DE112011105069B4 - Fahrzeugantriebsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Fahrzeugantriebsvorrichtung mit einem Übertragungsmechanismus, der selektiv einen Niederbereich oder einen Hochbereich einrichtet und eine Abtriebswelle (11) zum Antreiben von Rädern (8F, 8R) leistungsübertragend verbindet, einem Bereichsveränderungsmechanismus (55), der den Bereich des Übertragungsmechanismus verändert, einem Motorgenerator (MG1), der eine Antriebskraft an den Übertragungsmechanismus zuführt, und einer Steuerungsvorrichtung, die die Veränderung des Bereichs steuert,
wobei der Bereichsveränderungsmechanismus (55) enthält:
ein Niederzahnradteil (551) und ein Hochzahnradteil (552), die in Axialrichtung angeordnet und voneinander beabstandet sind;
eine Kupplungshülse (553), die derart gleitend in Axialrichtung angeordnet ist, dass sie mit einem der zwei Zahnradteile (551, 552) in Eingriff steht und dass sie integral drehend mit der Abtriebswelle (52) des Übertragungsmechanismus verbunden ist; und
einen Verschiebeaktuator (60), der die Kupplungshülse (553) entweder vorwärts oder rückwärts in Axialrichtung gleiten lässt, um mit einem der Zahnradteile (551, 552) verbunden zu sein, und wobei die Fahrzeugantriebsvorrichtung ferner aufweist:
einen Hauptübertragungsmechanismus (4), der zwischen dem Motorgenerator (MG1) und einer Antriebswelle (51) des Übertragungsmechanismus vorgesehen ist,
wobei der Hauptübertragungsmechanismus (4) konfiguriert ist, um als eine Hauptkomponente einen Ravigneaux Planetenradsatz aufzuweisen, der ein vorderes Sonnenrad (41), das durch ein Gehäuse über ein erstes Reibungseingriffselement (B1) abgestützt ist, ein hinteres Sonnenrad (42), das mit einem Rotor eines zweiten Motorgenerators (MG2) verbunden ist, ein Hohlrad (45), das durch das Gehäuse über ein zweites Reibungseingriffselement (B2) abgestützt ist, eine Mehrzahl von langen Planetenrädern (44), die mit dem Hohlrad (45) und dem hinteren Sonnenrad (42) in Eingriff stehen, eine Mehrzahl von kurzen Planetenrädern (43), die mit den langen Planetenrädern (44) in Eingriff stehen und einen Träger (46), der mit der Antriebswelle (51) des Übertragungsmechanismus verbunden ist, um die kurzen Planetenräder (43) und die langen Planetenräder (44) drehend abzustützen und der synchron mit einer Kreisbahnbewegung der kurzen Planetenräder (43) und der langen Planetenräder (44) gedreht wird,
wobei der Hauptübertragungsmechanismus (4) ein zweistufiger Hoch- und Nieder-Untersetzungsmechanismus ist, der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Niederbereich und dem Hochbereich durch in Eingriff bringen oder Freigeben des ersten Reibungseingriffselements (B1) und des zweiten Reibungseingriffselements (B2) verändert, und
einen Unterübertragungsmechanismus (54), der als ein zweistufiger Hoch- und Nieder-Untersetzungsmechanismus, der einen Planetenradsatz vom Typ eines Singlezahnrads als Hauptkomponente enthält, konfiguriert ist, und
wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Niederzahnradteil (551) verbunden ist, wird ein Niederbereich-Leistungsübertragungspfad des Unterübertragungsmechanismus (54) eingerichtet und, wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Hochzahnradteil (552) verbunden ist, wird ein Hochbereich-Leistungsübertragungspfad des Unterübertragungsmechanismus (54) eingerichtet,
wobei die Steuervorrichtung enthält:
