DE112011101169T5 - Fahrzeugantriebssystem - Google Patents

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electric motor
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DE112011101169T
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Shinichi Okubo
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

Ein Rückwärtszahnradsatz 28, der geeignet ist, mit einer zweiten Eingangswelle 16 verbunden zu werden und über eine dritte Schalteinheit 53 selektiv mit einer ersten Eingangswelle 11 verbunden zu werden, ist in einem Getriebe 20 eines Fahrzeugantriebssystems 1 bereitgestellt, wodurch ein Rückwärtsantrieb implementiert werden kann, indem die erste Eingangswelle 11 in einer Richtung umgekehrt zu einer Richtung rotiert wird, in der die erste Eingangswelle 11 für einen Vorwärtsantrieb mittels der Leistung eines Verbrennungsmotors 6 und eines Elektromotors 7 rotiert, und von den ersten Schalteinheiten 51, 61 können mehrere Zahnräder eines ungeradzahligen Getriebezugs ausgewählt werden können.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugantriebssystem, das eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor umfasst.
  • Hintergrundtechnik
  • Herkömmlicherweise sind Hybride Fahrzeugantriebssysteme bekannt, die eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor umfassen (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
  • Ein Fahrzeugantriebssystem 200 des Patentdokuments 1 umfasst, wie in 15 gezeigt, einen Doppelkupplungsgetriebemechanismus, der wiederum eine erste Eingangswelle 202a umfasst, die mit einem Elektromotor 210 verbunden ist und die durch eine erste Eingreif- und Ausrückeinrichtung 205 selektiv mit einer Verbrennungsmotorausgangswelle 204 verbunden wird, eine zweite Eingangswelle 202b, die durch eine zweite Eingreif- und Ausrückeinrichtung 206 selektiv mit der Verbrennungsmotorausgangswelle 204 verbunden wird, eine Ausgangswelle 203, die Leistung an einen angetriebenen Abschnitt ausgibt, einen ersten Getriebezug, der mehrere Zahnräder umfasst, die über erste Synchrongetriebeeinheiten 230, 231, die auf der ersten Eingangswelle 202a angeordnet sind, wahlweise mit der ersten Eingangswelle 202a verbunden werden, einen zweiten Getriebezug, der mehrere Zahnräder umfasst, die über zweite Synchrongetriebeeinheiten 216, 217, die auf der zweiten Eingangswelle 202b angeordnet sind, wahlweise mit der zweiten Eingangswelle 202b verbunden werden, und einen dritten Getriebezug, der auf der Ausgangswelle 203 angeordnet ist und der mehrere Zahnräder umfasst, die mit den Zahnrädern des ersten Getriebezugs und den Zahnrädern des zweiten Getriebezugs verzahnen, und einen Rückwärtszahnradsatz R, der über die zweite Synchrongetriebeeinheit 217 wahlweise mit der zweiten Eingangswelle 202b verbunden wird, ist auf der zweiten Eingangswelle 202b bereitgestellt, mit welcher der Elektromotor 210 nicht verbunden ist.
  • Dokument der verwandten Technik
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: JP-A-2002-89594
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Probleme, die von der Erfindung gelöst werden sollen
  • In dem vorstehend beschriebenen Fahrzeugantriebssystem 200 des Patentdokuments 1 kann der Rückwärtsantrieb jedoch nur durch den Rückwärtszahnradsatz R implementiert werden, der im Voraus festgelegt wird, und folglich kann kein erwünschtes Untersetzungsverhältnis entsprechend von Bedingungen ausgewählt werden. Folglich besteht immer noch Raum für Verbesserungen.
  • Die Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Gegebenheiten gemacht, und es ist eine ihrer Aufgaben, ein Fahrzeugantriebssystem bereitzustellen, das selbst beim Rückwärtsfahren die Auswahl mehrerer Zahnräder ermöglicht.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Mit Blick auf die Lösung der Aufgabe gemäß einer in Patentanspruch 1 dargelegten Erfindung umfasst ein Fahrzeugantriebssystem (zum Beispiel Fahrzeugantriebssysteme 1, 1A, 1B in später beschriebenen Ausführungsformen):
    eine Brennkraftmaschine (in den Ausführungsformen zum Beispiel einen Verbrennungsmotor 6);
    einen Elektromotor (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein Elektromotor 7); und
    einen Getriebemechanismus (in den Ausführungsformen zum Beispiel Getriebe 20, 20A), der umfasst: eine erste Eingangswelle (in den Ausführungsformen zum Beispiel eine erste Hauptwelle 11), die mit dem Elektromotor verbunden ist und über einen ersten Eingreif- und Ausrückmechanismus (in den Ausführungsformen zum Beispiel eine erste Kupplung 41) selektiv mit der Brennkraftmaschine verbunden wird, eine zweite Eingangswelle (in den Ausführungsformen zum Beispiel eine zweite Zwischenwelle 16), die selektiv über eine zweite Eingreif- und Ausrückeinrichtung (in den Ausführungsformen zum Beispiel eine zweite Kupplung 42) mit der Brennkraftmaschine verbunden wird, eine Ausgangswelle (in den Ausführungsformen zum Beispiel eine Gegenwelle 14), die Leistung an einen angetriebenen Abschnitt (in den Ausführungsformen zum Beispiel die Antriebsräder DW, DW) ausgibt; einen ersten Getriebezug, der auf der ersten Eingangswelle angeordnet ist und der aus mehreren Zahnrädern (in den Ausführungsformen zum Beispiel einem Planetengetriebemechanismus 30, einem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, einem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang, einem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang) besteht, die über eine erste Schalteinheit (in den Ausführungsformen zum Beispiel einen Sperrmechanismus 61, ein erstes Gangwechselschaltstück 51, ein erstes Schaltstück 51A für ungeradzahlige Gangwechsel, ein zweites Schaltstück 51B für ungeradzahlige Gangwechsel) selektiv mit der ersten Eingangswelle verbunden werden, einen zweiten Getriebezug, der auf der zweiten Eingangswelle angeordnet ist und der aus mehreren Zahnrädern (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang, ein Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang, ein Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang) besteht, die über eine zweite Schalteinheit (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein zweites Gangwechselschaltstück 52, ein erstes Schaltstück 52A für geradzahlige Gangwechsel, ein zweites Schaltstück 52B für geradzahlige Gangwechsel) selektiv mit der zweiten Eingangswelle verbunden werden, und einen dritten Getriebezug, der auf der Ausgangswelle angeordnet ist und aus mehreren Zahnrädern (in den Ausführungsformen zum Beispiel einem ersten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 23b, einem zweiten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 24a, einem dritten gemeinsamen angetriebenen Zahnrad 96b) besteht, die mit den Zahnrädern des ersten Getriebezugs und den Zahnrädern des zweiten Getriebezugs verzahnen, dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Rückwärtszahnradsatz (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein Rückwärtszahnradsatz 28) in dem Getriebemechanismus bereitgestellt ist, der mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist und der über eine dritte Schalteinheit (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein Rückwärtsschaltstück 53) selektiv mit der ersten Eingangswelle verbunden wird, und dadurch, dass
    ein Rückwärtsantrieb implementiert werden kann, indem die erste Eingangswelle in einer Rückwärtsrichtung in eine Richtung rotiert werden kann, in der die erste Eingangswelle rotiert, um mit Hilfe der Leistung der Brennkraftmaschine und/oder des Elektromotors einen Vorwärtsantrieb zu implementieren, und dadurch, dass
    durch die erste Schalteinheit mehrere Zahnräder des ersten Getriebezugs ausgewählt werden können.
  • Außerdem wird gemäß einer Erfindung des Patentanspruchs 2 ein Fahrzeugantriebssystem gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass durch Eingreifen der dritten Schalteinheit und Anwenden der zweiten Eingreif- und Ausrückeinrichtung der Rückwärtsantrieb durch die Leistung der Brennraftmaschine implementiert wird.
  • Außerdem wird gemäß einer Erfindung des Patentanspruchs 3 ein Fahrzeugantriebssystem gemäß Patentanspruch 2 bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während des Rückwärtsantriebs durch die Brennkraftmaschine der Elektromotor in einer Richtung umgekehrt zu einer Richtung angetrieben wird, in der der Elektromotor für einen Vorwärtsantrieb angetrieben wird, um die Leistung des Elektromotors hinzuzufügen.
  • Außerdem wird gemäß einer Erfindung des Patentanspruchs 4 ein Fahrzeugantriebssystem gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein EV-Rückwärtsantrieb implementiert wird, indem die ersten und zweiten Eingreif- und Ausrückeinrichtungen gelöst werden und der Elektromotor in der Richtung umgekehrt zu der Richtung angetrieben wird, in der der Elektromotor für den Vorwärtsantrieb angetrieben wird.
  • Außerdem wird gemäß einer Erfindung des Patentanspruchs 5 ein Fahrzeugantriebssystem gemäß Patentanspruch 2 oder 3 bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klimaanlagenkompressor (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein Klimaanlagenkompressor 112A, ein elektrischer Klimaanlagenkompressor 112B), der geeignet ist, nur zu rotieren, wenn die erste Eingangswelle für den Vorwärtsantrieb rotiert, über eine Klimaanlagenkupplung (in den Ausführungsformen zum Beispiel eine Klimaanlagenkupplung 121) mit der ersten Eingangswelle verbunden wird, und dadurch, dass wenn der Rückwärtsantrieb implementiert ist, die Klimaanlagenkupplung gelöst wird, so dass eine Rückwärtsrotation der ersten Eingangswelle nicht auf den Klimaanlagenkompressor übertragen wird, um dadurch den Klimaanlagenkompressor im Leerlauf zu rotieren.
  • Außerdem wird gemäß der Erfindung des Patentanspruchs 6 ein Fahrzeugantriebssystem gemäß Patentanspruch 4 bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass, wenn der EV-Rückwärtsantrieb implementiert ist, die Brennkraftmaschine am Laufen gehalten wird, wobei die ersten und zweiten Eingreif- und Ausrückeinrichtungen gelöst gehalten werden.
  • Außerdem wird gemäß der Erfindung des Patentanspruchs 7 ein Fahrzeugantriebssystem gemäß jedem der Patentansprüche 1 bis 6 bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Umkehrwelle (in den Ausführungsformen zum Beispiel eine Umkehrwelle 17), die parallel zu den ersten und zweiten Eingangswelle angeordnet ist, in dem Getriebemechanismus angeordnet ist, dadurch, dass
    ein Rückwärtsantriebszahnrad (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein Rückwärtsantriebszahnrad 28a), das geeignet ist, über die dritte Schalteinheit selektiv mit der Umkehrwelle verbunden zu werden, auf der Umkehrwelle bereitgestellt ist, dadurch, dass
    ein angetriebenes Rückwärtszahnrad (in den Ausführungsformen zum Beispiel ein Rückwärtsantriebszahnrad 28b), das derart montiert ist, dass es mit dem Rückwärtsantriebszahnrad verzahnt, um dadurch zusammen mit der ersten Eingangswelle zu rotieren, auf der ersten Eingangswelle bereitgestellt ist, und dadurch, dass
    die Umkehrwelle über einen Leerlaufzahnradsatz (in den Ausführungsformen zum Beispiel einen ersten Leerlaufzahnradsatz 27A, einen zweiten Leerlaufzahnradsatz 27B) mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist.
