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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verringerung eines Geräuschs für ein Fahrzeug und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Verringerung eines Klappergeräusches in einem neutralen Zustand, bei dem eine Primärbewegungseinrichtung angetrieben wird, aber ein Moment nicht auf ein Abgabeelement aufgebracht wird.
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HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
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Eine große Anzahl an zueinander gehörenden Bauteilen, wie beispielsweise Zahnräder, werden in einem Getriebemechanismus eines Kraftfahrzeugs verwendet, der so aufgebaut ist, dass er ein Moment von einer Primärbewegungseinrichtung, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor, zu einem Rad überträgt. Beispielsweise ist ein mit Zahnrädern versehenes Getriebe durch eine Vielzahl an Zahnradpaaren und Planetengetriebemechanismen ausgebildet, und das so strukturierte mit Zahnräder versehene Getriebe ist so aufgebaut, dass es einen Gangschaltvorgang ausführt, indem eine Kraftübertragungsroute unter Verwendung einer Eingriffseinrichtung, wie beispielsweise eine Kupplung, geändert wird. Außerdem sind in einem Hybridfahrzeug ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor mit einem Planetengetriebemechanismus verbunden, der daran angepasst ist, einen Differenzialvorgang auszuführen, und die Drehzahl des Verbrennungsmotors wird gesteuert, indem eine Drehzahl eines Reaktionselementes des Planetengetriebemechanismus unter Verwendung des Elektromotors geändert wird.
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Jedoch wird in dem Fahrzeug der Verbrennungsmotor selbst dann unter Drehung gehalten, wenn das Fahrzeug angehalten hat, und in dieser Situation sind die Zahnräder in dem Getriebemechanismus in Eingriff. In dem Mechanismus, der so aufgebaut ist, dass er das Moment durch einen Eingriff der Zahnradmechanismen überträgt, ist es den Zahnrädern noch ermöglicht, relativ innerhalb des Spielbetrages sogar in einer solchen Situation zu drehen, in der das Moment nicht auf sie aufgebracht wird. Daher befinden sich in einem Fall, bei dem der Verbrennungsmotor des angehaltenen Fahrzeugs immer noch angetrieben wird, aber das Moment nicht auf den Getriebemechanismus aufgebracht ist, die Zahnräder des Getriebemechanismus in einem Schwingungszustand und schlagen gegen ein anderes Zahnrad, das mit ihnen in Zahneingriff steht. Folglich ergibt sich ein Klappergeräusch in dem Getriebemechanismus.
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Beispielsweise offenbart das
offengelegte japanische Patent Nr. 8-145 075 eine Zahnradgetriebevorrichtung, bei der ein Synchronisierring, der in einem manuellen Getriebe verwendet wird, mit einem angetriebenen Zahnrad, zu dem ein Moment nicht aufgebracht wird, in Reibungskontakt steht, indem der Synchronisierring in einer axialen Richtung bewegt wird. In dem neutralen Zustand wird die Drehzahl der Eingangswelle größer als diejenige der Abgabewelle. Daher wird gemäß der Lehre des
offengelegten japanischen Patents Nr. 8-145 075 ein vorbestimmtes Drehelement an der Abgabewelle in die axiale Richtung unter Nutzung einer derartigen Drehzahldifferenz gedrückt, und der Synchronisierring wird durch das vorbestimmte Drehelement so gedrückt, dass er mit dem angetriebenen Zahnrad, zu dem das Moment nicht aufgebracht wird, in Reibungskontakt gelangt. In dieser Situation wird ein Bremsmoment geringfügig auf das angetriebene Zahnrad aufgebracht. Aus diesem Grund können Schwingungen und ein Klappern des angetriebenen Zahnrades verringert werden.
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Somit ist die durch das
offengelegte japanische Patent Nr. 8-145 075 gelehrte Zahnradgetriebevorrichtung so aufgebaut, dass sie die Reibungskraft des Synchronisierrings nutzt. Daher ist die durch das
offengelegte japanische Patent Nr. 8-145 075 gelehrte Zahnradgetriebevorrichtung dazu in der Lage, das Klappern des manuellen Getriebes zu verringern. Jedoch kann die durch das
offengelegte japanische Patent Nr. 8-145 075 gelehrte Zahnradgetriebevorrichtung nicht bei einem Fahrzeug angewendet werden, das nicht mit einem manuellen Getriebe versehen ist. Wie dies bereits beschrieben ist, sind in einem bekannten Hybridfahrzeug der Verbrennungsmotor und der Elektromotor mit einem Differenzialmechanismus verbunden, der drei Drehelemente aufweist, wie beispielsweise ein Planetengetriebemechanismus, und ein Ausgangselement des Differenzialmechanismus ist mit dem Abgabeelement durch ein Zahnrad verbunden, um das Moment von diesem zu dem Antriebsrad abzugeben. Gemäß dem so aufgebauten Hybridfahrzeug wird der neutrale Zustand errichtet, indem der Elektromotor im Leerlauf läuft, und in der so verwirklichten neutralen Stufe wird das Moment nicht auf das Abgabeelement und das Antriebsrad aufgebracht. Das heißt in dem Hybridfahrzeug ist der Verbrennungsmotor mit dem Abgabeelement oder dem Antriebsrad in einer Weise verbunden, in der das Moment auf dieses sogar im neutralen Zustand übertragen wird, wie dies bei dem Fahren des Fahrzeugs der Fall ist. Anders ausgedrückt läuft im neutralen Zustand des Hybridfahrzeugs der Elektromotor im Leerlauf und sein Moment wird nicht zu dem Abgabeelement und dem Antriebsrad aufgebracht. Dies bedeutet, dass ein Kraftübertragungszustand der Kraftübertragungsroute von dem Verbrennungsmotor zu dem Antriebsrad sich in sowohl der Antriebsstufe als auch in der neutralen Stufe nicht ändert. Daher schwingen in dem Hybridfahrzeug die Zahnräder an der Kraftübertragungsroute durch das Schwanken des Moments des Verbrennungsmotors, und dies bewirkt ein Klappergeräusch. Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann der vorstehend erwähnte Synchronisierring nicht auf eine Antriebseinheit des Hybridfahrzeugs angewendet werden, und daher kann die Lehre des
offengelegten japanischen Patents Nr. 8-145 075 nicht bei dem Hybridfahrzeug angewendet werden, um Schwingungen und ein Klappern der Zahnräder zu verringern.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen technischen Probleme gemacht worden, wobei insbesondere eine Tatsache berücksichtigt wird, dass eine neutrale Stufe manuell durch einen Fahrer verwirklicht wird. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verringerung eines Klappergeräusches zu schaffen, die dazu in der Lage ist, ein Klappern in einem Fall zu verringern, bei dem die neutrale Position gewählt ist.