einen Freigabeprozessor, der die Kupplungshülse (553) von dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil freigibt, um einen Neutralbereich, in dem die Kupplungshülse weder mit dem Niederzahnradteil (551) noch mit dem Hochzahnradteil (552) verbunden ist, in Reaktion auf eine Bereichsveränderungsanfrage bei einem Zustand einzurichten, bei dem die Antriebsräder (8F, 8R) in dem Niederbereich oder in dem Hochbereich gedreht werden;
einen Drehsynchronisationsprozessor, der eine Abtriebsdrehzahl des Motorgenerators (MG1) im Neutralbereich steuert, sodass der Unterschied zwischen einer Antriebsdrehzahl und einer Abtriebsdrehzahl des Übertragungsmechanismus auf Null oder gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert eingestellt ist; und
einen Verbindungsprozessor, der die Kupplungshülse (553) verschiebt, um mit einem Sollverbindungs-Zahnradteil verbunden zu sein und
wobei der Freigabeprozessor temporär eine Eingriffskraft zwischen der Kupplungshülse (553) und dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil verringert und anschließend gleitet die Kupplungshülse (553) zu einer Neutralbereichsseite und
wobei der Freigabeprozessor temporär das aktuell in Eingriff stehende Reibungseingriffselement der zwei Reibungseingriffselemente (B1, B2) des Hauptübertragungsmechanismus (4) freigibt oder verschiebt, um die Eingriffskraft temporär zu verringern.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugantriebsvorrichtung, die einen Übertragungsmechanismus, der selektiv einen Niederbereich oder einen Hochbereich einrichtet und der eine Abtriebswelle mit den Antriebsrädern leistungsübertragend verbindet, einen Bereichsveränderungsmechanismus, der den Bereich des Übertragungsmechanismus verändert, einen Motorgenerator, der eine Antriebskraft zum Übertragungsmechanismus zuführt, und eine Steuervorrichtung enthält, die die Veränderung des Bereichs steuert.
  • Hintergrund
  • Ein Übertragungsmechanismus, der in einer herkömmlichen Fahrzeugantriebsvorrichtung enthalten ist, kann den Drehzahlbereich zwischen einem Niederbereich (L) und einem Hochbereich (H), z.B. in der Reaktion auf eine Fahrerbetätigung eines Bereichsveränderungsschalters und dergleichen, verändern (siehe z.B. JP 2006- 7 989 A und JP H10- 109 558 A ).
  • Der Übertragungsmechanismus verändert in der Regel den Bereich bei einem Zustand, bei dem eine Abtriebswelle des Übertragungsmechanismus gestoppt wird, wie z.B. während eines Fahrzeugstopps. Der Übertragungsmechanismus verändert den Bereich beispielsweise durch Verschieben einer Kupplungshülse in Richtung dessen Abtriebswelle und dadurch wird die Kupplungshülse mit einem Niederzahnrad oder einem Hochzahnrad verbunden. Die Kupplungshülse ist integral drehend und axial bewegbar äußerlich um die Abtriebswelle des Übertragungsmechanismus montiert.
  • Das Niederzahnrad und das Hochzahnrad weisen jeweils auf deren entsprechend äußeren Umfängen eine Mehrzahl von Zähnen (Zahnring) auf, die in Umfangsrichtung bei gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Die Kupplungshülse weist an deren Innenumfang eine Mehrzahl von Zähnen (Zahnring) auf, die mit den Zähnen (Zahnring) der Zahnräder in Eingriff gebracht werden kann, wenn die Innenverzahnung (Zahnring) der Kupplungshülse mit der Außenverzahnung (Zahnring) des unteren Zahnrads oder des oberen Zahnrads in Eingriff steht (zahnringmäßig), wird die Kupplungshülse mit dem Niederzahnrad oder dem Hochzahnrad verbunden.
  • Wenn die Kupplungshülse in eine Richtung entlang der mit dem Niederzahnrad zu verbindenden Welle verschoben wird, wird ein Leistungsübertragungspfad eingerichtet, über den eine Niederdrehzahlleistung von dem Niederzahnrad und der Kupplungshülse zu der Abtriebswelle übertragen wird, wodurch der „Niederbereich“ eingerichtet wird.