  • Vorteil der Erfindung
  • Wenn gemäß dem Fahrzeugantriebssystem des Patentanspruchs 1 der Rückwärtsantrieb implementiert ist, wird die Leistung mittels des ersten Getriebezugs, der auf der ersten Eingangswelle angeordnet ist, auf die Ausgangswelle übertragen, und daher kann gemäß den Antriebsbedingungen ein optimales Zahnrad aus den mehreren Zahnrädern des ersten Getriebezugs ausgewählt werden.
  • Wenn gemäß dem Fahrzeugantriebssystem des Patentanspruchs 2 der Rückwärtsantrieb durch die Brennkraftmaschine implementiert ist, wird die Leistung neben dem ersten Getriebezug mittels des Rückwärtszahnradsatzes übertragen, und daher wird das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern, die gewechselt werden, erhöht, wodurch es möglich gemacht wird, ein hohes Drehmoment zu erreichen.
  • Gemäß dem Fahrzeugantriebssystem des Patentanspruchs 3 kann der Rückwärtsantrieb durch die Brennkraftmaschine von dem Elektromotor unterstützt werden. Dadurch kann selbst beim Rückwärtsantrieb, der implementiert wird, als ob das Fahrzeug einen steilen Gradienten erklimmt, ein hohes Drehmoment erhalten werden.
  • Gemäß dem Fahrzeugantriebssystem des Anspruchs 4 kann der EV-Rückwärtsantrieb implementiert werden, um dadurch die Kraftstoffsparsamkeit zu erhöhen.
  • Gemäß dem Fahrzeugantriebssystem des Patentanspruchs 5 kann ein kostengünstiger Spiralkompressor verwendet werden, der nur in eine Richtung rotieren kann. Selbst wenn ein derartiger Spiralkompressor verwendet wird, kann der Spiralkompressor durch Lösen der Klimaanlagenkupplung, so dass keine Rückwärtsrotation übertragen wird, sicher verwendet werden. Außerdem kann durch Lösen der Klimaanlagenkupplung die Last verringert werden, wodurch es möglich gemacht wird, ein Antriebsdrehmoment sicherzustellen, auch wenn das Drehmoment notwendig ist.
  • Gemäß dem Fahrzeugantriebssystem des Patentanspruchs 6, wird der Rückwärtsantrieb viel verwendet, wenn das Fahrzeug zum Parken häufig und wiederholt vorwärts und rückwärts angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug vorwärts angetrieben wird, wird die erste Eingreif- und Ausrückvorrichtung angewendet, und das Fahrzeug wird mittels der Leistung der Brennkraftmaschine angetrieben, während die Rückgewinnung durch den Elektromotor implementiert wird. Wenn das Fahrzeug rückwärts angetrieben wird, wird das Fahrzeug durch den EV-Rückwärtsantrieb angetrieben, und wenn während des EV-Rückwärtsantriebs ein Drehmoment benötigt wird, wird die zweite Eingreif- und Ausrückeinrichtung angewendet, um die Brennkraftmaschine zu nutzen.
  • Gemäß dem Antriebssystem des Patentanspruchs 7 wird der Rückwärtsantrieb neben dem Rückwärtszahnradsatz und den Zahnradsätzen des ersten Getriebezugs mittels des Leerlaufzahnradsatzes angetrieben, und daher kann zwischen Zahnrädern, die gewechselt werden, ein höheres Übersetzungsverhältnis erhalten werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht, die ein Fahrzeugantriebssystem einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebssystems von 1.
  • 3 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das Drehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem während eines Rückwärtsantriebs, der durch die Leistung eines Verbrennungsmotors implementiert wird, übertragen wird, wobei ein Sperrmechanismus 61 in Eingriff ist.
  • 4 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das Drehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem während des Rückwärtsantriebs, der durch die Leistung des Verbrennungsmotors implementiert wird, übertragen wird, wobei ein erstes Gangwechselschaltstück 51 in einer Eingreifposition für den dritten Gang in Eingriff ist.
  • 5 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem während des Rückwärtsantriebs, der durch die Leistung des Verbrennungsmotors implementiert wird, übertragen wird, wobei das erste Gangwechselschaltstück 51 in einer Eingreifposition für den fünften Gang eingreift.
  • 6 zeigt Diagramme, die einen Rückwärtsantrieb abbilden, der durch die Leistung eines Elektromotors implementiert wird, 6(a) ist ein kollineares Geschwindigkeitsdiagramm, und 6(b) ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem übertragen wird.
  • 7 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem während eines Antriebs im zweiten Gang übertragen wird.
  • 8 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebssystems einer zweiten Ausführungsform.
  • 9 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebssystems einer dritten Ausführungsform.
  • 10 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem in 9 gezeigten Fahrzeugantriebssystem während eines Rückwärtsantriebs übertragen wird, der durch die Leistung eines Verbrennungsmotors implementiert wird, wobei ein Sperrmechanismus 61 in Eingriff ist.
  • 11 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem in 9 gezeigten Fahrzeugantriebssystem während des Rückwärtsantriebs übertragen wird, der durch die Leistung des Verbrennungsmotors implementiert wird, wobei ein erstes Schaltstück 51A für ungeradzahlige Gangwechsel in einer Eingreifposition für den dritten Gang in Eingriff ist.
  • 12 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem in 9 gezeigten Fahrzeugantriebssystem während des Rückwärtsantriebs übertragen wird, der durch die Leistung des Verbrennungsmotors implementiert wird, wobei ein zweites Schaltstück 51B für ungeradzahlige Gangwechsel in Eingriff ist.
  • 13 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem in 9 gezeigten Fahrzeugantriebssystem während eines Rückwärtsantriebs übertragen wird, der durch die Leistung des Verbrennungsmotors implementiert wird, wobei das erste Schaltstück 51A für ungeradzahlige Gangwechsel in einer Eingreifposition für den siebten Gang in Eingriff ist.
  • 14 zeigt einen Rückwärtsantrieb, der durch die Leistung eines Elektromotors in dem in 9 gezeigten Fahrzeugantriebssystem implementiert wird, 14(a) ist ein kollineares Geschwindigkeitsdiagramm, und 14(b) ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Drehmoment in dem in 9 gezeigten Fahrzeugantriebssystem übertragen wird.
  • 15 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugantriebssystems des Patentdokuments 1.
  • Arten zur Ausführung der Erfindung
  • Nachstehend werden hier Ausführungsformen eines hybriden Fahrzeugantriebssystems der Erfindung, das eine Steuereinheit installieren kann, unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • <Erste Ausführungsform>
  • Zuerst wird ein hybrides Fahrzeugantriebssystem einer ersten Ausführungsform unter Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
  • Ein hybrides Fahrzeugantriebssystem 1 (auf das hier nachstehend als ein Fahrzeugantriebssystem Bezug genommen wird) dieser Ausführungsform ist konstruiert, um Antriebsräder DW, DW (angetriebene Abschnitte) eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs über dessen Antriebswellen 9, 9 anzutreiben, und umfasst eine Brennkraftmaschine (auf die hier nachstehend als ein „Verbrennungsmotor” Bezug genommen wird) 6, die eine Antriebsquelle ist, einen Elektromotor (auf den hier nachstehend als „Elektromotor” Bezug genommen wird) 7 und ein Getriebe 20 zum Übertragen von Leistung auf die Antriebsräder DW, DW.
  • Der Verbrennungsmotor 6 ist ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor, und eine erste Kupplung 41 (eine erste Eingreif- und Ausrückeinrichtung) und eine zweite Kupplung (eine zweite Eingreif- und Ausrückeinrichtung) des Getriebes 20 sind auf einer Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 bereitgestellt.
  • Der Elektromotor 7 ist ein bürstenloser Dreiphasen-Gleichstrommotor und hat einen Stator 71, der 3n Anker 71a und einen Rotor 72 umfasst, der derart angeordnet ist, dass er dem Stator 71 zugewandt ist. Die Anker 71a umfassen jeweils einen Eisenkern 71b und eine Spule 71c, die um den Eisenkern 71b gewickelt ist, und sind an einem nicht gezeigten Gehäuse fixiert, so dass sie in im Wesentlichen gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung um eine rotierende Welle ausgerichtet sind. 3n Spulen 71c bilden n Sätze von Spulen mit drei Phasen; eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase.
  • Der Rotor 72 hat einen Eisenkern 72a und n Permanentmagnete 72b, die um eine Drehwelle in im Wesentlichen in gleichen Abständen ausgerichtet sind, und beliebige zwei Permanentmagnete 72b, die benachbart zueinander liegen, haben verschiedene Polaritäten. Ein Fixierabschnitt 72c, der den Eisenkern 72a fixiert, hat eine hohle zylindrische Form, ist auf einer Außenumfangsseite eines Zahnkranzes 35 eines Planetengetriebemechanismus 30 angeordnet, der später beschrieben wird, und ist mit einem Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 30 verbunden. Dadurch wird der Rotor 72 dazu gebracht, zusammen mit dem Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 30 zu rotieren.
  • Der Planetengetriebemechanismus 30 hat das Sonnenrad 32, den Zahnkranz 35, der konzentrisch mit dem Sonnenrad 32 angeordnet ist, und der derart angeordnet ist, dass er den Umfang des Sonnenrads 32 umgibt, die Planetenzahnräder 34, die dazu gebracht werden, mit dem Sonnenrad 32 und dem Zahnkranz 35 zu verzahnen, und einen Träger 36, der die Planetenräder 34 trägt, wobei er ihnen erlaubt, sich um ihre eigenen Achsen zu drehen und um das Sonnenrad zu roll„wandern”. Auf diese Weise werden das Sonnenrad 32, der Zahnkranz 35 und der Träger 36 dazu gebracht, verschieden voneinander zu rotieren.
  • Ein Sperrmechanismus 61 (eine erste Synchrongetriebeeinheit), der einen Synchrongetriebemechanismus (einen Synchronisationsmechanismus) hat und der geeignet ist, die Rotation des Zahnkranzes 35 zu stoppen (sperren), ist auf dem Zahnkranz 35 bereitgestellt. Es sollte bemerkt werden, dass eine Reibeingreifeinheit, die aus einer Bremse und einer Hülse besteht, anstelle des Sperrmechanismus 61 verwendet werden kann.
