
in dem Außendurchmesserbereich
von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 als der Luftraum
für das
Anordnen der Schaltbremse B0 genutzt wird, kann die axiale Abmessung von
dem Antriebsgerät 10 weiter
verringert werden.
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Da
darüber
hinaus bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Kupplungszylinder 120 der Schaltbremse
B0 und die Bremsnabe 136 miteinander als eine Einheit durch
ein Schweißen
gestaltet sind, ergibt sich kein Bedarf an einem Axiallager oder einer
Scheibe und dergleichen, die für
die Bremsnabe 136 anzuwenden sind, damit diese an einer
axial fixierten Position angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Verringerung
der Anzahl an Bauteilen. Außerdem
ergibt sich kein Problem im Hinblick auf die Haltbarkeit, das ansonsten
auftreten würde,
wenn das Axiallager oder die Scheibe in einem vergleichsweise großem Durchmesserbereich
mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit angeordnet werden würden.
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Während die
vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf das in den
beigefügten Zeichnungen
dargestellte Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung auch anderweitig
ausgeführt
werden.
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Beispielsweise
ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
das Antriebsgerät 10 so
aufbaut, dass dem Kraftaufteilmechanismus 16 ein Schalten
in den Differenzialzustand und in den Nicht-Differenzialzustand
ermöglicht
wird, wobei der kontinuierlich variable Schaltzustand als das elektrische
kontinuierlich variable Getriebe fungiert und der schrittweise variable
Schaltzustand als das schrittweise variable Schaltgetriebe fungiert.
Jedoch wird das Schalten zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand
und dem schrittweise variablen Schaltzustand als ein Modus zum Versetzen
des Kraftaufteilmechanismus in den Differenzialzustand und in den
Nicht-Differenzialzustand ausgeführt. Selbst
wenn er beispielsweise in den Differenzialzustand versetzt ist,
kann der Kraftaufteilmechanismus 16 so eingerichtet sein,
dass er als ein schrittweise variables Getriebe fungiert, wobei
sein Schaltdrehzahlverhältnis
variabel gestaltet ist, und er nicht in einem kontinuierlichen Modus
sondern in einem schrittweisen Modus arbeitet. Anders ausgedrückt müssen der
Differenzialzustand/Nicht-Differenzialzustand und der kontinuierlich
variablen Schaltzustand/schrittweise variable Schaltzustand von
Antriebsgerät 10 (von
dem Kraftaufteilmechanismus 16) nicht unbedingt sich 1:1
entsprechen, wobei das Antriebsgerät 10 unbedingt einen
Aufbau haben muss, bei dem das Schalten zwischen dem schrittweise
variablen Schaltzustand und dem kontinuierlich variablen Schaltzustand
ermöglicht
wird.
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Bei
dem Kraftaufteilmechanismus 16 der dargestellten Ausführungsbeispiele
ist der erste Träger
CA1 an dem Verbrennungsmotor 8 befestigt und ist das erste
Sonnenrad S1 an dem ersten Elektromotor M1 befestigt und ist das
erste Hohlrad R1 an dem Übertragungselement 18 befestigt.
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Jedoch
ist ein derartiger Verbindungsaufbau nicht wesentlich, und der Verbrennungsmotor 8,
der erste Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 sind
an jeweiligen Elementen von den drei Elementen CA1, S1 bzw. R1 von
dem ersten Planetengetriebe 24 befestigt.
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Obwohl
der Verbrennungsmotor 8 direkt mit der Antriebsgeräteingangswelle 14 bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen
verbunden ist, kann er mit der Antriebsgeräteingangswelle 14 über Zahnräder, einen
Riemen oder der gleichen wirkverbunden sein, und er muss nicht unbedingt
koaxial zu dieser angeordnet sein.
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Bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen sind
der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 koaxial
zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 angeordnet,
wobei der erste Elektromotor M1 an dem ersten Sonnenrad S1 befestigt
ist und der zweite Elektromotor M2 an dem Übertragungselement 18 befestigt
ist. Jedoch ist eine derartige Anordnung nicht wesentlich. Beispielsweise
kann der erste Elektromotor M1 an dem ersten Sonnenrad S1 über Zahnräder, einen
Riemen oder der gleichen fixiert sein, und der zweite Elektromotor
M2 kann an dem Übertragungselement 18 befestigt
sein.