  • Wenn die Kupplungshülse in Gegenrichtung entlang der mit dem Hochzahnrad zu verbindenden Welle verschoben wird, wird ein Leistungsübertragungspfad eingerichtet, über den eine Hochdrehzahlleistung von dem Hochzahnrad und der Kupplungshülse zu der Abtriebswelle übertragen wird, wodurch der „Hochbereich“ eingerichtet wird. Es ist zu beachten, dass, wenn die Kupplungshülse in Neutralposition steht, in der die Kupplungshülse weder mit dem Niederzahnrad noch mit dem Hochzahnrad verbunden ist, ein Neutralbereichszustand eingerichtet wird, in dem eine Drehleistung nicht übertragen wird.
  • JP 2006- 7 989 A offenbart in den Paragraphen [0014] - [0016] eine Fahrzeugübertragung, in der ein Leistungszahnrad und eine Hülse, die mit dem Leistungszahnrad zahnringmäßig eingepasst ist, zwischen einem Niederdrehzahlzahnrad und einem Hochdrehzahlzahnrad angeordnet sind, und in der die Hülse mit dem Niederdrehzahlzahnrad zahnringmäßig eingepasst ist, um einen Niederdrehzahlmodus einzurichten, und in der die Hülse mit dem Hochdrehzahlzahnrad zahnringmäßig eingepasst ist, um einen Hochdrehzahlmodus einzurichten.
  • JP H10- 109 558 A offenbart in den Paragraphen [0014] - [0017] eine Fahrzeugunterübertragung, in der ein Antriebszahnrad und eine Hülse, die mit dem Antriebszahnrad zahnringmäßig eingepasst ist, zwischen einem Niederdrehzahlseitenzahnrad und einem Hochdrehzahlseitenzahnrad angeordnet sind, und in der die Hülse mit dem Niederdrehzahlseitenzahnrad zahnringmäßig eingepasst ist, um einen Niederdrehzahlmodus einzurichten, und die Hülse ist mit dem Hochdrehzahlseitenzahnrad zahnringmäßig eingepasst, um einen Hochdrehzahlmodus einzurichten. JP H10- 109 558 A offenbart ferner, dass beim Verschieben der Hülse Energie zum Bewegen der Hülse von einer Hochdrehzahlseite zu einer Niederdrehzahlseite oder von der Niederdrehzahlseite zu einer Hochdrehzahlseite gespeichert wird, dadurch wird die Hülse mit beträchtlicher Energie verschoben.
  • JP 2010 - 269 718 A offenbart eine Fahrzeugantriebsvorrichtung mit einem Übertragungsmechanismus, der eine Bereichsveränderungsmechanismus enthält, einen Motorgenerator, der eine Antriebskraft an den Übertragungsmechanismus zuführt und eine Steuerungsvorrichtung, die die Veränderung des Bereichs steuert. Eine Kopplungshülse ist derart gleitend in Axialrichtung angeordnet, dass sie mit einem von zwei Zahnradteilen in Eingriff steht. Vor dem Ändern des Bereichs des Übertragungsmechanismus wird die Drehzahl des Motorgenerators synchronisiert, so dass der Unterschied zwischen einer Antriebsdrehzahl und einer Abtriebsdrehzahl des Übertragungsmechanismus auf null gesetzt wird.
  • US 2010 / 0 032 218 A1 und US 2007 / 0 251 345 A1 beschreiben Fahrzeugantriebsvorrrichtungen für Hybridfahrzeuge mit Motorgeneratoren und einer Verbrennungsmaschine.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • In der in JP 2006- 7 989 A und JP H10- 109 558 A offenbarten Konfiguration ist die Hülse mit dem Niederzahnrad oder dem Hochzahnrad durch Verschieben zahnringmäßig eingepasst. Allerdings ist es schwierig, dass die Hülse zahnringmäßig eingepasst wird, falls ein Unterschied in einer Drehzahl zwischen der Hülse und dem Nieder-/Hochzahnrad beträchtlich ist.