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Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Verringerung eines Klappergeräusches für ein Fahrzeug geschaffen, das einen Getriebemechanismus hat, der so aufgebaut ist, dass er ein von einer Primärbewegungseinrichtung ausgegebenes Moment zu einem Abgabeelement durch ein zueinander gehörende Bauteile aufweisendes Getriebemechanismus überträgt, und eine Schalteinrichtung hat, die daran angepasst ist, eine Antriebsposition, bei der das von der Primärbewegungseinrichtung abgegebene Moment zu dem Abgabeelement übertragen wird, zu wählen, und eine neutrale Position zu wählen, in der das von der Primärbewegungseinrichtung abgegebene Moment nicht zu dem Abgabeelement übertragen wird, wobei der Getriebemechanismus so aufgebaut ist, das irgendeines seiner Drehelemente in den Leerlauf versetzt wird, um zu verhindern, dass das Moment zu dem Abgabeelement dann übertragen wird, wenn die neutrale Position gewählt ist, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgendes aufweist: eine Gleitkontakteinrichtung, die mit dem Abgabeelement oder mit einem Drehelement, das ein Moment zu dem Abgabeelement überträgt, oder mit einem Element, das mit dem Drehelement einstückig ist, in Reibungskontakt steht, wenn die neutrale Position durch ein Betätigen der Schalteinrichtung gewählt ist.
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Genauer gesagt weist die Schalteinrichtung eine Einrichtung auf, die daran angepasst ist, eine Parkposition zu wählen, um das Fahrzeug im angehaltenen Zustand zu halten. Die Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches weist des Weiteren einen Parkmechanismus auf, der ein Parkzahnrad, das zusammen mit dem Drehelement gedreht wird, und ein Arretierelement hat, das zu dem Parkzahnrad hin, um mit diesem in Eingriff zu gelangen, in einer Weise bewegt wird, bei der eine Drehung des Parkzahnrades angehalten wird, indem die Parkposition gewählt wird. Außerdem weist die Gleitkontakteinrichtung ein Reibungselement auf, das an dem Arretierelement angebracht ist, und das mit dem Drehelement oder mit dem Element, das mit diesem einstückig ist, in Reibungskontakt gelangt, wenn die neutrale Position gewählt ist und das Arretierelement dadurch bewegt wird.
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Das Arretierelement wird zu verschiedenen Positionen in Abhängigkeit davon bewegt, ob die Schaltposition, die durch die Schalteinrichtung gewählt wird, die Antriebsposition, die neutrale Position oder die Parkposition ist. Das vorstehend erwähnte Reibungselement weist ein ringartiges Element auf, das an dem Drehelement in einer Art und Weise lose sitzt, das es mit dem Drehelement in Kontakt gelangt, wenn die neutrale Position gewählt ist, so dass das Arretierelement zu einer vorbestimmten Position und in einer Weise bewegt wird, in der es mit dem Drehelement nicht in Kontakt gelangt, wenn die Antriebsposition gewählt wird, so dass das Arretierelement zu einer anderen vorbestimmten Position bewegt wird.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, weist die Schalteinrichtung eine Einrichtung auf, die daran angepasst ist, eine Parkposition zu wählen, um das Fahrzeug im angehaltenen Zustand zu halten; und das Drehelement weist ein Parkzahnrad auf, das eine Eingriffsvertiefung hat, wobei es zusammen mit dem Abgabeelement gedreht wird. Die Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches der vorliegenden Erfindung weist des Weiteren ein Arretierelement auf, das einen Vorsprung hat, und das zu dem Parkzahnrad bewegt wird, wodurch der Vorsprung in die Eingriffsvertiefung eingeführt wird, wenn die Parkposition gewählt ist. Wie dies außerdem beschrieben ist, wird das Arretierelement zu verschiedenen Positionen in Abhängigkeit davon bewegt, ob die durch die Schalteinrichtung gewählte Schaltposition die Antriebsposition, die neutrale Position oder die Parkposition ist. Die vorstehend erwähnte Gleitkontakteinrichtung weist ein ringartiges Element auf, das an einem Führungsende des Vorsprungs des Arretierelementes angebracht ist, während es lose an dem Parkzahnrad sitzt in einer Weise, in der es mit dem Drehelement in Kontakt gelangt, wenn die neutrale Position gewählt ist, so dass das Arretierelement zu einer vorbestimmten Position bewegt wird, und in einer Weise, in der es mit dem Drehelement nicht in Kontakt gelangt, wenn die Antriebsposition gewählt ist, so dass das Arretierelement zu einer anderen vorbestimmten Position bewegt wird.
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Das ringartige Element wird teilweise in die Eingriffsvertiefung durch den Vorsprung in dem Fall gedrückt, bei dem der Vorsprung in die Eingriffsvertiefung eingeführt ist.
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Genauer gesagt weist gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches das ringartige Element einen Gummiring auf.