  • Das Getriebe 20 ist ein sogenanntes Doppelkupplungsgetriebe, das die erste Kupplung 41, die zweite Kupplung 42 und den Planetengetriebemechanismus 30, die bereits beschrieben wurden, ebenso wie mehrere Gangwechselgetriebezüge, die später beschrieben werden, umfasst.
  • Insbesondere umfasst das Getriebe 20 eine erste Hauptwelle 11 (eine erste Eingangswelle), die koaxial mit einer Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 angeordnet ist (eine Drehachse A1), eine zweite Hauptwelle 12, eine Verbindungswelle 13, eine Gegenwelle 14 (eine Ausgangswelle), die um eine Drehachse B1 rotieren kann, die parallel zu der Drehachse A1 angeordnet ist, eine erste Zwischenwelle 15, die um eine Drehachse C1 rotieren kann, die parallel zu der Drehachse A1 angeordnet ist, eine zweite Zwischenwelle 16 (eine zweite Eingangswelle), die um eine Drehachse D1 rotieren kann, die parallel zu der Drehachse A1 angeordnet ist, und eine Umkehrwelle 17, die um eine Drehachse E1 rotieren kann, die parallel zu der Drehachse A1 angeordnet ist.
  • Die erste Kupplung 41 ist an einem Ende der ersten Hauptwelle 11, das dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, bereitgestellt, während das Sonnenrad 32 des Planetengetriebemechanismus 30 und der Rotor 72 des Elektromotors 7 an einem zu dem Ende, das dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, entgegengesetzten Ende der ersten Hauptwelle 11 montiert sind. Folglich wird die erste Hauptwelle 11 durch die erste Kupplung 41 selektiv mit der Kurbelwelle 6 des Verbrennungsmotors 6 verbunden und wird direkt mit dem Elektromotor 7 verbunden, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors 6 und/oder des Elektromotors 7 auf das Sonnenrad 32 übertragen wird.
  • Die zweite Hauptwelle 12 ist kürzer als die erste Hauptwelle 11 und hohl ausgebildet und ist drehbar relativ zu der ersten Hauptwelle 11 angeordnet, um den Umfang eines Abschnitts der ersten Hauptwelle 11, der näher an dem Verbrennungsmotor 6 liegt, zu bedecken. Außerdem ist die zweite Kupplung 42 an einem Ende der zweiten Hauptwelle 12, das dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, bereitgestellt, und ein Leerlaufantriebszahnrad 27a ist integral auf der zweiten Hauptwelle 12 an einem zu dem Ende, das dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, entgegengesetzten Ende montiert. Folglich wird die zweite Hauptwelle 12 durch die zweite Kupplung 42 selektiv mit der Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 verbunden, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors 6 auf das Leerlaufantriebsrad 27a übertragen wird.
  • Die Verbindungswelle 13 ist kürzer als die erste Hauptwelle 11 und hohl ausgebildet und ist relativ zu der ersten Hauptwelle 11 drehbar angeordnet, um den Umfang eines Abschnitts der ersten Hauptwelle 11, der entgegengesetzt zu dem Verbrennungsmotor 6 liegt, zu bedecken. Außerdem ist ein Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang an einem Ende, das dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, integral auf der Verbindungswelle 13 montiert, und der Träger 36 des Planetengetriebemechanismus 30 ist an einem Ende, das entgegengesetzt zu dem Ende liegt, das dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, integral auf der Verbindungswelle 13 montiert. Folglich werden durch das Roll„wandern” der Planetenzahnräder 34 um das Sonnenrad, der Träger 36 und das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, die auf der Verbindungswelle 13 montiert sind, dazu gebracht, zusammen zu rotieren.
  • Ferner ist ein Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang auf der ersten Hauptwelle 11 bereitgestellt, um relativ zu der ersten Hauptwelle 11 zu rotieren, und ein angetriebenes Rückwärtszahnrad 28b, das zusammen mit der ersten Hauptwelle 11 rotiert, ist auf der ersten Hauptwelle 11 montiert. Ferner ist ein erstes Gangwechselschaltstück 51 (eine erste Synchrongetriebeeinheit), die die erste Hauptwelle 11 mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang oder dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang verbindet und die Verbindung zwischen ihnen löst, zwischen dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang bereitgestellt. Wenn das erste Gangwechselschaltstück 51 außerdem in eine Eingreifposition für den dritten Gang eingreift, sind die erste Hauptwelle 11 und das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang miteinander verbunden, um zusammen zu rotieren, während, wenn das erste Gangwechselschaltstück 51 in eine Eingreifposition für den fünften Gang eingreift, die erste Eingangswelle 11 und das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang zusammen rotieren. Wenn außerdem das erste Gangwechselschaltstück 51 in einer neutralen Position ist, rotiert die erste Hauptwelle 11 relativ zu dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang. Wenn die erste Hauptwelle 11 und das Zahnrad 23a für den dritten Gang zusammen rotieren, rotieren das Sonnenrad 32, das auf die erste Hauptwelle 11 montiert ist und der Träger 36, der mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang verbunden ist, zusammen, und der Zahnkranz 35 rotiert ebenfalls zusammen, wodurch der Planetengetriebemechanismus 30 integral gemacht wird. Wenn außerdem das erste Gangwechselschaltstück 51 in der neutralen Position ist und der Sperrmechanismus 61 verbunden ist, ist der Zahnkranz 35 gesperrt, und die Rotation des Sonnenrads 32 wird auf den Träger 36 übertragen, wobei seine Drehzahl verringert ist.
  • Ein erstes angetriebenes Leerlaufzahnrad 27b, das geeignet ist, mit dem Leerlaufantriebszahnrad 27a, das auf der zweiten Hauptwelle 12 montiert ist, zu verzahnen, ist auf der ersten Zwischenwelle 15 montiert.
  • Ein zweites angetriebenes Leerlaufzahnrad 27c, das geeignet ist, um mit dem ersten angetriebenen Leerlaufzahnrad 27b, das auf der ersten Zwischenwelle 15 montiert ist, zu verzahnen, ist auf der zweiten Zwischenwelle 16 montiert. Das zweite angetriebene Leelaufzahnrad 27c bildet zusammen mit dem Leerlaufantriebszahnrad 27a und dem ersten angetriebenen Leerlaufzahnrad 27b, die vorstehend beschrieben wurden, einen ersten Leerlaufzahnradsatz 27A. Außerdem sind ein Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und ein Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang, die geeignet sind, relativ zu der zweiten Zwischenwelle 16 zu rotieren, auf der zweiten Zwischenwelle 16 in derartigen Positionen bereitgestellt, dass das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und das Antriebszahnrad 24c für den vierten Gang jeweils dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang zugewandt sind, die um die erste Hauptwelle 11 herum bereitgestellt sind. Ferner ist ein zweites Gangwechselschaltstück 52 (eine zweite Synchrongetriebeeinheit), das geeignet ist, um die zweite Zwischenwelle 16 mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang oder dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang zu verbinden oder die Verbindung der Welle mit dem Antriebszahnrad zu lösen, zwischen dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang auf der zweiten Zwischenwelle 16 bereitgestellt. Wenn dann das zweite Gangwechselschaltstück 52 in der Eingreifposition für den zweiten Gang in Eingriff ist, rotieren die zweite Zwischenwelle 16 und das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang miteinander, während, wenn das zweite Gangwechselschaltstück 52 in einer Eingreifposition für den vierten Gang in Eingriff ist, die zweite Zwischenwelle 16 und das Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang miteinander rotieren. Wenn außerdem das zweite Gangwechselschaltstück 52 in der neutralen Position ist, rotiert die zweite Zwischenwelle 16 relativ zu dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang.
  • Ein erstes gemeinsames angetriebenes Zahnrad 23b, ein zweites gemeinsames angetriebenes Zahnrad 24b, ein Parkzahnrad 21 und ein abschließendes Zahnrad 26a sind in dieser Reihenfolge von einem zu einem Ende, das dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, entgegengesetzten Ende der Gegenwelle 14 integral auf der Gegenwelle 14 montiert.
  • Hier verzahnt das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, das auf die Verbindungswelle 13 montiert ist, um dadurch zusammen mit dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang ein Zahnradpaar 23 für den dritten Gang zu bilden, und verzahnt mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang, das auf der zweiten Zwischenwelle 16 bereitgestellt ist, um dadurch zusammen mit dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang ein Zahnradpaar 22 für den zweiten Gang zu bilden.
  • Das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b verzahnt mit dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang, das auf der ersten Hauptwelle 11 bereitgestellt ist, um dadurch zusammen mit dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang ein Zahnradpaar 25 für den fünften Gang zu bilden, und verzahnt mit dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang, das auf der zweiten Zwischenwelle 16 montiert ist, um dadurch zusammen mit dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang ein viertes Zahnradpaar 24 zu bilden.
  • Das abschließende Zahnrad 26a verzahnt mit einem Differentialgetriebemechanismus 8, und der Differentialgetriebemechanismus 8 ist über die Antriebswellen 9, 9 mit den Antriebsrädern DW, DW verbunden. Folglich wird auf die Gegenwelle 14 übertragene Leistung von dem abschließenden Zahnrad 26a durch den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 an die Antriebsräder DW, DW ausgegeben.
  • Ein drittes angetriebenes Leerlaufzahnrad 27d, das geeignet ist, mit dem ersten angetriebenen Leerlaufzahnrad 27b, das auf der ersten Zwischenwelle 15 montiert ist, zu verzahnen, ist integral auf der Umkehrwelle 17 montiert. Das dritte angetriebene Leerlaufzahnrad 27d bildet zusammen mit dem Leerlaufantriebszahnrad 27a und dem ersten angetriebenen Leerlaufzahnrad 27b, die vorstehend beschrieben wurden, einen zweiten Leerlaufzahnradsatz 27B. Außerdem ist ein Rückwärtsantriebszahnrad 28a, das geeignet ist, mit dem angetriebenen Rückwärtszahnrad 28b, das auf der ersten Hauptwelle 11 montiert ist, zu verzahnen, auf der Umkehrwelle 17 bereitgestellt, um relativ zu der Umkehrwelle 17 zu rotieren. Das Rückwärtsantriebszahnrad 28a bildet zusammen mit dem angetriebenen Rückwärtszahnrad 28b einen Rückwärtszahnradsatz 28. Ferner ist ein Rückwärtsschaltstück 53 (eine dritte Synchrongetriebeeinheit), das geeignet ist, die Umkehrwelle 17 mit dem Rückwärtsantriebszahnrad 18a zu verbinden oder die Verbindung der Welle mit dem Antriebszahnrad zu lösen, auf einer zu einer Seite, die dem Verbrennungsmotor 6 zugewandt ist, entgegengesetzten Seite des Rückwärtsantriebszahnrads 28a bereitgestellt. Wenn dann das Rückwärtsschaltstück 52 in einer Rückwärtseingreifposition in Eingriff ist, rotieren die Umkehrwelle 17 und das Rückwärtsantriebszahnrad 28a zusammen, während, wenn das Rückwärtsschaltstück 53 in einer neutralen Position ist, die Umkehrwelle 17 und das Rückwärtsantriebszahnrad 28a relativ zueinander rotieren.