  • Aus diesem Grund wird in der Regel die Veränderung des Bereichs unter der Bedingung ausgeführt, dass eine Propellerwelle bzw. Antriebswelle von Antriebsrädern gestoppt werden, wie z.B. während eines Fahrzeugstopps. Die Veränderung des Bereichs wird bei einem Zustand untersagt, bei dem die Antriebswelle und Antriebsräder gedreht werden, wie z.B. während einer Fahrt.
  • Zum Zwecke des Veränderns des Bereichs während der Fahrt des Fahrzeugs kann ein Synchroneingriffsmechanismus zwischen der Hülse und den Zahnrädern vorgesehen werden. Allerdings kann dies, um es mit dem Synchroneingriffsmechanismus auszustatten, hohe Ausstattungskosten erfordern. Hierbei gibt es Raum für Verbesserung.
  • Im Lichte der vorstehenden Umstände ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugantriebsvorrichtung vorzusehen, bei der in Reaktion einer Bereichsveränderungsanfrage bei einem Zustand, bei dem die Antriebsräder in dem Niederbereich oder in dem Hochbereich gedreht werden, eine Veränderung des Bereichs leichtgängig und schnell ohne Verwendung des Synchroneingriffsmechanismus abgeschlossen wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorrichtung zum Lösen des Problems
  • Bei einer Fahrzeugantriebsvorrichtung, die einen Übertragungsmechanismus, der selektiv einen Niederbereich oder einen Hochbereich einrichtet und eine Abtriebswelle mit Antriebsrädern leistungsübertragend verbindet, ein Bereichsveränderungsmechanismus, der den Bereich des Übertragungsmechanismus verändert, einen Motorgenerator, der eine Antriebskraft zum Übertragungsmechanismus zuführt, und eine Steuervorrichtung enthält, die das Verändern des Bereichs steuert, ist die vorliegende Erfindung konfiguriert wie folgt.
  • Der Bereichsveränderungsmechanismus enthält: ein Niederzahnradteil und ein Hochzahnradteil, die in Axialrichtung angeordnet und voneinander beabstandet sind; eine Kupplungshülse, die in Axialrichtung gleitend angeordnet ist, um mit einem der zwei Zahnradteile in Eingriff zu stehen und die integral mit der Abtriebswelle des Übertragungsmechanismus drehend verbunden ist, und einen Schalt- bzw. Verschiebeaktuator, der die Kupplungshülse entweder vorwärts oder rückwärts in Axialrichtung verschiebt, um mit einem der Zahnradteile verbunden zu sein. Wenn die Kupplungshülse mit dem Niederzahnradteil verbunden ist, wird ein Niederbereich-Leistungsübertragungspfad eingerichtet, und wenn die Kupplungshülse mit dem Hochzahnradteil verbunden ist, wird ein Hochbereich-Leistungsübertragungspfad eingerichtet. Ferner enthält die Steuervorrichtung: einen Freigabeprozessor bzw. Ausrückprozessor, der die Kupplungshülse von dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil freigibt bzw. ausrückt bzw. außer Eingriff bringt, um einen Neutralbereich in Reaktion auf eine Bereichsveränderungsanfrage bei einem Zustand einzurichten, bei dem die Antriebsräder bei dem Niederbereich oder dem Hochbereich drehen; einen Drehsynchronisationsprozessor, der eine Abtriebsdrehzahl des Motorgenerators im Neutralbereich derart steuert, das ein Unterschied zwischen einer Antriebsdrehzahl und einer Abtriebsdrehzahl des Übertragungsmechanismus auf Null oder gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert eingestellt wird; und ein Verbindungsprozessor, der die Kupplungshülse verschiebt, um mit einem Sollverbindung-Zahnradteil verbunden zu sein.