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Die Primärbewegungseinrichtung weist einen Verbrennungsmotor auf. Außerdem weist der vorstehend erwähnte Getriebemechanismus mit den zueinander gehörenden Bauteilen folgendes auf: einen Differenzialmechanismus, der so aufgebaut ist, dass er einen Differenzialvorgang zwischen einem Eingangselement, das mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, und einem Reaktionselement und einem Abgabeelement, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, ausführt; und ein Zahnrad zum Übertragen des Momentes von dem Abgabeelement zu dem Abgabeelement.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches weist des Weiteren Folgendes auf: einen zweiten Elektromotor und einen Getriebemechanismus (Zahnradmechanismus), der zwischen dem zweiten Elektromotor und dem Abgabeelement angeordnet ist.
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Genauer gesagt weist der Zahnradmechanismus einen Drehzahlverringerungsmechanismus auf, der so aufgebaut ist, dass er das Moment des zweiten Elektromotors verstärkt, und das verstärkte Moment zu dem Abgabeelement überträgt.
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Genauer gesagt weist der Drehzahlverringerungsmechanismus einen Planetengetriebemechanismus auf, in welchem sein Träger an einem Gehäuse befestigt ist.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches laufen beide Elektromotoren im Leerlauf in dem Fall, bei dem die neutrale Position gewählt ist.
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Somit steht gemäß der vorliegenden Erfindung die Primärbewegungseinrichtung mit dem Abgabeelement sogar in dem Fall in Verbindung, bei dem die neutrale Position gewählt ist. Daher wird eine Drehphase von jedem der Drehelemente des Getriebemechanismus durch Schwingungen geändert, die sich aus einer Schwankung des Moments der Primärbewegungseinrichtung ergeben, und folglich gelangt das Drehelement in seiner Drehrichtung in Schwingung. Jedoch steht gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches das Gleitkontaktelement mit dem Drehelement oder dem Element, das mit diesem integriert (einstückig) ist, in einem Reibungskontakt in Verbindung mit einem Schaltvorgang zum Wählen der neutralen Position. Als ein Ergebnis werden die Drehschwingungen des Drehelementes, auf das das Moment nicht aufgebracht wird, verringert oder gedämpft. Aus diesem Grund kann ein Klappern, das sich aus einem Zusammenstoßen des Drehelementes gegen ein anderes Element, das mit diesem in Eingriff steht, ergibt, verringert oder gedämpft werden.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Arretierelement bewegt, indem die Schalteinrichtung betätigt wird, und wenn die neutrale Position gewählt ist, steht das Reibungselement in einem Reibungskontakt mit dem Drehelement oder mit dem Element, das mit diesem durch das Arretierelement einstückig ist (integriert ist). Daher wird das Klappern verringert oder gedämpft. Da darüber hinaus die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches so aufgebaut ist, dass sie das Klappern unter Verwendung des vorhandenen Parkmechanismus verringert, kann ihr Aufbau gänzlich vereinfacht werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung steht das ringartige Element nicht mit dem Drehelement in der Antriebsposition in Kontakt. Jedoch steht das ringartige Element mit dem Drehelement dann in Reibungskontakt, wenn die neutrale Position gewählt ist. Als ein Ergebnis kann der vorstehend erläuterte Vorteil erreicht werden, d. h. die Drehschwingungen des Drehelementes, mit dem das ringartige Element in Kontakt steht, werden verringert oder gedämpft, Außerdem ist das vorstehend erläuterte ringartige Element an dem Arretierelement befestigt, das mit der Vertiefung des Parkzahnrades in Eingriff gebracht wird, und das ringartige Element steht mit dem Parkzahnrad dann in Reibungskontakt, wenn die neutrale Position gewählt wird. Daher kann, wie dies vorstehend beschrieben ist, das Klappern verringert oder gedämpft werden.
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Außerdem wird dann, wenn die Parkposition gewählt ist, das ringartige Element in die Eingriffsvertiefung, die an dem Parkzahnrad ausgebildet ist, teilweise hineingedrückt durch den Vorsprung des Arretierelementes, der zwischen ihnen angeordnet wird. Daher kann zusätzlich zu den vorstehend erläuterten Vorteilen der Vorsprung davor bewahrt werden, dass er direkt mit einer Innenfläche der Eingriffsvertiefung selbst dann in Kontakt gelangt, wenn das Moment in unterbrochener Weise auf das Parkzahnrad aufgebracht wird. Aus diesem Grund kann das Klappern sogar in der Parkposition verringert oder gedämpft werden.
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Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Gummiring dazu verwendet, dass er als das ringartige Element dient. Daher können die Gesamtkosten der Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches verringert werden.
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Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Klappergeräusch des Hybridfahrzeugs in der neutralen Position in effektiver Weise verringert oder gedämpft werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen einem Reibungselement und einem Gegenantriebszahnrad in den folgenden Situationen: (a) eine Situation, in der eine Antriebsposition (Fahrposition) gewählt ist; (b) eine Situation, in der eine neutrale Position gewählt ist; und (c) eine Situation, in der eine Parksituation gewählt ist.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftübertragungssystems des Hybridfahrzeugs, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet ist.
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3 zeigt eine ausschnittartige Ansicht eines Parkzahnrades und einer Parkklaue.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Parkmechanismus.
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Nachstehend ist ein Beispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. In einem Fahrzeug, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet ist, wird ein von einer Primärbewegungseinrichtung abgegebenes Moment zu einem Abgabeelement durch ein Getriebe der Art mit zueinander passenden Bauteilen übertragen, und das so zu dem Abgabeelement übertragene Moment wird des Weiteren zu einem Antriebsrad übertragen. Beispielsweise ist die Primärbewegungseinrichtung ein Verbrennungsmotor, wie beispielsweise ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor. Zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor weist das Hybridfahrzeug des Weiteren einen Elektromotor auf, und ein von dem Elektromotor abgegebenes Moment wird zu dem Antriebsrad durch das Abgabeelement zusammen mit dem Moment, das von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird, in Abhängigkeit von der Antriebssituation übertragen. Ein Kraftübertragungsweg des Hybridfahrzeugs ist schematisch in 2 gezeigt und das dort gezeigte Hybridfahrzeug ist mit zwei Sätzen an Elektromotoren versehen.