  • Das erste Gangwechselschaltstück 51, das zweite Gangwechselschaltstück 52 und das Rückwärtsschaltstück 53 nutzen einen Kupplungsmechanismus mit einem Synchrongetriebemechanismus (einen Synchronisationsmechanismus), der die Drehzahlen der Welle und des Zahnrads, die miteinander verbunden sind, miteinander zusammenfallen lässt.
  • In dem Getriebe 20, das wie hier vorher beschrieben, aufgebaut ist, ist ein ungeradzahliger Getriebezug (ein erster Getriebezug), der aus dem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang und dem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang besteht, auf der ersten Hauptwelle 11 bereitgestellt, die eine Getriebewelle der zwei Getriebewellen ist, während ein geradzahliger Getriebezug (ein zweiter Getriebezug), der aus dem Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang und dem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang besteht, auf der zweiten Zwischenwelle 16 bereitgestellt, die die andere Getriebewelle der zwei Getriebewellen ist.
  • Außerdem umfasst das Fahrzeugantriebssystem 1 ferner einen Klimaanlagenkompressor 112A und eine Ölpumpe 122. Die Ölpumpe 122 ist auf einer Ölpumpenhilfswelle 19 montiert, die parallel zu den Drehachsen A1 bis E1 angeordnet ist, um zusammen mit der Ölpumpenhilfswelle 19 zu rotieren. Ein von der Ölpumpe angetriebenes Zahnrad 28c, das geeignet ist, mit dem Rückwärtsantriebszahnrad 28a zu verzahnen, und ein Klimaanlagenantriebszahnrad 29a sind auf der Ölpumpenhilfswelle 19 bereitgestellt, um zusammen zu rotieren, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors 6 und/oder des Elektromotors 7, die die erste Hauptwelle 11 rotiert, darauf übertragen wird. Außerdem ist der Klimaanlagenkompressor 112A auf einer Klimaanlagenhilfswelle 18 bereitgestellt, die über eine Klimaanlagenkupplung 121 parallel zu den Drehachsen A1 bis E1 angeordnet ist. Ein angetriebenes Klimaanlagenzahnrad 29b, auf das von dem Klimaanlagenantriebszahnrad 29a über eine Kette 29c Leistung übertragen wird, ist auf der Klimaanlagenhilfswelle 18 montiert, um zusammen mit der Klimaanlagenhilfswelle 18 zu rotieren, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors 6 und/oder des Elektromotors 7 von der Ölpumpenhilfswelle 19 über einen Klimaanlagengetriebemechanismus 29, der aus dem Klimaanlagenantriebszahnrad 29a, der Kette 29c und dem angetriebenen Klimaanlagenzahnrad 29b besteht, an den Klimaanlagenkompressor 112A übertragen wird. Der Klimaanlagenkompressor 112A ist konstruiert, um die Leistungsübertragung auszuschalten, indem die Klimaanlagenkupplung 121 durch eine nicht gezeigte Klimaanlagenbetätigungs-Magnetspule gelöst wird.
  • Indem das Fahrzeugantriebssystem 1 dieser Ausführungsform aufgebaut ist, wie hier bereits beschrieben wurde, wird ihm ermöglicht, die folgenden ersten bis fünften Übertragungsstrecken zu haben.
    • (1) Eine Übertragungsstrecke ist eine Übertragungsstrecke, bei der die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die erste Hauptwelle 11, den Planetengetriebemechanismus 30, die Verbindungswelle 13, das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b), die Gegenwelle 14, das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 mit den Antriebsrädern DW, DW verbunden ist. Hier ist ein Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebemechanismus 30 derart festgelegt, dass ein Verbrennungsmotordrehmoment, das über die erste Übertragungsstrecke auf die Antriebsräder DW, DW übertragen wird, einem ersten Gang entspricht. Nämlich ist das Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebemechanismus 30 derart festgelegt, dass ein Untersetzungsverhältnis, das sich ergibt, wenn das Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebemechanismus 30 mit einem Untersetzungsverhältnis des Zahnradpaars 23 für den dritten Gang multipliziert wird, dem ersten Gang entspricht.
    • (2) Eine zweite Übertragungsstrecke ist eine Übertragungsstrecke, bei der die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die zweite Hauptwelle 12, den ersten Leerlaufzahnradsatz 27A (das Leerlaufantriebszahnrad 27a, das erste angetriebene Leerlaufzahnrad 27b, das zweite angetriebene Leerlaufzahnrad 27c), die zweite Zwischenwelle 16, das Zahnradpaar 22 für den zweiten Gang (das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang, das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b) oder das Zahnradpaar 24 für den vierten Gang (das Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang, das zweite gemeinsame Antriebszahnrad 24b), die Gegenwelle 14, das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 mit den Antriebsrädern DW, DW verbunden ist.
    • (3) Eine dritte Übertragungsstrecke ist eine Übertragungsstrecke, bei der die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die erste Hauptwelle 11, das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b) oder das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang (das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang, das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b), die Gegenwelle 14, das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9, ohne Beteiligung des Planetengetriebemechanismus 30 entlang der Übertragungsstrecke mit den Antriebsrädern DW, DW verbunden ist.
    • (4) Eine vierte Übertragungsstrecke ist eine Übertragungsstrecke, bei der der Elektromotor 7 über den Planetengetriebemechanismus 30 oder das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b) oder das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang (das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang, das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b), die Gegenwelle 14, das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 mit den Antriebsrädern DW, DW verbunden ist.
    • (5) Eine fünfte Übertragungsstrecke ist eine Übertragungsstrecke, bei der die Kurbelwelle 6a des Verbrennungsmotors 6 über die zweite Hauptwelle 12, den zweiten Leerlaufzahnradsatz 27B (das Leerlaufantriebszahnrad 27a, das ersten angetriebene Leerlaufzahnrad 27b, das dritte angetriebene Leerlaufzahnrad 27d), die Umkehrwelle 17, den Rückwärtszahnradsatz 28 (das Rückwärtsantriebszahnrad 28a, das angetriebene Rückwärtszahnrad 28b), den Planetengetriebemechanismus 30 oder das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang (das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang, das erste gemeinsame angetriebene Zahnrad 23b) oder das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang (das Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang, das zweite gemeinsame angetriebene Zahnrad 24b), die Gegenwelle 14, das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 mit den Antriebsrädern DW, DW verbunden ist.
  • Außerdem ist der Elektromotor 7 in dem Fahrzeugantriebssystem 1 dieser Ausführungsform über eine Steuereinheit, die verschiedene Steuerungen des Fahrzeugs als Ganzes lenkt, mit einer Batterie 3 verbunden, und eine elektrische Stromversorgung von der Batterie 3 und eine Rückgewinnung der Energie zurück in die Batterie 3 werden über die Steuereinheit implementiert. Nämlich wird der Elektromotor 7 durch elektrische Leistung angetrieben, die über die Steuereinheit von der Batterie 3 geliefert wird, und eine elektrische Rückgewinnungserzeugung wird durch die Rotation der Antriebsräder DW; DW oder die Leistung des Verbrennungsmotors 6 während eines verlangsamten Fahrens implementiert, um die Batterie 3 zu laden (die Energie zurück zu gewinnen). Ferner werden in die Steuereinheit eine Beschleunigungsanforderung, Bremsanforderung, Verbrennungsmotordrehzahl, Elektromotordrehzahl, Elektromotortemperatur, Drehzahlen der ersten und zweiten Hauptwellen 11, 12, Drehzahl der Gegenwelle 14, Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltposition, SOC (Ladezustand) und ähnliches eingegeben. Dann werden von der Steuereinheit Signale, die den Verbrennungsmotor 6 steuern, Signale, die den Elektromotor 7 steuern, Signale, die die Erzeugung, Lade- und Entladezustände der Batterie 3 signalisieren, Signale, die die ersten und zweiten Gangwechselschaltstücke 51, 52 und das Rückwärtsschaltstück 53 steuern, Signale, die die Anwendung (Sperrung) und Lösung (neutral) des Sperrmechanismus 61 steuern, und ähnliches ausgegeben.
  • In dem Fahrzeugantriebssystem 1, das, wie hier vorher beschrieben wurde, aufgebaut ist, können Antriebe im ersten bis fünften Gang und ein Rückwärtsantrieb, die später beschrieben werden, durch den Verbrennungsmotor 6 implementiert werden, indem das Eingreifen und Ausrücken der ersten und zweiten Kupplungen 41, 42 und die Eingreifpositionen des Sperrmechanismus 61, des ersten Gangschaltstücks 51, des zweiten Gangschaltstücks 52 und des Rückwärtsschaltstücks 53 gesteuert werden.
  • In dem Antrieb im ersten Gang wird die Kupplung 41 angewendet, und der Sperrmechanismus 61 ist in Eingriff, wodurch die Antriebskraft über die erste Übertragungsstrecke auf die Antriebsräder DW, DW übertragen wird. In dem Antrieb im zweiten Gang wird die zweite Kupplung 42 angewendet, und das zweite Gangwechselschaltstück 52 greift in die zweite Eingreifposition ein, wodurch die Antriebskraft über die zweite Übertragungsstrecke auf die Antriebsräder DW, DW übertragen wird. In dem Antrieb im dritten Gang wird die erste Kupplung 41 angewendet, und das erste Gangwechselschaltstück 51 greift in die Eingreifposition für den dritten Gang ein, wodurch die Antriebskraft über die dritte Übertragungsstrecke auf die Antriebsräder DW, DW übertragen wird.
  • Außerdem ist das zweite Gangwechselschaltstück 52 in dem Antrieb im vierten Gang in der Eingreifposition für den vierten Gang in Eingriff, wodurch die Antriebskraft über die zweite Übertragungsstrecke auf die Antriebsräder DW, DW übertragen wird, und in dem Antrieb im fünften Gang ist das erste Gangwechselantriebsstück 51 in der Eingreifposition für den fünften Gang in Eingriff, wodurch die Antriebskraft über die dritte Übertragungsstrecke auf die Antriebsräder DW, DW übertragen wird.