  • Es ist zu beachten, dass die Verbindung der Kupplungshülse mit dem Niederzahnradteil oder dem Hochzahnradteil durch in Eingriff bringen der Zahnräder miteinander ausgeführt wird, allerdings soll die Verbindung nicht auf den Ausdruck „in Eingriff bringen der Zahnräder miteinander“ begrenzt sein. Beispielsweise sind Verbindungen wie z.B. zahnringmäßig eingepasst, und Ineinander bringen einer Klauenkupplung bei der vorliegenden Erfindung enthalten.
  • Bei der Konfiguration ist die Abtriebswelle des Übertragungsmechanismus integral drehend mit der Kupplungshülse verbunden und mit den Abtriebsrädern leistungsübertragend verbunden. Somit werden, wenn die Kupplungshülse mit dem Niederzahnradteil oder dem Hochzahnradteil verbunden wird, während die Antriebsräder während der Fahrt des Fahrzeugs gedreht werden, die Abtriebswelle des Übertragungsmechanismus und die Kupplungshülse bei einer Drehzahl entsprechend der Drehzahl der Antriebsräder gedreht.
  • Wenn die Bereichsveränderung während der Fahrt des Fahrzeugs angefordert wird, falls der Unterschied der Drehzahl der Kupplungshülse und des Sollverbindung-Zahnradteils erheblich ist, ist es schwierig, dass die Kupplungshülse von dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil gelöst bzw. ausgerückt bzw. außer Eingriff gebracht wird und mit dem Sollverbindung-Zahnradteil verbunden wird.
  • Bei einer solchen Situation gelangt bei der vorliegenden Erfindung der Übertragungsmechanismus in den Neutralbereich, anschließend synchronisiert der Motorgenerator die Antriebsdrehzahl des Übertragungsmechanismus, d.h. die Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteils mit der Abtriebsdrehzahl des Übertragungsmechanismus, d.h. die Drehzahl der Kupplungshülse. Danach wird die Kupplungshülse zu dem Sollverbindung-Zahnradteil geschoben.
  • Auf diese Weise ist es möglich, die Kupplungshülse relativ leichtgängig mit dem Sollverbindung-Zahnradteil zu verbinden. Somit kann die Verlässlichkeit der Bereichsveränderung erhöht werden. Da es nicht notwendig ist, den in dem herkömmlichen Beispiel beschriebenen Synchroneingriffsmechanismus an dem Bereichsveränderungsmechanismus zu montieren, ist es möglich, die Erhöhung der Ausstattungskosten zu vermeiden.
  • Der Freigabe- bzw. Ausrückprozessor verringert temporär die Eingriffskraft zwischen der Kupplungshülse und dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil und anschließend gleitet die Kupplungshülse zu der Neutralbereichsseite.
  • Hier wird eine Konfiguration des Freigabeprozessors der Steuervorrichtung spezifiziert, die die Ausführungsform verdeutlicht. Zudem wird, wenn der Neutralbereich eingerichtet wird, die Eingriffskraft des Eingriffsabschnitts der Kupplungshülse mit dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil verringert und anschließend wird die Kupplungshülse zur Neutralbereichsseite verschoben. Somit ist es möglich, die Kupplungshülse von dem aktuell in Eingriff stehenden Eingriffsteil mit geringer Reibung zu lösen.