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Im Allgemeinen wird ein Zahnradmechanismus als der mit zueinander passenden Bauteilen versehenen Getriebemechanismus verwendet. Alternativ kann ein Kettenmechanismus ebenfalls als der mit zueinander passenden Bauteilen versehenen Getriebemechanismus verwendet werden, und außerdem kann ein Keil teilweise zwischen ihnen angeordnet sein. Das heißt der Getriebemechanismus mit den zueinander passenden Bauteilen ist ein Mechanismus, der so aufgebaut ist, dass er das Moment unter Verwendung eines Paares an Elementen überträgt, die miteinander in Eingriff stehen. Der Getriebemechanismus weist einen Mechanismus auf, der dazu in der Lage ist, eine Momentübertragung zu unterbrechen, wie beispielsweise eine Kupplung, und ein hydraulisches Getriebe (d. h. ein Drehmomentwandler) kann in dem Hybridfahrzeug angewendet werden. Jedoch übt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung eines Klappergeräusches ihren Geräuschverringerungseffekt noch effektiver in dem Fall aus, bei dem sie bei einem Fahrzeug angewendet ist, das einen Getriebemechanismus anwendet, der so aufgebaut ist, dass er die Primärbewegungseinrichtung mit dem Abgabeelement konstant verbindet, d. h. unter Verwendung eines Getriebes, das keinen Mechanismus hat, der dazu in der Lage ist, die Momentübertragung zu unterbrechen. In dem Getriebemechanismus dieser Art wird eine neutrale Stufe verwirklicht, indem eines der Drehelemente in Leerlauf versetzt wird, wodurch eine Momentübertragung zu dem Abgabeelement unterbrochen wird. Ein Beispiel einer Hybridantriebseinheit, die diese Art an Getriebemechanismus aufweist, ist in 2 dargestellt.
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Nachstehend ist der Aufbau eines Kraftübertragungsweges des in 2 gezeigten Hybridfahrzeuges erläutert. Eine Abgabewelle eines Verbrennungsmotors 1, der als die Primärbewegungseinrichtung fungiert, ist mit einem Träger 3 eines Planetengetriebemechanismus 2 verbunden, der einen Kraftverteilmechanismus ausbildet. In dem in 2 gezeigten Beispiel wird ein Planetengetriebemechanismus der Einzelantriebszahnradart verwendet, der als der Plantetengetriebemechanismus 2 dient. Genauer gesagt ist in dem Planetengetriebemechanismus 2 ein Hohlrad 5 als ein Innenzahnrad konzentrisch zu einem Sonnenrad 4 angeordnet, und ein Antriebszahnrad, das mit dem Sonnenrad 4 und dem Hohlrad 5 in Zahneingriff steht, wird durch den Träger 3 in einer drehbaren und umlauffähigen Weise gehalten. Außerdem ist ein erster Elektromotor 6 mit dem Sonnenrad 4 verbunden. Das heißt der Träger 3 dient als ein Eingangselement (Eingabeelement), das Sonnenrad 4 dient als ein Reaktionselement und das Hohlrad 5 dient als ein Ausgangselement. Hierbei ist der erste Elektromotor 6 dazu in der Lage, elektrische Energie zu erzeugen, wobei daher der erste Elektromotor 6 ein erster Motor-Generator 6 in der nachstehend dargelegten Erläuterung genannt wird.
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Ein Gegenantriebszahnrad 7 als ein externes Zahnrad ist mit dem Hohlrad 5 integriert (einstückig) und steht mit einem angetriebenen Gegenzahnrad 8 als ein Teil des Abgabeelementes der vorliegenden Erfindung in Eingriff. Außerdem ist ein Abgabezahnrad 9 koaxial zu dem angetriebenen Gegenzahnrad 8 in einer Art und Weise angeordnet, dass es mit diesem einstückig dreht, und es steht mit einem Hohlrad 10 eines (nicht gezeigten) Differenzials in Eingriff. Daher wird das Moment von beiden Antriebsrädern 11 über das Differenzial übertragen.
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Das in 2 gezeigte Hybridfahrzeug ist des Weiteren mit einem zweiten Elektromotor 12 versehen, der daran angepasst ist, sein Moment zu dem Gegenantriebszahnrad 7 aufzubringen und eine Regeneration von Energie auszuführen. Der zweite Elektromotor 12 ist auch dazu in der Lage, elektrische Energie zu erzeugen, wie dies der vorstehend erwähnte erste Motor-Generator 6 kann, und daher wird der zweite Elektromotor 12 in der nachstehend dargelegten Erläuterung auch zweiter Motor-Generator 12 genannt. Genauer gesagt ist der zweite Motor-Generator 12 mit dem Gegenantriebszahnrad 7 durch einen Drehzahlverringerungsmechanismus 13 verbunden. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist genauer gesagt der Drehzahlverringerungsmechanismus 13 ein Planetengetriebemechanismus der Einzelantriebszahnradart.
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Genauer gesagt ist in dem Drehzahlverringerungsmechanismus 13 ein Hohlrad 15 als ein inneres Zahnrad konzentrisch zu einem Sonnenrad 14 als ein externes Zahnrad angeordnet, und ein Antriebszahnrad, das mit dem Sonnenrad 14 und dem Hohlrad 15 in Zahneingriff steht, wird durch den Träger 16 in einer drehbaren Weise gehalten. Außerdem ist der zweite Motor-Generator 12 mit dem Sonnenrad 14 verbunden, und das Hohlrad 15 ist mit dem Gegenantriebszahnrad 7 in einer Art und Weise verbunden, in der es einstückig mit diesem dreht. Außerdem ist der Träger 16 mit einem Fixierabschnitt, wie beispielsweise einem Gehäuse 17 durch einen (nicht gezeigten) Keil fest verbunden.