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Obwohl
der Kraftaufteilmechanismus 16 mit sowohl der Schaltkupplung
C0 als auch der Schaltbremse B0 versehen ist, muss er nicht mit
beiden von ihnen versehen sein, und er kann mit lediglich einem Element
d.h. entweder der Schaltkupplung C0 oder der Bremse B0 versehen
sein. Obwohl die Schaltkupplung C0 wahlweise das Sonnenrad S1 und
den Träger
CA1 miteinander verbindet, kann sie wahlweise das Sonnenrad S1 und
das Hohlrad R1 oder den Träger
CR1 und das Hohlrad R1 miteinander verbinden. Es ist wesentlich,
dass die Schaltkupplung in ausreichender und zufrieden stellender
Weise zwei beliebige Elemente der drei Elemente von dem ersten Planetengetriebe 24 verbindet.
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Die
Schaltkupplung C0 bei dem Ausführungsbeispiel
wird eingerückt,
um die neutrale Position "N" bei dem Antriebsgerät 10 zu
errichten, jedoch muss die neutrale Position nicht durch ihr Einrücken errichtet
werden.
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Die
Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart wie beispielsweise
die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 können eine Kupplungsvorrichtung
der Magnetpulverart, eine elektromagnetischen Art oder einer mechanischen
Art sein, wie beispielsweise eine Pulverkupplung (Magnetpulverkupplung),
eine elektromagnetische Kupplung bzw. eine Klauenkupplung der Eingriffsart.
Außerdem kann,
wenn die Reibungskupplungsvorrichtung der Nassart und der Mehrplattenart
verwendet wird, eine Aufhebekammer zum Aufheben von einem Zentrifugalöldruck vorgesehen
sein.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann
des Weiteren, während
das Automatikgetriebe 20 der schrittweise variablen Art
in der Kraftübertragungsbahn
zwischen dem Übertragungselement 18, das
als das Abgabeelement von dem Kraftaufteilmechanismus dient, und
den Antriebsrädern 38 angeordnet
ist, eine Kraftübertragungsvorrichtung
einer anderen Art wie beispielsweise ein kontinuierlich variables
Getriebe (CVT) vorgesehen sein oder es muss nicht unbedingt vorgesehen
sein. Im Falle eines derartigen kontinuierlich variablen Getriebes (CVT)
wird der Kraftverteilmechanismus 16 in einen Schaltzustand
mit fixierter Drehzahl versetzt und dient als ein schrittweise variabler
Schaltzustand als ganzes. Der Ausdruck "schrittweise variabler Schaltzustand", der in der vorliegenden
Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf einen Zustand, bei
dem die Kraftübertragung
hauptsächlich
in einer mechanischen Übertragungsbahn
ohne die Anwendung eines elektrischen Bades erzielt wird.
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Bei
einer Alternative kann das kontinuierlich variable Getriebe so aufgebaut
sein, dass zuvor eine Vielzahl an feststehenden Drehzahlverhältnissen entsprechend
den Gangschaltpositionen von einem schrittweise variablen Getriebe
gespeichert werden, um zu ermöglichen,
dass das Gangschalten unter Verwendung einer derartigen Vielzahl
an feststehenden Drehzahlverhältnissen
ausgeführt
wird. Darüber hinaus
ist in einem Fall, bei dem das Automatikgetriebe der schrittweise
variablen Art vorgesehen ist, der Aufbau von dem Automatikgetriebe
der schrittweise variablen Art nicht speziell auf einen derartigen
Aufbau des dargestellten Ausführungsbeispiels
beschränkt,
und es ist keine spezielle Einschränkung bei der Anzahl an Planetengetriebeeinheiten,
der Anzahl an Gangschaltpositionen und auch des Umstandes beabsichtigt,
ob die Kupplung C und die Bremse B wahlweise mit solchen Bauteilen
wie die Planetengetriebeeinheiten gekuppelt werden oder nicht.