  • Die Fahrzeugsantriebsvorrichtung enthält ferner einen Hauptübertragungsmechanismus, der zwischen dem Motorgenerator und einer Antriebswelle des Übertragungsmechanismus vorgesehen ist. Vorzugsweise wird der Hauptübertragungsmechanismus konfiguriert, um als eine Hauptkomponente einen Ravigneaux Planetenradsatz aufzuweisen, der ein vorderes Sonnenrad, das durch ein Gehäuse über ein erstes Reibungseingriffselement abgestützt ist, ein hinteres Sonnenrad, das mit einem Rotor des Motorgenerators verbunden ist, ein Hohlrad, das durch das Gehäuse über ein zweites Reibungseingriffselement abgestützt ist, eine Mehrzahl von langen Planetenrädern, die mit dem Hohlrad und dem hinteren Zahnrad verbunden sind, eine Mehrzahl von kurzen Planetenzahnrädern, die mit den langen Planetenrädern verbunden sind, und einen Träger enthält, der mit der Antriebswelle des Übertragungsmechanismus verbunden ist, um drehend die kurzen Planetenräder und die langen Planetenräder abzustützen, und der synchron mit einer Kreisbahnbewegung der kurzen Planetenräder und der langen Planetenräder gedreht wird. Ferner kann der Hauptübertragungsmechanismus ein zweistufiger Hoch- und Nieder-Untersetzungsmechanismus sein, der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Niederbereich und dem Hochbereich durch in Eingriff bringen oder Lösen des ersten Reibungseingriffselements und des zweiten Eingriffsreibungselements verändert, sodass der Freigabe- bzw. Freigabeprozessor temporär das aktuell in Eingriff stehende Reibungseingriffselements zwischen den zwei Reibungseingriffselementen freigibt oder verschiebt, um temporär die Eingriffskraft zu verringern.
  • Hier wird eine Konfiguration der Fahrzeugantriebsvorrichtung wie folgt spezifiziert. Die Fahrzeugantriebsvorrichtung enthält den Hauptübertragungsmechanismus zusätzlich zu dem Motorgenerator, dem Übertragungsmechanismus (als ein Unterübertragungsmechanismus), dem Bereichsveränderungsmechanismus und der Steuervorrichtung. Ferner wird der Freigabeprozessor der Steuervorrichtung spezifisch definiert, was die Ausführungsform verdeutlicht. Ferner wird die Konfiguration spezifiziert, um die Eingriffskraft des Eingriffsabschnitts der Kupplungshülse mit dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil zu verringern, wenn der Neutralbereich eingerichtet wird. Mit einer solchen Konfiguration, die die Ausführungsform verdeutlich, wird das Reibungseingriffselement freigegeben oder verschoben, sodass das Drehmoment nicht einfach temporär von dem Hauptübertragungsmechanismus zu dem Übertragungsmechanismus übertragen wird. Somit ist die Steuerung ohne Stöße einfach.
  • Vorzugsweise enthält der Schalt- bzw. Verschiebeaktuator eine Schaltgabelwelle zum Verschieben der Kupplungshülse, einen Schaltmotor, der die Drehleistung erzeugt, einen Leistungsübertragungsmechanismus, der die Schaltgabelwelle in deren Axialrichtung unter Verwendung der durch den Schaltmotor erzeugten Drehleistung bewegt, ein Niederbereich-Erfassungselement, das Niederbereich-Einrichtungsinformationen ausgibt, wenn ein Drehwinkel einer Abtriebswelle des Schaltmotors einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse vollständig mit dem Niederzahnradteil verbunden ist, ein Hochbereichs-Erfassungselement, das Hochbereich-Einrichtungsinformationen ausgibt, wenn ein Drehwinkel der Abtriebswelle des Schaltmotors einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse vollständig mit dem Hochzahnradteil verbunden ist. Vorzugsweise enthält die Steuervorrichtung ferner einen Bestimmungsprozessor, der bestimmt, ob die Kupplungshülse, die durch den Verbindungsprozessor verschoben wurde, mit dem Sollverbindung-Zahnradteil basierend auf den Ausgabeinformationen von den entsprechenden Erfassungselementen verbunden ist.
  • Hier wird eine Konfiguration des Schalt- bzw. Verschiebeaktuators spezifiziert und eine Steuerung der Bereichsveränderung durch die Steuervorrichtung wird definiert.