  • Außerdem ist der Sperrmechanismus 61 in Eingriff oder die ersten und zweiten Gangwechselschaltstücke 51, 52 werden während eines Verbrennungsmotorantriebs vorgeschaltet, wodurch zugelassen wird, dass der Elektromotor 7 den Verbrennungsmotorantrieb unterstützt oder dass die Rückgewinnung implementiert wird. Selbst wenn der Verbrennungsmotor leerläuft, wird zugelassen, dass der Elektromotor 7 den Verbrennungsmotor 6 unterstützt oder die Batterie 3 auflädt. Außerdem werden die ersten und zweiten Kupplungen 41, 42 gelöst, wodurch ein EV-Antrieb durch den Elektromotor 7 ermöglicht wird. Als Antriebsarten des EV-Antriebs gibt es eine EV-Betriebsart im ersten Gang, in der die ersten und zweiten Kupplungen 41, 42 gelöst sind und der Sperrmechanismus 61 in Eingriff ist, wodurch zugelassen wird, dass das Fahrzeug mittels der vierten Übertragungsstrecke angetrieben wird, eine EV-Betriebsart im dritten Gang, in der das erste Gangwechselschaltstück 51 in der Eingreifposition für den dritten Gang in Eingriff ist, wodurch zugelassen wird, dass das Fahrzeug mittels der vierten Übertragungsstrecke angetrieben wird, und eine fünfte EV-Betriebsart, in der das erste Gangwechselschaltstück 51 in der Eingreifposition für den fünften Gang in Eingriff ist, wodurch zugelassen wird, dass das Fahrzeug mittels der vierten Übertragungsstrecke angetrieben wird.
  • Da außerdem der Klimaanlagenkompressor 112A mit der ersten Hauptwelle 11 verbunden ist, rotiert die erste Hauptwelle 11 unweigerlich, während das Fahrzeug in einem ungeradzahligen Gang angetrieben wird, wobei der Klimaanlagenkompressor betrieben werden kann. Wenn jedoch versucht wird, den Klimaanlagenkompressor 112A zu betreiben, während das Fahrzeug in einem geradzahligen Gang angetrieben wird, ist es notwendig, ein beliebiges der folgenden Verfahren zu nehmen: (i) der geradzahlige Gang wird in eine neutrale Position geschaltet, und die erste Hauptwelle 11 wird durch den Elektromotor 7 rotiert; (ii) der Sperrmechanismus 61 oder das erste Gangwechselschaltstück 51 wird vorgeschaltet, um die erste Hauptwelle 11 zu rotieren, und (iii) der Sperrmechanismus 61 oder das erste Gangwechselschaltstück 51 wird in eine neutrale Position geschaltet, und die erste Kupplung 41 wird angewendet, so dass die erste Hauptwelle 11 durch den Verbrennungsmotor 6 rotiert wird.
  • Wenn folglich eine Anforderung gestellt wird, die Klimaanlage zu betätigen, wird die Klimaanlagenkupplung 121 angewendet, um den Klimaanlagenkompressor 112A zu betätigen, ob das Fahrzeug in dem geradzahligen Gang oder dem ungeradzahligen Gang angetrieben wird.
  • Hier wird der Rückwärtsantrieb durch das Fahrzeugantriebssystem 1 beschrieben.
  • Zuerst wird ein Rückwärtsantrieb durch den Verbrennungsmotor 6 beschrieben. Um den Rückwärtsantrieb durch den Verbrennungsmotor 6 zu implementieren, greift zuerst das Rückwärtsschaltstück 53 in eine Rückwärtseingreifposition ein, so dass das Rückwärtsantriebszahnrad 28a mit der Umkehrwelle 17 verbunden wird, um zusammen damit zu rotieren. Als nächstes greift der Sperrmechanismus 61 ein oder das erste Gangwechselstück 51 greift in die Eingreifposition für den dritten Gang oder die Eingreifposition für den fünften Gang ein, so dass die erste Hauptwelle 11 und die Gegenwelle 14 miteinander verbunden sind, um ein gewünschtes Untersetzungsverhältnis gemäß einem erforderlichen Drehmoment zu erhalten. Die Verbindung des Rückwärtsschaltstücks 53 mit dem Sperrmechanismus 61 oder dem ersten Gangwechselschaltstück 51 kann gleichzeitig implementiert werden, oder die Verbindung des Rückwärtsschaltstücks 53 mit dem Ersteren kann früher als mit dem Letzteren oder umgekehrt implementiert werden.
  • Dann wird durch Eingreifen der zweiten Kupplung 42 in diesem Zustand die Leistung des Verbrennungsmotors 6 mittels der fünften Übertragungsstrecke, das heißt, von der zweiten Hauptwelle 12 über den zweiten Leerlaufzahnradsatz 27B, auf die Umkehrwelle 17 übertragen und wird dann von der Umkehrwelle 17 über den Rückwärtszahnradsatz 28 auf die erste Getriebewelle 11 übertragen. Wenn dies passiert, rotiert die erste Hauptwelle 11 aufgrund der Anzahl von Zahnrädern, die miteinander verzahnt sind, in einer zu der Richtung, in der die erste Hauptwelle 11 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben, entgegengesetzten Richtung. Dann wird die Leistung des Verbrennungsmotors 6 von dem Planetengetriebemechanismus 30 oder dem Zahnradpaar 23 für den dritten Gang oder dem Zahnradpaar 25 für den fünften Gang abhängig von dem Sperrzustand des Sperrmechanismus 61 oder der Position, wo das erste Gangwechselschaltstück 51 in Eingriff ist, auf die Gegenwelle 14 übertragen und wird ferner über das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 auf die Antriebsräder DW, DW übertragen.
  • 3 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das Antriebsdrehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem 1 während des Rückwärtsantriebs übertragen wird, wobei der Sperrmechanismus 61 in Eingriff ist. Durch Sperren des Sperrmechanismus 61 wird der Zahnkranz 35 gesperrt, wodurch ein Untersetzungsverhältnis, das dem ersten Gang entspricht, aus dem Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebemechanismus 30 und dem Untersetzungsverhältnis des Zahnradpaars 23 für den dritten Gang erhalten wird. Da die Leistung des Verbrennungsmotors 6 außerdem neben dem Planetengetriebemechanismus 30 und dem Zahnradpaar 23 für den dritten Gang mittels des zweiten Leerlaufzahnradsatzes 27B und des Rückwärtszahnradsatzes 28 übertragen wird, kann während des Rückwärtsantriebs ein größeres Antriebsdrehmoment erhalten werden.
  • Wenn folglich ein großes Drehmoment erforderlich ist, wie wenn das Fahrzeug einen steilen Hang erklimmt, wird der Sperrmechanismus 61 in Eingriff gebracht, während, wenn ein relativ niedriges Drehmoment erforderlich ist, wie etwa wann das Fahrzeug auf einer flachen Straße fährt oder einen Hügel hinunter fährt, kann anstatt den Sperrmechanismus 61 in Eingriff zu bringen, unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen dem erforderlichen Drehmoment und dem Elektromotorwirkungsgrad das erste Gangwechselschaltstück 51, wie in 4 gezeigt, in die Eingreifposition für den dritten Gang oder, wie in 5 gezeigt, in die Eingreifposition für den fünften Gang eingreifen. Dadurch kann gemäß den Fahrbedingungen, wie etwa dem Gradienten eines Hangs oder eines Hügels oder des Laufwiderstands einer Straße ein optimales Zahnrad aus mehreren Zahnrädern ausgewählt werden.
  • Da außerdem die erste Hauptwelle 11 mit dem Verbrennungsmotor 7 verbunden ist, kann der Rückwärtsantrieb implementiert werden, während er von dem Elektromotor 7 unterstützt wird, indem der Elektromotor 7 während des Rückwärtsantriebs durch den Verbrennungsmotor 6 angetrieben wird. Während dies stattfindet, muss der Elektromotor 7 ebenfalls umgekehrt angetrieben werden, da die erste Hauptwelle 11 in die Richtung entgegengesetzt zu der Richtung rotiert, in der die erste Hauptwelle 11 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben. Dadurch kann ein viel höheres Antriebsdrehmoment auf die Antriebsräder DW, DW übertragen werden. Außerdem kann durch Antreiben des Elektromotors 7, um den Antrieb zu unterstützen oder die Rückgewinnung zu implementieren, während der Rückwärtsantrieb durch den Verbrennungsmotor 6 mit gutem Wirkungsgrad implementiert wird, die Kraftstoffsparsamkeit erhöht werden, oder wenn der SOC der Batterie 3 niedrig ist, kann der SOC erhöht werden, indem der Elektromotor 7 für die Rückgewinnung angetrieben wird.
  • Da hier das Rückwärtsschaltstück 53 während des Rückwärtsantriebs durch den Verbrennungsmotor 6 in der Rückwärtseingreifposition in Eingriff ist, wird eine Rotation der ersten Hauptwelle 11, deren Richtung entgegengesetzt zu der Rotation ist, die sich ergibt, wenn die erste Hauptwelle 11 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben, von dem Rückwärtszahnrad 28a auf das von der Ölpumpe angetriebene Zahnrad 28c übertragen und wird ferner über den Klimaanlagengetriebemechanismus 29 auf den Klimaanlagenkompressor 112A übertragen. Wenn dies passiert, wenn die Klimaanlagenkupplung 121 angewendet wird, rotiert der Klimaanlagenkompressor 112A in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der er rotiert, wenn das Fahrzeug angetrieben wird, um vorwärts zu fahren.
  • In dem Fall, dass der Klimaanlagenkompressor 112A ein Kompressor ist, der in beide Richtungen rotieren kann, kann die Klimaanlagenkupplung 121 selbst während des Rückwärtsantriebs ansprechend auf eine Anforderung angewendet werden. Jedoch ist der Klimaanlagenkompressor 112A ein Spiralkompressor, der nur in eine Richtung rotieren kann, das Umkehren des Spiralkompressors bewirkt einen Fehler bei ihm. Um folglich die Umkehrrotation des Klimaanlagenkompressors 112A während des Rückwärtsantriebs zu verhindern, wird die Klimaanlagenkupplung 121 gelöst, so dass der Klimaanlagenkompressor 112A während des Rückwärtsantriebs leerläuft. Bei Spiralkompressoren gibt es einige, die bei niedrigen Drehzahlen in die Umkehrrichtung rotieren können. Selbst wenn jedoch der Spiralkompressor verwendet wird, wird zugelassen, dass der Spiralkompressor sicher läuft, indem die Klimaanlagenkupplung 121 während des Rückwärtsantriebs gelöst wird. Durch Verwenden dieses Aufbaus können relativ kostengünstige Spiralkompressoren verwendet werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Gesamtkosten des Fahrzeugantriebssystems 1 zu verringern.