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In der in 2 gezeigten Antriebseinheit wird daher die von dem Verbrennungsmotor 1 abgegebene Kraft zu dem Träger 3 des Planetengetriebemechanismus 2, der als der Kraftverteilmechanismus fungiert, übertragen und zu dem Sonnenrad 4 und zu dem Hohlrad 5 verteilt. In dieser Situation wird ein negatives Moment auf das Sonnenrad 4 aufgebracht, indem der erste Motor-Generator 6 als ein Generator arbeitet. Als ein Ergebnis wird das Moment des Verbrennungsmotors 1 auf das Hohlrad 5 und das Gegenantriebszahnrad 7, das mit diesem einstückig ist, aufgebracht, während es verstärkt wird.
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Außerdem wird durch den ersten Motor-Generator 6 erzeugte elektrische Energie zu dem zweiten Motor-Generator 12 geliefert, wodurch der zweite Motor-Generator 12 als ein Motor angetrieben wird. Ein Moment des zweiten Motor-Generators 12 wird zu dem Hohlrad 5 und zu dem Gegenantriebszahnrad 7, das mit diesem einstückig ist, übertragen, während es durch den Drehzahlverringerungsmechanismus 13 verstärkt wird. Daher wird ein Gesamtmoment aus: dem Moment des Verbrennungsmotors, das durch den Kraftverteilmechanismus verstärkt wird, und dem Moment des zweiten Motor-Generators 12, das durch den Drehzahlverringerungsmechananismus 13 verstärkt wird, von dem Gegenantriebszahnrad 7 zu dem angetriebenen Gegenzahnrad 8 übertragen. In dieser Situation werden die Drehzahlen des Trägers 3 und des mit diesem verbundenen Verbrennungsmotors 1 geändert, indem eine Drehzahl des Sonnenrades 4 durch den ersten Motor-Generator 6 geändert wird. Daher kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 durch den ersten Motor-Generator 6 optimiert werden, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist in der in 2 gezeigten Antriebseinheit der Kraftübertragungsweg von dem Verbrennungsmotor 1 zu dem Antriebsrad 11 stets gänzlich verbunden. Daher wird eine neutrale Stufe verwirklicht, indem das Moment von irgendeinem der Drehelemente freigegeben wird. Genauer gesagt wird die neutrale Stufe verwirklicht, indem entweder der erste oder der zweite Motor-Generator 6 oder 12 im Leerlauf läuft, indem seine elektrische Tätigkeit unterbrochen wird. Als ein Ergebnis wird das von dem Verbrennungsmotor 1 abgegebene Moment von dem Sonnenrad 4 des Kraftverteilmechanismus oder von dem Sonnenrad 14 des Drehzahlverringerungsmechanismus 13 freigegeben. Daher wird das Moment nicht zu dem Gegenantriebszahnrad 7 und dem angetriebenen Gegenzahnrad 8, das als das Ausgangselement fungiert, aufgebracht, und der neutrale Zustand wird dadurch verwirklicht.
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Um das Antriebsrad 11 in dem Falle des Parkens des Fahrzeugs zu halten, ist das Hybridfahrzeug des Weiteren mit einem Parkmechanismus 18 versehen. Als ein Parkmechanismus, der in einem herkömmlichen Automatikgetriebe angewendet wird, ist der Parkmechanismus 18 so aufgebaut, dass er eine Drehung des Abgabeelementes oder eines Elementes, das mit diesem verbunden ist, anhält, indem diese Elemente mit einem fixierenden Element unter Verwendung einer mechanischen Einrichtung verbunden werden. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist der Parkmechanismus 18 so aufgebaut, dass er eine Drehung des Gegenantriebszahnrads 7 anhält. Zu diesem Zweck ist ein Parkzahnrad 19 mit dem vorstehend erwähnten Hohlrad 5 oder mit dem Gegenantriebszahnrad 7 einstückig vorgesehen. Genauer gesagt ist das Parkzahnrad 19 ein Drehelement, und Zähne sind an seiner Außenumfangsfläche mit einem größeren Abstand als bei den Basiszahnrädern ausgebildet. Daher dient jeder Zwischenraum zwischen den Zähnen als eine Eingriffsvertiefung 20. Ein Beispiel des Parkzahnrades 19 ist in 3 schematisch gezeigt.
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Wie dies in 3 dargestellt ist, ist eine Parkklaue 21 an einer Außenumfangsseite des Parkzahnrades 19 angeordnet. Genauer gesagt ist die Parkklaue 21 ein Arretierelement, das so aufgebaut ist, dass es die Drehung des Parkzahnrades 19 anhält. Zu diesem Zweck ist die Parkklaue 21 mit einem Vorsprung 22 vorgesehen, der mit der Eingriffsvertiefung 20 in Eingriff gelangt. Das heißt die Parkklaue 21 ist so aufgebaut, dass sie die Drehung des Parkzahnrades 19 anhält, indem der Vorsprung 22 in die Eingriffsvertiefung 20 eingeführt wird, wenn eine Bewegung zu dem Parkzahnrad 19 erfolgt, und so aufgebaut, dass ermöglicht wird, dass das Parkzahnrad 19 sich dreht, indem der Vorsprung 22 aus der Eingriffsvertiefung 22 herausgezogen wird, wenn eine Wegbewegung von dem Parkzahnrad 19 erfolgt. Zu diesem Zweck kann die Parkklaue 21 so aufgebaut sein, dass sie zu dem Parkzahnrad 19 hin und von dem Parkzahnrad 19 weg parallel zu dem Parkzahnrad 19 bewegt wird. Alternativ kann, wie dies in 3 dargestellt ist, die Parkklaue 21 auch drehbar an einem Fixierabschnitt an einem der Endabschnitte von ihr fixiert sein. In jedem Fall wird die Parkklaue 21 elastisch durch eine nicht gezeigte Feder in eine Richtung gedrückt, in der sie von dem Parkzahnrad 19 weg bewegt ist.