  • Vorzugsweise wird der Übertragungsmechanismus als Planetenradsatz konfiguriert, der ein Sonnenrad, das eine Antriebsdrehzahl erhält, ein Hohlrad, das nicht drehend angeordnet ist, eine Mehrzahl von Ritzeln bzw. Planetenrädern, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet sind, um sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad in Eingriff zu stehen, und einen Träger enthält, der drehend die Planetenräder abstützt und synchron mit einer Kreisbahnbewegung der Planetenräder gedreht wird. Vorzugsweise ist der Träger integral mit dem Niederzahnradteil drehbar und das Sonnenrad ist integral mit dem Hochzahnradteil drehbar.
  • Hierbei wird eine Konfiguration des Übertragungsmechanismus spezifiziert. Bei dieser Konfiguration führen, wenn das Sonnenrad und das Hochzahnradteil in positive Drehrichtung durch die Antriebsdrehung zu dem Übertragungsmechanismus gedreht werden, die Planetenräder eine Kreisbahnbewegung (Umdrehung bzw. Revolution) aus, während sie in gleiche Richtung drehen wie die des Sonnenrads, wodurch der Träger und das Niederzahnradteil synchron mit der Kreisbahnbewegung (Umdrehung) der Planetenräder drehen. Somit verdeutlicht die spezifizierte Konfiguration des Übertragungsmechanismus, dass die Nieder- und Hochzahnradteile in die gleiche Richtung wie die der Antriebsdrehung zu dem Übertragungsmechanismus gedreht werden.
  • Vorzugsweise ist das Niederzahnradteil ein Zahnrad mit Innenverzahnung und das Hochzahnradteil ein Zahnrad mit Außenverzahnung und innerhalb des Niederzahnradteils angeordnet ohne mit dem Niederzahnradteil in Kontakt zu gelangen, und die Kupplungshülse enthält eine Außenverzahnung, die mit der Innenverzahnung des Niederzahnradteils in Eingriff gebracht werden kann, und eine Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung des Hochzahnradteils in Eingriff gebracht werden kann.
  • Mit der Konfiguration werden spezifische Positionen, bei denen die Zähne des Niederzahnradteils, des Hochzahnradteils und der Kupplungshülse ausgebildet sind, vorgesehen. Zudem wird eine spezifische relative Positionsbeziehung zwischen dem Niederzahnradteil und dem Hochzahnradteil vorgesehen.
  • Die Fahrzeugantriebsvorrichtung kann ferner einen zweiten Motorgenerator und den Hauptübertragungsmechanismus, die beide zwischen dem Motorgenerator und einer Antriebswelle des Übertragungsmechanismus vorgesehen sind, und eine Maschine enthalten, die über einen Leistungsteiler vorgesehen ist, der zwischen dem zweiten Motorgenerator und dem Motorgenerator angeordnet ist.
  • Hier wird eine Konfiguration der Fahrzeugantriebsvorrichtung wie folgt spezifiziert. Die Fahrzeugantriebsvorrichtung enthält ferner den zweiten Motorgenerator, den Hauptübertragungsmechanismus, den Leistungsteiler und die Maschine zusätzlich zu dem Motorgenerator (als ersten Motorgenerator), dem Übertragungsmechanismus (als einen Unterübertragungsmechanismus), dem Bereichsveränderungsmechanismus und der Steuervorrichtung.
  • Auswirkungen der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um eine Fahrzeugantriebsvorrichtung vorzusehen, die einen Übertragungsmechanismus, der selektiv einen Niederbereich oder einen Hochbereich einrichtet und eine Abtriebswelle mit Antriebsrädern leistungsübertragend verbindet, eine Bereichsveränderungsmechanismus, der den Bereich des Übertragungsmechanismus verändert, einen Motorgenerator, der eine Antriebskraft zu dem Übertragungsmechanismus zuführt, und eine Steuervorrichtung enthält, die die Veränderung des Bereichs steuert. Bei der Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Reaktion auf eine Bereichsveränderungsanfrage bei einem Zustand, bei dem die Antriebsräder bei dem Niederbereich oder dem Hochbereich gedreht werden, eine Veränderung des Bereichs leichtgängig und schnell ohne Verwendung des Synchroneingriffsmechanismus abgeschlossen.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
    • 1 zeigt ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2 zeigt ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Hybridübertragung und einem Transfer von 1 darstellt.