  • Außerdem bildet der Klimaanlagenkompressor 112A ungeachtet der Art des verwendeten des Klimaanlagenkompressors 112A durch Lösen der Klimaanlagenkupplung 121 während des Rückwärtsantriebs keine Last, wodurch es möglich gemacht wird, ein größeres Antriebsdrehmoment sicherzustellen.
  • Als nächstes wird ein Rückwärtsantrieb basierend auf dem Elektromotor 7 beschrieben. Um einen Rückwärtsantrieb durch den Elektromotor 7 (worauf hier nachstehend als ein EV-Rückwärtsantrieb Bezug genommen wird) zu implementieren, wird der Sperrmechanismus 61 gesperrt oder das erste Gangwechselschaltstück 51 greift in der Eingreifposition für den dritten Gang oder der Eingreifposition für den fünften Gang ein, um ein gewünschtes Untersetzungsverhältnis zu erhalten, wobei die ersten und zweiten Kupplungen 41, 42 gelöst gehalten werden, wodurch die erste Hauptwelle 11 und die Gegenwelle 14 miteinander verbunden werden. Dann wird durch Rückwärtsantreiben des Elektromotors 7 in diesem Zustand die Leistung des Elektromotors 7 mittels der vierten Übertragungsstrecke, das hießt, über den Planetengetriebemechanismus 30 oder das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang oder das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang, die Gegenwelle 14, das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 auf die Antriebsräder DW, DW übertragen. Wenn dies passiert, rotiert die Hauptwelle 11, da der Elektromotor 7 rückwärts angetrieben wird, ebenfalls in die Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der die erste Hauptwelle 11 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben, wodurch der Rückwärtsantrieb implementiert wird. In dem EV-Rückwärtsantrieb durch den Elektromotor 7, der sich von dem Rückwärtsantrieb durch den Verbrennungsmotor 6 unterscheidet, braucht das Rückwärtsschaltstück 53 nicht in der Rückwärtseingreifposition in Eingriff sein.
  • 6 zeigt Diagramme, die einen Zustand abbilden, in dem Drehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem während des EV-Rückwärtsantriebs übertragen wird, wobei der Sperrmechanismus 61 in Eingriff ist. Auch bei dem EV-Rückwärtsantrieb durch den Elektromotor 7, wie bei dem Rückwärtsantrieb durch den Verbrennungsmotor kann gemäß Bedingungen durch Eingreifen des Sperrmechanismus 61 oder Eingreifen des ersten Gangschaltstücks 51 in der Eingreifposition für den dritten Gang oder der Eingreifposition für den fünften Gang ein optimales Zahnrad aus mehreren Zahnrädern ausgewählt werden.
  • Da außerdem die ersten und zweiten Kupplungen 41, 42 während des EV-Rückwärtsantriebs gelöst gehalten werden, gibt es keine derartige Situation, dass die Leistung des Verbrennungsmotors 6 auf die Antriebsräder DW, DW übertragen wird. Jedoch wird der Verbrennungsmotor 6 vorzugsweise am Laufen gehalten, ohne gestoppt zu werden. In vielen Fällen wird der Rückwärtsantrieb verwendet, wenn der Antrieb des Fahrzeugs zum Parken häufig und wiederholt zwischen dem Vorwärtsantrieb und dem Rückwärtsantrieb umgeschaltet wird. Daher wird während des Vorwärtsantriebs, wobei der Verbrennungsmotor 6 am Laufen gehalten wird, das Fahrzeug zum Beispiel mittels der Leistung des Verbrennungsmotors 6 angetrieben, während die Rückgewinnung durch den Elektromotor 7 implementiert wird, wohingegen das Fahrzeug während des Rückwärtsantriebs EV-umgekehrt wird, und wenn während des EV-Rückwärtsantriebs weiteres Drehmoment benötigt wird, greift das Rückwärtsschaltstück 53 ein und die zweite Kupplung 42 wird angewendet, um die Leistung des Verbrennungsmotors 6 zu nutzen. Wenn der Antrieb des Fahrzeugs von dem Vorwärtsantrieb auf den Rückwärtsantrieb umgeschaltet wird, ist dadurch kein Startarbeitsgang des Verbrennungsmotors 6 notwendig, was die Steuerung vereinfachen kann und zu der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs beitragen kann. Falls kein derartig hohes Drehmoment erforderlich ist, auch wenn das Fahrzeug zum Parken wiederholt vorwärts und rückwärts angetrieben wird, kann das Fahrzeug von dem Elektromotor 7 vorwärts angetrieben und EV-umgekehrt werden. Jedoch wird es durch Am-Laufen-Halten des Verbrennungsmotors 6 möglich, eine schnelle Gegenmaßnahme zu ergreifen, wenn ein großes Drehmoment erforderlich ist oder wenn der SOC der Batterie 3 verringert ist.
  • Folglich kann gemäß der Ausführungsform, die hier bisher beschrieben wurde, das Fahrzeugantriebssystem 1 bereitgestellt werden, das den Verbrennungsmotor 6, den Elektromotor 7 und das Getriebe 20 umfasst, welches wiederum umfasst: die erste Hauptwelle 11 als die erste Eingangswelle, die mit dem Elektromotor 7 verbunden ist und die selektiv über die erste Kupplung 41 mit dem Verbrennungsmotor 6 verbunden wird, die zweite Zwischenwelle 16 als die zweite Eingangswelle, die über die zweite Kupplung 42 selektiv mit dem Verbrennungsmotor 6 verbunden wird, die Gegenwelle 14, die Leistung an die Antriebsräder DW, DW ausgibt, den ungeradzahligen Getriebezug, der auf der ersten Hauptwelle 11 angeordnet ist und der die mehreren Zahnräder umfasst, die über den Sperrmechanismus 61 oder das erste Gangwechselschaltstück 51 selektiv mit der ersten Hauptwelle 11 verbunden werden, den geradzahligen Getriebezug, der auf der zweiten Zwischenwelle 16 angeordnet ist und der die mehreren Zahnräder umfasst, die über das zweite Gangwechselschaltstück 52 selektiv mit der zweiten Zwischenwelle 16 verbunden werden, und die mehreren Getriebezüge, die auf der Gegenwelle 14 angeordnet sind und die mit den ungeradzahligen Zahnrädern und den geradzahligen Zahnrädern verzahnen, wobei der Rückwärtszahnradsatz 28, der geeignet ist, mit der zweiten Zwischenwelle 16 verbunden zu werden, und die über das Rückwärtsschaltstück 53 selektiv mit der ersten Hauptwelle 11 verbunden werden, in dem Getriebe 20 bereitgestellt ist, wobei die erste Hauptwelle 11 zum Ermöglichen des Rückwärtsantriebs dazu gebracht wird, in der Richtung umgekehrt zu der Richtung zu rotieren, in der die erste Hauptwelle 11 rotiert, um den Vorwärtsantrieb durch die Leistung des Verbrennungsmotors 6 und/oder des Elektromotors 7 zu implementieren, und wobei jedes Zahnrad des ungeradzahligen Getriebezugs über den Sperrmechanismus 6 oder das erste Gangwechselschaltstück 51. Folglich kann gemäß den Antriebsbedingungen ein optimales Zahnrad ausgewählt werden.
  • Gemäß der Ausführungsform wird der Rückwärtsantrieb mittels der Leistung des Verbrennungsmotors 6 implementiert, indem das Rückwärtsgangschaltstück 53 in Eingriff gebracht wird und die zweite Kupplung 42 angewendet wird, wodurch die Leistung neben den Zahnrädern des ungeradzahligen Getriebezugs über den Rückwärtszahnradsatz 28 übertragen wird. Daher wird das Untersetzungsverhältnis der Zahnräder, die gewechselt werden, erhöht, was es möglich macht, das hohe Drehmoment zu erhalten.
  • Gemäß der Ausführungsform kann der Elektromotor 7 in die Richtung umgekehrt zu der Richtung rotieren, in welcher der Elektromotor 7 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben, um die Leistung des Elektromotors 7 während des Rückwärtsantriebs durch den Verbrennungsmotor 6 zu der Leistung des Verbrennungsmotors 6 hinzu zu addieren. Selbst wenn daher ein großes Drehmoment erforderlich ist, wie etwa wenn ein steiler Gradient erklommen wird, kann das erforderliche Drehmoment sichergestellt werden.
  • Gemäß der Ausführungsform kann die Kraftstoffsparsamkeit erhöht werden, indem der EV-Rückwärtsantrieb implementiert wird, indem die ersten und zweiten Kupplungen 41, 42 gelöst werden und der Elektromotor 7 in der Richtung angetrieben wird, die umgekehrt zu der Richtung ist, in welcher der Elektromotor 7 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben.
  • Selbst wenn gemäß der Ausführungsform der Spiralkompressor über die Klimaanlagenkupplung 121 mit der ersten Hauptwelle 11 verbunden ist, kann der Spiralkompressor während des Rückwärtsantriebs sicher verwendet werden, da nur zugelassen wird, dass der Klimaanlagenkompressor 112A rotiert, wenn die erste Hauptwelle 11 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben, indem die Klimaanlagenkupplung 121 gelöst wird, um den Klimaanlagenkompressor 112 im Leerlauf rotieren zu lassen, so dass die Rückwärtsrotation der ersten Hauptwelle 11 nicht auf den Klimaanlagenkompressor 112A übertragen wird. Selbst wenn Drehmoment notwendig ist, wird außerdem die Klimaanlagenkupplung 121 gelöst, um die Last zu verringern, wodurch es möglich gemacht wird, ein größeres Antriebsdrehmoment sicherzustellen.
  • Gemäß der Ausführungsform wird der Rückwärtsantrieb viel verwendet, wenn das Fahrzeug zum Parken häufig vorwärts und rückwärts angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug vorwärts angetrieben wird, wird das Fahrzeug mittels der Leistung des Verbrennungsmotors 6 vorwärts angetrieben, während der Elektromotor 7 für die Rückgewinnung verwendet wird, wobei die erste Kupplung 41 in Eingriff ist, während das Fahrzeug, wenn das Fahrzeug rückwärts angetrieben wird, durch den EV-Rückwärtsantrieb umgekehrt wird, während der Verbrennungsmotor 6 genutzt wird, wobei die zweite Kupplung 42 in Eingriff ist, wenn ein Drehmoment notwendig ist.