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Ein Mechanismus für eine Bewegung der Parkklaue 21 zu dem Parkzahnrad 19 hin und von dem Parkzahnrad 19 weg ist in 4 dargestellt. Wie dies in 4 gezeigt ist, ist ein Drückstab 23 hinter der Parkklaue 21 (d. h. an einer entgegengesetzten Seite zu dem Vorsprung 22) in einer Weise angeordnet, dass er sich parallel zu einer Drehachse der Parkklaue 21 hin- und hergehend bewegt, und ein Nockenelement 24 ist an seinem Führungsende in einer Art und Weise angebracht, dass es sich an diesem hin- und hergehend bewegt. Genauer gesagt ist das Nockenelement 24 ein konisches Kegelstumpfelement, und seine Außenumfangsfläche steht mit einer Rückseite der Parkklaue 21 in Kontakt. Daher wird dann, wenn das Nockenelement 24 nach vorn, d. h. zu der rechten Seite in 4 bewegt wird, die Parkklaue 21 drehbar so gedrückt, dass der Vorsprung 22 zu dem Parkzahnrad 19 bewegt wird.
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Genauer gesagt sitzt das Nockenelement 24 an dem Drückstab 23 in einer Weise, in der es von diesem nicht abgekoppelt ist, während es zu dem Führungsende des Druckstabes 23 durch eine Schraubenfeder 25 gedrückt wird, die auch an dem Drückstab 23 sitzt. Daher wird in dem Fall, in dem die Eingriffsvertiefung 20 des Parkzahnrades 19 sich an einem Ort befindet, an dem der Vorsprung 22 nicht in diese hinein eingeführt werden kann, d. h. an einem Ort, an dem die Parkklaue 21 nicht zu der Eingriffsvertiefung 20 gedrückt werden kann, lediglich der Drückstab 23 nach vorn bewegt, während die Schraubenfeder 25 zusammengedrückt wird, wodurch eine elastische Kraft auf das Nockenelement 24 aufgebracht wird. In dieser Situation wird, wenn die Eingriffsvertiefung 20 einen Ort erreicht, an dem der Vorsprung 22 in diese hinein eingeführt werden kann, das Nockenelement 24 nach vorn gedrückt, wodurch die Parkklaue 21 zu dem Parkzahnrad 19 hin gedrückt wird. Das heißt das in 4 gezeigte Beispiel ist so aufgebaut, dass keine Spannung zwischen der Parkklaue 21 und dem Nockenelement 24 in übermäßiger Weise durch ein Zurückversetzen des Nockenelementes 24 relativ zu dem Drückstab 23 erzeugt wird, wenn das Nockenelement 24 sich nicht nach vorn bewegen kann, selbst wenn eine Axialkraft auf den Drückstab 23 in seiner axialen Richtung aufgebracht wird.
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Der Druckstab 23 ist außerdem mit einer Einrastplatte 26 verbunden. Genauer gesagt ist die Einrastplatte 26 ein Plattenelement, das so aufgebaut ist, dass es durch einen Motor 27 gedreht wird, und eine wellige Oberfläche ist an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet. Anders ausgedrückt hat die Einrastplatte 26 eine gleiche Anzahl an Vertiefungen (Einbuchtungen) 28 wie die Anzahl an Schaltpositionen an seiner Außenumfangsfläche. Außerdem ist ein Stift 29 an einer flachen Feder 30 angebracht, um in die Vertiefung 28 gesetzt zu werden. Daher wird in dem Fall, in dem der Stift 29 in die Vertiefung 28 durch eine elastische Kraft der flachen Feder 30 gedrückt wird, ein Moment zu der Einrastplatte 26 durch den Stift 29 aufgebracht. Im Gegensatz dazu ist in dem Fall, bei dem der Stift 29 in der Vertiefung 28 untergebracht ist, ein größeres Moment erforderlich, um die Einrastplatte 26 zu drehen. Daher kann der Stift 29 in die Vertiefung 28 gesetzt werden, während ein Einschnappempfinden an jeder Schaltposition erhalten wird, wenn die Einrastplatte 26 gedreht wird.
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Der Druckstab 23 ist mit der Einrastplatte 26 an einem Zwischenabschnitt oder an einem Außenumfangsabschnitt der Einrastplatte 26 verbunden. Daher kann der Druckstab 23 hin- und hergehend zusammen mit dem Nockenelement 24 gemäß der gewählten Schaltposition bewegt werden.
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Um den Motor 27 und die Motor-Generatoren 6 und 12 oder deren (nicht gezeigte) Wandler (Inverter) zu steuern, ist das Hybridfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit (als ECU abgekürzt) 31 versehen, die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer besteht. Beispielsweise ist die elektronische Steuereinheit 31 so aufgebaut, dass sie eine Berechnung auf der Grundlage eines Antriebsbefehls ausführt, wie beispielsweise einen Öffnungsgrad (Betätigungsgrad) eines Gaspedals, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Schaltposition, eine Drehzahl des Verbrennungsmotors und dergleichen, und ein Berechnungsergebnis in der Form eines Steuersignals ausgibt.
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Wie dies in 2 gezeigt ist, ist eine Schalteinrichtung 32 elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit 31 verbunden. Genauer gesagt ist die Schalteinrichtung 32 daran angepasst, dass sie die Schaltposition wählt. Aus diesem Grund ist die Schalteinrichtung 32 mit Schaltern für das Wählen der Schaltposition versehen und mit einem Schalthebel für das Aktivieren der Schalter (beide Elemente sind nicht gezeigt). Daher kann die Schaltposition des Fahrzeugs durch ein Betätigen des Schalthebels von den Antriebspositionen für die Fahrt des Fahrzeugs in der Vorwärtsrichtung und für die Fahrt des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung, die neutrale Position, in der der Verbrennungsmotor 1 angetrieben wird, aber sein Moment nicht zu dem Abgabeelement aufgebracht wird, der Parkposition zum Halten eines Fahrzeugs in einer Parksituation, der B-Position zum Erzielen eines Antriebsquellenbremsens (beispielsweise ein Verbrennungsmotorbremsen) und dergleichen gewählt werden. Jedoch kann der Schalter zum Wählen der Parkposition so aufgebaut sein, dass er manuell betätigt wird.