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Obwohl
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
das Antriebsgerät 10 das
Antriebsgerät
für ein
Hybridfahrzeug aufweist, bei dem die Antriebsräder 38 mit dem Moment
des ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors M2 zusätzlich zu dem
Verbrennungsmotor 8 angetrieben werden, kann die vorliegende
Erfindung sogar auch bei einem Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug angewendet
werden, bei dem der Kraftverteilmechanismus 16 lediglich
die Funktion eines kontinuierlich variablen Getriebes hat, das als
ein elektrisches CVT bezeichnet wird, bei dem keine Hybridsteuerung
ausgeführt
wird.
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Darüber hinaus
kann der Kraftverteilmechanismus 16 bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine Differenzialgetriebeeinheit aufweisen, bei der beispielsweise
ein Antriebszahnrad, das mit einem Verbrennungsmotor antreibbar
gedreht wird, und ein Paar an Kegelrädern, die mit dem Antriebszahnrad
in Zahneingriff stehen, mit dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten
Elektromotor M2 wirkverbunden sind.
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Darüber hinaus
kann, während
der Kraftverteilmechanismus 16 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem Satz einer Planetengetriebeeinheit besteht, dieser mehr
als zwei Planetengetriebeeinheiten aufweisen, die als eine Kraftübertragung
mit mehr als drei Stufen in einem fixierten Schaltzustand fungieren.
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Des
Weiteren kann, während
das dargestellte Ausführungsbeispiel
mit dem Automatikgetriebe 20 versehen ist, das drei Planetengetriebeeinheiten 26, 28 und 30 aufweist,
anstelle dieser drei Komponenten ein Drehzahlverringerungsmechanismus,
der einen Planetengetriebesatz aufweist, vorgesehen sein, wie dies
in Patentdokument 1 offenbart ist. Darüber hinaus ist sogar in einem
Fall, bei dem ein Automatikgetriebe vorgesehen ist, der Aufbau von
dem Automatikgetriebe nicht auf einen derartigen Aufbau bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
beschränkt,
und eine spezielle Beschränkung
ist auch nicht bei der Anzahl an Planetengetriebeeinheiten, der
Anzahl an Gangschaltpositionen und dem Umstand beabsichtigt, ob
die Kupplung C und die Bremse B wahlweise mit Bauteilen wie beispielsweise
die Planetengetriebeeinheiten gekuppelt sind oder nicht.
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Außerdem repräsentiert
der vorstehend beschriebene spezielle Aufbau lediglich ein veranschaulichendes
Ausführungsbeispiel
und die vorliegende Erfindung kann unter verschiedenartigen Abwandlungen
und Verbesserungen gemäß dem Kenntnisstand
eines auf diesem Gebiet bewanderten Fachmanns ausgeführt werden.
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Zusammenfassung
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Ein
Antriebsgerät
für ein
Kraftfahrzeug ist vorgesehen, das klein gestaltet werden kann. Ein erstes
Planetengetriebe (Differenzialvorrichtung) 24, durch das
eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem ersten
Elektromotor M1 und einem Übertragungselement 18 verteilt
wird, und eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B0, die bewirken,
dass das erste Planetengetriebe 24 in einen Differenzialzustand,
bei dem es als ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe
wirkt, bzw. in einen arretierten Zustand wahlweise versetzt wird, sind
zwischen dem ersten Elektromotor M1 und einem zweiten Elektromotor
M2 angeordnet. Dies ermöglicht
das Ausführen
eines Kraftübertragungszustandes
in einem breiten Bereich. Außerdem
kann, wenn das erste Planetengetriebe 24 in dem arretierten
Zustand in einem Bereich mit hoher Abgabeleistung des Verbrennungsmotors,
bei dem die abgegebene Leistung des Verbrennungsmotors zu den Antriebsrädern hauptsächlich über einen
mechanischen Kraftübertragungsweg übertragen
wird, versetzt wird, eine Reaktionskraft, die durch den ersten Elektromotor
M1 garantiert wird, verringert werden, was ein Gestalten des ersten
Elektromotors M1 in kleiner Größe ermöglicht.
Des Weiteren wird ein Zwischenraum zwischen den beiden Elektromotoren
M1 und M2 als ein Raum zum Unterbringen des ersten Planetengetriebes 24,
der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 genutzt, womit das
Antriebsgerät 10 klein gestaltet
wird.