  • Gemäß der Ausführungsform sind die Umkehrwelle 17, die parallel zu der ersten Hauptwelle 11 angeordnet ist, und die zweite Zwischenwelle 16 in dem Getriebe 20 bereitgestellt, das Rückwärtsantriebszahnrad 28a, das über das Rückwärtsschaltstück 53 selektiv mit der Umkehrwelle 17 verbunden wird, ist auf der Umkehrwelle 17 bereitgestellt, das angetriebene Rückwärtszahnrad 28b, das geeignet ist, mit dem Rückwärtsantriebszahnrad 28a zu verzahnen und das montiert ist, um zusammen mit der ersten Hauptwelle 11 zu rotieren, ist auf der ersten Hauptwelle 11 bereitgestellt, und die Umkehrwelle 17 ist über den zweiten Leerlaufzahnradsatz 27B mit der zweiten Zwischenwelle 16 verbunden. Da daher der Rückwärtsantrieb neben dem Rückwärtszahnradsatz 28 und dem ungeradzahligen Zahnradsatz mittels des Leerlaufzahnradsatzes implementiert wird, kann ein größeres Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern, die gewechselt werden, erhalten w erden.
  • In 3 bis 6 ist der Antrieb als durch die ungeradzahligen Zahnräder implementiert dargestellt, indem der Sperrmechanismus 61 oder das erste Gangwechselschaltstück 51 in Eingriff gebracht werden. Außerdem wird als Referenz ein Antrieb beschrieben, der durch die geradzahligen Zahnräder implementiert wird, indem das zweite Gangwechselschaltstück 52 in Eingriff gebracht wird.
  • Ein Antrieb im zweiten Gang wird als ein Beispiel für einen Antrieb beschrieben, der durch die geradzahligen Zahnräder implementiert wird. Wie in 7 gezeigt, wird die Leistung des Verbrennungsmotors 6 auf die Antriebsräder DW, DW übertragen, indem das zweite Gangwechselschaltstück 52 in die Eingreifposition für den zweiten Gang eingreift, so dass das Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang mit der zweiten Zwischenwelle 16 verbunden wird, um zusammen mit dieser zu rotieren, und die zweite Kupplung 42 angewendet wird. Außerdem werden durch Eingreifen des Sperrmechanismus 61 oder Eingreifen des ersten Gangwechselschaltstücks 51 in die Eingreifposition für den dritten Gang oder die Eingreifposition für den fünften Gang in diesem Zustand die Gegenwelle 14 und die erste Hauptwelle 11 miteinander verbunden, so dass die Leistung dazwischen übertragen werden kann, wodurch der Elektromotor 7 verwendet werden kann, um den Verbrennungsmotor zu unterstützen oder um die Rückgewinnung zu implementieren.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Als nächstes wird ein hybrides Fahrzeugantriebssystem einer zweiten Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf 8 beschrieben.
  • Ein hybrides Fahrzeugantriebssystem 1A dieser Ausführungsform verwendet ein Getriebe 20A, in dem ferner ein Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang auf einer ersten Hauptwelle 11 bereitgestellt ist, ferner ein Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang auf einer zweiten Zwischenwelle 16 bereitgestellt ist, und ein drittes gemeinsames angetriebenes Zahnrad 96b ferner auf einer Gegenwelle 14 bereitgestellt ist, die mit dem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang verzahnt, um ein Zahnradpaar 97 für den siebten Gang zu bilden, und das mit dem Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang verzahnt, um ein Zahnradpaar 96 den sechsten Gang zu bilden. In 8 bezeichnet die Bezugszahl 51A ein erstes Gangschaltstück für ungeradzahlige Gangwechsel, das die erste Hauptwelle 11 mit einem Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang oder einem Antriebszahnrad 97a für den siebten Gang verbindet oder die Verbindung der Welle mit dem Antriebszahnrad löst, die Bezugszahl 51B bezeichnet ein zweites Gangschaltstück 5 für ungeradzahlige Gangwechsel, das die erste Hauptwelle 11 mit einem Antriebszahnrad 25a für den fünften Gang verbindet oder die Verbindung der Welle mit dem Antriebszahnrad löst, die Bezugszahl 52A bezeichnet ein erstes Gangschaltstück für geradzahlige Gangwechsel, das ein Antriebszahnrad 22a für den zweiten Gang oder ein Antriebszahnrad 96a für den sechsten Gang verbindet oder die Verbindung der Welle mit dem Antriebszahnrad löst, und die Bezugszahl 52B bezeichnet ein zweites Gangschaltstück für geradzahlige Gangwechsel, das die zweite Zwischenwelle 16 mit einem Antriebszahnrad 24a für den vierten Gang oder verbindet oder die Verbindung der Welle mit dem Antriebszahnrad löst. Gemäß diesem Fahrzeugantriebssystem 1A kann durch Anwenden einer zweiten Kupplung 42, wobei das erste ungeradzahlige Gangschaltstück 51A in einer Eingreifposition für den siebten Gang eingreift, ein Rückwärtsantrieb auch mittels des Zahnradpaars 97 für den siebten Gang implementiert werden.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • Als nächstes wird ein hybrides Fahrzeugantriebssystem einer dritten Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf 9 beschrieben.
  • Ein hybrides Fahrzeugantriebssystem 1B dieser Ausführungsform hat mit dem hybriden Fahrzeugantriebssystem 1A der zweiten Ausführungsform gemeinsam, dass auf dem Getriebe 20A wie bei der zweiten Ausführungsform Zahnradpaare 96, 97 für den sechsten und siebten Gang bereitgestellt werden, unterscheidet sich aber von dem hybriden Antriebssystem 1A der zweiten Ausführungsform dadurch, dass anstelle des Klimaanlagenkompressors 112A ein elektrischer Klimaanlagenkompressor 112B verwendet wird.
  • Der elektrische Klimaanlagenkompresser 112B wird durch eine Batterie 3 mit elektrischer Leistung versorgt und kann unabhängig von dem Getriebe 20A betrieben werden.
  • In dem hybriden Fahrzeugantriebssystem 1B dieser Ausführungsform kann ebenfalls ein Rückwärtsantrieb mittels der Leistung eines Verbrennungsmotors 6 oder der Leistung eines Elektromotors 7 implementiert werden. Um den Rückwärtsantrieb mittels der Leistung des Verbrennungsmotors 6 zu implementieren, wird zuerst ein Rückwärtsschaltstück 53 in einer Rückwärtseingreifposition in Eingriff gebracht, so dass ein Rückwärtsantriebszahnrad 28a mit einer Umkehrwelle 17 verbunden ist, um zusammen mit dieser zu rotieren. Um außerdem ein gewünschtes Untersetzungsverhältnis gemäß einem erforderlichen Drehmoment zu erhalten, greift ein Sperrmechanismus 61 ein oder erste und zweite Schaltstücke 51A, 51B für ungeradzahlige Gangwechsel werden in Eingriff gebracht, um eine erste Hauptwelle 11 über einen passenden Zahnradsatz mit einer Gegenwelle 14 zu verbinden.
  • Dann wird durch Anwenden einer zweiten Kupplung 42 in diesem Zustand die Leistung des Verbrennungsmotors 6 mittels einer fünften Übertragungsstrecke, das heißt, von einer zweiten Zwischenwelle 12 über einen zweiten Leerlaufzahnradsatz 27B auf eine Umkehrwelle 17 übertragen und wird dann von der Umkehrwelle 17 über einen Rückwärtsantriebszahnradsatz 28 auf die erste Hauptwelle 11 übertragen. Wenn dies stattfindet, rotiert die erste Hauptwelle 11 aufgrund der Anzahl von Zahnrädern, die miteinander verzahnen, in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der die erste Hauptwelle 11 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben. Dann wird die Leistung des Verbrennungsmotors 6 abhängig von dem Sperrzustand des Sperrmechanismus 61 oder der Position, wo das erste Gangwechselschaltstück 51 in Eingriff ist, von einem Planetengetriebemechanismus 30 oder einem Zahnradpaar 23 für den dritten Gang oder einem Zahnradpaar 25 für den fünften Gang oder einem Zahnradpaar 97 für den siebten Gang auf die Gegenwelle 14 übertragen und wird über ein abschließendes Zahnrad 26a, einen Differentialmechanismus 8 und Antriebwellen 9, 9 weiter auf Antriebsräder DW, DW übertragen.
  • 10 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem das Antriebsdrehmoment in dem Fahrzeugantriebssystem 1 während des Rückwärtsantriebs übertragen wird, wobei der Sperrmechanismus 61 in Eingriff ist. Durch Eingreifen des Sperrmechanismus 61 wird ein Zahnkranz 35 gesperrt, wodurch aus einem Untersetzungsverhältnis des Planetengetriebemechanismus 30 und einem Untersetzungsverhältnis des Zahnradpaars 23 für den dritten Gang ein Untersetzungsverhältnis, das einem ersten Gang entspricht, erhalten wird. Da außerdem die Leistung des Verbrennungsmotors 6 ebenfalls neben dem Planetengetriebemechanismus 30 und dem Zahnradpaar 23 für den dritten Gang mittels des zweiten Leerlaufzahnradsatzes 27B und eines Rückwärtszahnradsatzes 28 übertragen wird, kann während des Rückwärtsantriebs ein größeres Antriebsdrehmoment erhalten werden.
  • Außerdem kann anstelle des Eingreifens des Sperrmechanismus 61 unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen einem erforderlichen Drehmoment und dem Elektromotorwirkungsgrad das erste Schaltstück 51A für ungeradzahlige Gangwechsel, wie in 11 gezeigt, in einer Eingreifposition für den dritten Gang eingreifen, das zweite Schaltstück 51B für ungeradzahlige Gangwechsel kann, wie in 12 gezeigt, eingreifen, oder das Schaltstück 51A für ungeradzahlige Gangwechsel kann, wie in 13 gezeigt, in einer Eingreifposition für den siebten Gang eingreifen. Dadurch kann aus den mehreren Zahnrädern abhängig von Fahrbedingungen, wie etwa dem Gradienten eines Hangs oder des Laufwiderstands einer Straße, ein optimales Zahnrad ausgewählt werden. Da ferner die erste Hauptwelle 11 mit dem Elektromotor 7 verbunden ist, kann durch Antreiben des Elektromotors 7 während des Rückwärtsantriebs durch den Verbrennungsmotor 6 der Rückwärtsantrieb implementiert werden, während er durch den Elektromotor 7 unterstützt wird.