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Wenn die Parkposition in dem derart aufgebauten Fahrzeug gewählt wird, gelangt zumindest der erste Motor-Generator 6 in den Leerlauf, indem seine elektrische Wirksamkeit unterbrochen wird. Folglich gelangt das Sonnenrad 4 des Planetengetriebemechanismus 2, der als der Kraftverteilmechanismus fungiert, in den Leerlauf, und das Moment wird von diesem freigegeben. Somit wird das Moment nicht auf das Hohlrad 5 und das Gegenantriebsrad 7 in der Parkposition aufgebracht. In dieser Situation schwankt das Abgabemoment des Verbrennungsmotors 1, der in Drehung ist, und der Verbrennungsmotor 1 gelangt daher in Schwingung. Als ein Ergebnis verteilen sich die Schwingungen des Verbrennungsmotors 1 gänzlich zu dem Getriebemechanismus (sie breiten sich aus). Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist der Träger 16 des Drehzahlverringerungsmechanismus 13 an dem Gehäuse 17 befestigt. Daher gelangen ein Klappern des Getriebemechanismus und ein Klappern an der Verbindung zwischen dem Träger 16 und dem Gehäuse 17 zu einer Resonanz, um ein Geräusch des Fahrzeugs selbst zu erzeugen.
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Um ein derartiges Klappern zu verhindern, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches daran angepasst, die Schwingungen des Drehelementes, zu dem das Moment nicht aufgebracht wird, zu verhindern oder zu verringern, indem eine Reibungskraft auf dieses aufgebracht wird. Zu diesem Zweck sitzt ein Reibungselement 33 lose an dem Drehelement, zu dem das Moment nicht aufgebracht wird, in der neutralen Position, wie beispielsweise das Gegenantriebszahnrad 7 oder das Parkzahnrad 19. Gemäß diesem Beispiel dient das Reibungselement 33 als ein Teil der Gleitkontakteinrichtung der vorliegenden Erfindung, und das Reibungselement 33 ist an der Parkklaue 21 angebracht, die zu verschiedenen Positionen gemäß der gewählten Schaltposition bewegt wird. Genauer gesagt ist das Reibungselement 33 ein ringartiges Element, das aus Gummi hergestellt ist. Daher wird das Reibungselement 33 in einer im Wesentlichen echten kreisartigen Form oder einer ovalen Form in dem Zustand gehalten, bei dem eine Last nicht auf einen spezifischen Abschnitt von diesem aufgebracht wird. Außerdem ist ein Innendurchmesser des Reibungselementes 33 größer als ein Außendurchmesser des Gegenantriebszahnrades 7 oder des Parkzahnrades 19. Daher gelangt in der Situation, bei der das Reibungselement 33 sich konzentrisch zu dem Gegenantriebszahnrad 7 oder dem Parkzahnrad 19 befindet, das Reibungselement 33, das das Gegenantriebszahnrad 7 oder das Parkzahnrad 19 umschließt, nicht in Kontakt mit diesem an irgendeinem Abschnitt, wie dies in 1(a) gezeigt ist.
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Eine Befestigungsposition des Reibungselementes 33 ist nachstehend detaillierter erläutert. Wie dies in 1(a) gezeigt ist, ist ein Führungsende des Vorsprungs 22 der Parkklaue 21 an einem Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Reibungselementes 33 verbunden. In dem Fall, bei dem die Antriebsposition wie beispielsweise eine Vorwärtsposition (d. h. die Position D) oder eine Rückwärtsposition (d. h. die Position R) durch die Schalteinrichtung 32 gewählt worden ist, wird die Parkklaue 21 geringfügig von dem Parkzahnrad 19 zurück versetzt. Als ein Ergebnis wird das Reibungselement 33 konzentrisch zu dem Gegenantriebszahnrad 7 oder dem Parkzahnrad 19 angeordnet, ohne mit diesem in Kontakt zu stehen. Das heißt eine Reibungsbremskraft wird nicht auf das Gegenantriebszahnrad 7 oder das Parkzahnrad 19 in den Antriebspositionen aufgebracht.
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Wenn die neutrale Position gewählt wird, wird die Parkklaue 21 von dem Gegenantriebszahnrad 7 oder dem Parkzahnrad 19 durch das Antreiben des vorstehend erwähnten Motors 27 weiter zurückversetzt. Daher wird das Reibungselement 33 exzentrisch in Bezug auf die Mitte des Gegenantriebszahnrades 7 oder des Parkzahnrades 19 in der neutralen Position so verformt, dass ein Abschnitt der Innenumfangsfläche des Reibungselementes 33 mit der Außenumfangsfläche des Parkzahnrades 19 in Reibungskontakt gelangt, wie dies schematisch in 1(b) gezeigt ist.
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Im Gegensatz dazu wird, wenn die Parkposition gewählt wird, die Parkklaue 21 zu dem Parkzahnrad 19 so gedrückt, dass der Vorsprung 22 in die Eingriffsvertiefung 20 gesetzt wird. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Führungsende des Vorsprungs 22 mit dem Reibungselement 33 verbunden. Daher wird in dieser Situation der Vorsprung 22 in die Eingriffsvertiefung 20 eingeführt, während das Reibungselement 33 eine Ausbauchung erfährt und in die Eingriffsvertiefung 20 gedrückt wird, wie dies schematisch in 1(c) gezeigt ist.