  • Selbst wenn ein Rückwärtsantrieb durch den Elektromotor 7 implementiert wird, wird der Sperrmechanismus 61 in Eingriff gebracht, oder die ersten und zweiten Gangschaltstücke 51A, 51B für ungeradzahlige Gangwechsel greifen ein, um die erste Hauptwelle 11 über einen geeigneten Zahnradsatz mit der Gegenwelle 14 zu verbinden, um ein gewünschtes Untersetzungsverhältnis zu erhalten, wobei erste und zweite Kupplungen 41, 42 gelöst gehalten werden. Dann wird durch Rückwärtsantreiben des Elektromotors 7 in diesem Zustand die Leistung des Elektromotors 7 mittels einer vierten Übertragungsstrecke, das heißt, über den Planetengetriebemechanismus 30 oder das Zahnradpaar 23 für den dritten Gang oder das Zahnradpaar 25 für den fünften Gang oder das Zahnradpaar 97 für den siebten Gang, die Gegenwelle 14, das abschließende Zahnrad 26a, den Differentialgetriebemechanismus 8 und die Antriebswellen 9, 9 auf die Antriebsräder DW, DW übertragen. Wenn dies stattfindet, rotiert die erste Hauptwelle 11, da der Elektromotor 7 rückwärts angetrieben wird, ebenfalls umgekehrt zu der Richtung, in der die erste Hauptwelle 11 rotiert, um das Fahrzeug vorwärts anzutreiben, wodurch der Rückwärtsantrieb implementiert wird. In dem EV-Rückwärtsantrieb durch den Elektromotor 7, der sich von dem Rückwärtsantrieb durch den Verbrennungsmotor 6 unterscheidet, braucht das Rückwärtsschaltstück 53 nicht in einer Rückwärtseingreifposition in Eingriff gebracht werden.
  • 14 zeigt Diagramme, die einen Zustand abbilden, in dem ein Drehmoment während des EV-Rückwärtsantriebs in dem Fahrzeugantriebssystem übertragen wird, wobei der Sperrmechanismus 61 in Eingriff ist. In dem EV-Rückwärtsantrieb durch den Elektromotor 7 kann ebenfalls, wie bei dem Rückwärtsantrieb durch den Verbrennungsmotor durch Eingreifen des Sperrmechanismus 61 oder Eingreifen der ersten und zweiten Schaltstücke 51A, 51B für ungeradzahlige Gangwechsel, um einen geeigneten Zahnradsatz auszuwählen, abhängig von den Bedingungen ein optimales Zahnrad aus den mehreren Zahnrädern ausgewählt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die hier bereits beschrieben wurden, und kann folglich nach Bedarf modifiziert oder verbessert werden.
  • Zum Beispiel sind in den Fahrzeugantriebssystemen 1, 1A, 1B die ungeradzahligen Zahnräder auf der ersten Hauptwelle angeordnet, welche die Eingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes ist, mit welcher der Elektromotor 7 verbunden ist, während die geradzahligen Zahnräder auf der zweiten Zwischenwelle 16 angeordnet sind, welche die Eingangswelle ist, mit der der Elektromotor 7 nicht verbunden ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und folglich kann ein Aufbau verwendet werden, in dem die geradzahligen Zahnräder auf der ersten Hauptwelle 11 angeordnet sind, welche die Eingangswelle ist, mit der der Elektromotor 7 verbunden ist, während die ungeradzahligen Zahnräder auf der zweiten Zwischenwelle 16 angeordnet sind, welche die Eingangswelle ist, mit der der Elektromotor 7 nicht verbunden ist. Unnötig zu sagen, kann außerdem die Anzahl von Gängen, die gewechselt werden, vergrößert oder verkleinert werden.
  • Außerdem können anstelle des ersten gemeinsamen angetriebenen Zahnrads 23b und des zweiten gemeinsamen angetriebenen Zahnrads 24b mehrere angetriebene Zahnräder bereitgestellt werden, um einzeln mit entsprechenden Zahnrädern zu verzahnen. Außerdem ist der Planetengetriebemechanismus 30 als das Antriebszahnrad für den ersten Gang dargestellt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Zahnrad für den ersten Gang in einer ähnlichen Weise bereitgestellt werden wie die Weise, in der das Antriebszahnrad 23a für den dritten Gang bereitgestellt ist.
  • Diese Patentanmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung (Nr. 2010-081009) , eingereicht am 31. März 2010, deren Inhalte hier per Referenz eingebunden sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeugantriebssystem
    6
    Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine);
    7
    Elektromotor (Elektromotor)
    11
    Erste Hauptwelle (erste Eingangswelle)
    14
    Gegenwelle (Ausgangswelle)
    16
    Zweite Zwischenwelle (zweite Eingangswelle)
    20
    Getriebe (Übertragungsmechanismus)
    22a
    Antriebszahnrad für den zweiten Gang
    23a
    Antriebszahnrad für den dritten Gang
    23b
    Erstes gemeinsames angetriebenes Zahnrad
    24a
    Antriebszahnrad für den vierten Gang
    24b
    Zweites gemeinsames angetriebenes Zahnrad
    25a
    Antriebszahnrad für den fünften Gang
    27A
    Erster Leerlaufzahnradsatz
    27B
    Zweiter Leerlaufzahnradsatz
    28
    Rückwärtszahnradsatz
    28
    Rückwärtsantriebszahnrad
    28b
    Angetriebenes Rückwärtszahnrad
    30
    Planetengetriebemechanismus
    41
    Erste Kupplung (erste Eingreif- und Ausrückeinrichtung)
    42
    Zweite Kupplung (zweite Eingreif- und Ausrückeinrichtung)
    51
    Erstes Gangwechselschaltstück (erste Synchrongetriebeeinheit)
    51A
    Erstes Schaltstück für ungeradzahlige Gangwechsel (erste Synchrongetriebeeinheit)
    51B
    Zweites Schaltstück für ungeradzahlige Gangwechsel (erste Synchrongetriebeeinheit)
    52
    Zweites Gangwechselschaltstück (zweite Synchrongetriebeeinheit)
    52A
    Erstes Schaltstück für geradzahlige Gangwechsel (zweite Synchrongetriebeeinheit)
    52B
    Zweites Schaltstück für geradzahlige Gangwechsel (zweite Synchrongetriebeeinheit)
    53
    Rückwärtsgangschaltstück (dritte Synchrongetriebeeinheit)
    61
    Sperrmechanismus (erste Synchrongetriebeeinheit)
    96a
    Antriebszahnrad für den sechsten Gang
    96b
    Drittes gemeinsames angetriebenes Zahnrad
    97a
    Antriebszahnrad für den siebten Gang
    112A
    Klimaanlagenkompressor
    112B
    Elektrischer Klimaanlagenkompressor
    121
    Klimaanlagenkupplung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002-89594 A [0004]
    • JP 2010-081009 [0103]

Claims (7)

  1. Fahrzeugantriebssystem, das aufweist: eine Brennkraftmaschine; einen Elektromotor; und einen Getriebemechanismus, der aufweist: eine erste Eingangswelle, die mit dem Elektromotor verbunden ist und über einen ersten Eingreif- und Ausrückmechanismus selektiv mit der Brennkraftmaschine verbunden wird; eine zweite Eingangswelle, die selektiv über eine zweite Eingreif- und Ausrückeinrichtung mit der Brennkraftmaschine verbunden wird; eine Ausgangswelle, die Leistung an einen angetriebenen Abschnitt ausgibt; einen ersten Getriebezug, der auf der ersten Eingangswelle angeordnet ist und der aus mehreren Zahnrädern besteht, die über eine erste Schalteinheit selektiv mit der ersten Eingangswelle verbunden werden; einen zweiten Getriebezug, der auf der zweiten Eingangswelle angeordnet ist und der aus mehreren Zahnrädern besteht, die über eine zweite Schalteinheit selektiv mit der zweiten Eingangswelle verbunden werden; und einen dritten Getriebezug, der auf der Ausgangswelle angeordnet ist und aus mehreren Zahnrädern besteht, die mit den Zahnrädern des ersten Getriebezugs und den Zahnrädern des zweiten Getriebezugs verzahnen, wobei: ein Rückwärtszahnradsatz in dem Getriebemechanismus bereitgestellt ist, der mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist und der über eine dritte Schalteinheit selektiv mit der ersten Eingangswelle verbunden wird; wobei ein Rückwärtsantrieb implementiert werden kann, indem die erste Eingangswelle in einer Rückwärtsrichtung in eine Richtung rotiert werden kann, in der die erste Eingangswelle rotiert, um mit Hilfe der Leistung der wenigstens Brennkraftmaschine oder des Elektromotors einen Vorwärtsantrieb zu implementieren; und wobei durch die erste Schalteinheit mehrere Zahnräder des ersten Getriebezugs ausgewählt werden können.
  2. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 1, wobei der Rückwärtsantrieb durch die Leistung der Brennkraftmaschine implementiert wird, indem die dritte Schalteinheit in Eingriff gebracht wird und die zweite Eingreif- und Ausrückeinrichtung angewendet wird.
  3. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 2, wobei während der Rückwärtsantriebs durch die Brennkraftmaschine der Elektromotor in einer Richtung umgekehrt zu einer Richtung angetrieben wird, in der der Elektromotor für einen Vorwärtsantrieb angetrieben wird, um Leistung des Elektromotors hinzuzufügen.
  4. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 1, wobei ein EV-Rückwärtsantrieb ausgeführt wird, indem die ersten und zweiten Eingreif- und Ausrückeinrichtungen gelöst werden und der Elektromotor in der Richtung umgekehrt zu der Richtung angetrieben wird, in der der Elektromotor für den Vorwärtsantrieb angetrieben wird.
  5. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Klimaanlagenkompressor, der geeignet ist, nur zu rotieren, wenn die erste Eingangswelle für den Vorwärtsantrieb rotiert, über eine Klimaanlagenkupplung mit der ersten Eingangswelle verbunden wird; und wenn der Rückwärtsantrieb ausgeführt ist, die Klimaanlagenkupplung gelöst wird, so dass eine Rückwärtsrotation der ersten Eingangswelle nicht auf den Klimaanlagenkompressor übertragen wird, um dadurch den Klimaanlagenkompressor im Leerlauf zu rotieren.
  6. Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 4, wobei wenn der EV-Rückwärtsantrieb ausgeführt ist, die Brennkraftmaschine am Laufen gehalten wird, wobei die ersten und zweiten Eingreif- und Ausrückeinrichtungen gelöst gehalten werden.
  7. Fahrzeugantriebssystem gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei eine Umkehrwelle, die parallel zu den ersten und zweiten Eingangswelle angeordnet ist, in dem Getriebemechanismus bereitgestellt ist; ein Rückwärtsantriebszahnrad, das geeignet ist, über die dritte Schalteinheit selektiv mit der Umkehrwelle verbunden zu werden, auf der Umkehrwelle bereitgestellt ist; ein angetriebenes Rückwärtszahnrad, das derart montiert ist, dass es mit dem Rückwärtsantriebszahnrad verzahnt, um dadurch zusammen mit der ersten Eingangswelle zu rotieren, auf der ersten Eingangswelle bereitgestellt ist; und die Umkehrwelle über einen Leerlaufzahnradsatz mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist.
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