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Genauer gesagt verringert die somit aufgebaute erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches das Klappern in der neutralen Position durch die folgende Prozedur. Wenn der Fahrer die neutrale Position wählt, in dem die Schalteinrichtung 32 in dem Zustand betätigt wird, bei dem der Verbrennungsmotor 1 angetrieben wird, wird der Motor 27 so angetrieben, dass die Parkklaue 21 von dem Parkzahnrad 19 weg zurückversetzt wird. Als ein Ergebnis wird ein Abschnitt des Reibungselementes 33, der zu dem Abschnitt entgegengesetzt ist, an dem der Vorsprung 22 angebunden ist, so gezogen, dass er mit dem Gegenantriebszahnrad 7 oder dem Parkzahnrad 19 in Kontakt gelangt, wodurch eine Bremskraft darauf aufgebracht wird, wie dies in 1(b) gezeigt ist. In dieser Situation werden die Umdrehungen des Gegenantriebszahnrades 7 oder des Parkzahnrades 19 und eines anderen Drehelementes, das mit diesem zum Übertragen des Momentes verbunden ist, angehalten. Folglich werden die Zähne des Zahnrades nicht gegen die Zähne des anderen Zahnrades, das mit diesem in Zahneingriff steht, schlagen, selbst wenn der Getriebemechanismus durch das Schwanken des Moments des Verbrennungsmotors schwingt, so dass das Klappern verringert oder gedämpft werden kann. Außerdem kann die Drehung des Trägers 16, der mit dem Gehäuse 17 fixiert ist, ebenfalls angehalten werden. Daher kann das Klappern an der Verbindung zwischen dem Träger 16 und dem Gehäuse 17 ebenfalls verringert oder gedämpft werden.
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Wenn die Antriebsposition gewählt wird, wird die Parkklaue 21 zu dem Parkzahnrad 19 bis zu einem Ausmaß gedrückt, dass sie mit diesem nicht in Kontakt steht, und das ringartige Reibungselement 33, das an dem Vorsprung 22 angebracht ist, wird dadurch im Wesentlichen konzentrisch zu dem Gegenantriebszahnrad 7 oder dem Parkzahnrad 19 angeordnet, ohne mit diesem in Kontakt zu stehen. Daher wird die Bremskraft nicht zu dem Gegenantriebszahnrad 7 oder dem Parkzahnrad 19 aufgebracht, wenn das Fahrzeug angetrieben wird. Aus diesem Grund verschlechtert sich der Kraftstoffverbrauch nicht.
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Wenn der Fahrer die Parkposition wählt, indem er die Schalteinrichtung 32 in einer solchen Situation betätigt, bei der das Fahrzeug angehalten ist, wird die Parkklaue 21 weiter zu dem Parkzahnrad 19 durch das Nockenelement 24 gedrückt, und ihr Vorsprung 22 wird in die Eingriffsvertiefung 20 gesetzt, die an dem Außenumfangsabschnitts des Zahnrades 19 ausgebildet ist. Als ein Ergebnis werden die Drehungen des Parkzahnrades 19 und des mit diesem einstückigen Gegenantriebszahnrad 7 angehalten, um das Anhalten des Fahrzeugs beizubehalten. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Reibungselement 33 um das Parkzahnrad 19 herum angeordnet und an dem Vorsprung 22 der Parkklaue 21 angebracht. Daher wird in dieser Situation das Reibungselement 33 teilsweise in die Eingriffsvertiefung 20 durch den Vorsprung 22 hineingedrückt und zwischen dem Vorsprung 22 und einer Innenfläche der Eingriffsvertiefung 20 angeordnet. Somit steht der Vorsprung 22 nicht in einem direkten Kontakt mit der Innenfläche der Eingriffsvertiefung 20. Aus diesem Grund kann ein metallischer Klang, der sich aus einem direktem Kontakt zwischen dem Vorsprung 22 und der Innenfläche der Eingriffsvertiefung 20 ergäbe, in dem Fall verhindert werden, bei dem der Vorsprung 22 in die Eingriffsvertiefung 20 gesetzt wird, und in dem Fall, bei dem das auf das Gegenantriebszahnrad 7 aufgebrachte Moment in der Parkposition schwankt. Außerdem fungiert das Reibungselement 33, das zwischen dem Vorsprung 22 und der Innenfläche der Eingriffsvertiefung 20 angeordnet ist, auch als ein Pufferelement. Daher wird in dem Fall, bei dem das Moment, das auf das Gegenantriebszahnrad 7 aufgebracht wird, schwankt, eine derartige Schwankung des Momentes durch das Reibungselement 33 absorbiert, so dass der Stoß weiter verringert oder gedämpft werden kann.
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Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches so aufgebaut, dass sie die Drehung des Gegenantriebszahnrades 7 oder des Parkzahnrades 19 anhält, indem das Reibungselement 33 mit diesem in Kontakt gelangt unter Nutzung der Parkklaue 21, die durch einen Schaltvorgang bewegt wird. Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Klappergeräusch in der neutralen Position verringert oder gedämpft werden, ohne dass ein zusätzlicher Aktuator verwendet wird.
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Anders ausgedrückt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches so aufgebaut, dass ein Reibungselement mit einem Drehelement, zu dem das Moment in dem neutralen Zustand nicht aufgebracht wird, durch ein Element in Kontakt gelangt, das durch das Wählen der neutralen Position bewegt wird. Dies bedeutet, dass das Element, das bewegt wird, um das Reibungselement zu dem Drehelement durch die Wahl der neutralen Position zu drücken, nicht auf die vorstehend erwähnte Parkklaue beschränkt sein soll. Das heißt ein anderes geeignetes Element, das in Verbindung mit einer Bewegung der Parkklaue bewegt wird, kann ebenfalls verwendet werden, um das Reibungselement zu dem Drehelement zu drücken. Außerdem ist das Reibungselement nicht unbedingt ein ringartiges Element, wie beispielsweise ein Gummiring. Das heißt ein beliebiges Element, das daran angepasst ist, eine Reibungskraft auf das Drehelement aufzubringen, wenn es mit diesem in Kontakt gelangt, während es gleitet, kann als das Reibungselement angewendet werden. Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verringerung des Klappergeräusches auch in einem Fahrzeug angewendet werden, das ein herkömmliches Automatikgetriebe hat, anstelle einer Verwendung in dem Hybridfahrzeug.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 8-145075 [0004, 0004, 0005, 0005, 0005, 0005]