    • 3 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine spezifische Konfiguration eines Unterübertragungsmechanismus und eines Bereichsveränderungsmechanismus der Umsetzung von 1 und 2 darstellt.
    • 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Unterübertragungsmechanismus und des Bereichsveränderungsmechanismus von 3, die eine Kupplungshülse in Neutralposition (Neutralbereich) darstellt.
    • 5 zeigt ein Diagramm, das einen Bereichsveränderungsmechanismus von 4 in einem Niederbereich darstellt.
    • 6 zeigt ein Diagramm, das den Bereichsveränderungsmechanismus von 4 bei einem Hochbereich darstellt.
    • 7 zeigt eine teilweise transparente schematische Ansicht eines Übertragungsschaltaktuators.
    • 8 zeigt ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Begrenzungsschalters des Übertragungsschaltaktuators von 7 darstellt.
    • 9 zeigt ein Diagramm, das eine elektrische Schaltung darstellt, die den Begrenzungsschalter von 8 zeigt.
    • 10 zeigt eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen Kombinationen von „ON“ und „OFF“ von ersten bis dritten Kontaktpunkten des Begrenzungsschalters von 8 und eingerichtete Bereiche des Unterübertragungsmechanismus darstellt.
    • 11 zeigt ein Diagramm, das den Unterübertragungsmechanismus und den Bereichsveränderungsmechanismus von 2, in einem Niederbereich darstellt.
    • 12 zeigt ein Diagramm, das den Unterübertragungsmechanismus und den Bereichsübertragungsmechanismus von 2 in einem Hochbereich darstellt.
    • 13 zeigt ein Diagramm, das den Unterübertragungsmechanismus und den Bereichsübertragungsmechanismus von 2 im Neutralbereich darstellt.
    • 14 zeigt ein Nomogramm bezüglich der Fahrzeugantriebsvorrichtung von 1, das zur Erläuterung der Bereichsveränderung des Unterübertragungsmechanismus von dem Hochbereich zu dem Niederbereich verwendet wird.
    • 15 zeigt ein Nomogramm bezüglich der Fahrzeugantriebsvorrichtung von 1, das zur Erläuterung der Bereichsveränderung des Unterübertragungsmechanismus von dem Niederbereich zu dem Hochbereich verwendet wird.
    • 16 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Bereichsveränderungssteuerung des Unterübertragungsmechanismus von 1.
  • Art und Weisen zur Ausführung der Erfindung
  • Die besten Arten und Weisen zum Ausführen der vorliegenden Erfindung wird nachstehend in Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben.
  • Die 1 bis 16 stellen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Eine allgemeine Konfiguration einer Fahrzeugsantriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 erläutert. In dieser Ausführungsform wird eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung für einen zeitweiligen Vierräderantrieb dargestellt. Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung weist als Basiskonfiguration eine Fahrzeugantriebsvorrichtung für Frontmotorhinterradantrieb (FR) auf.
  • Die Fahrzeugantriebsvorrichtung von 1 enthält eine Maschine 1, eine Hybridübertragung bzw. Hybridgetriebe 2, einen Transfer bzw. eine Übertragung 5, eine Frontantriebswelle 6F, eine Rück- bzw. Heckantriebswelle 6R, ein vorderes Differenzial 7F, ein hinteres Differenzial 7R, vordere Räder 8F und hintere Räder 8R. Während diese Komponenten nachstehend beschrieben werden, werden Komponenten, die nicht direkt die Merkmale der vorliegenden Erfindung betreffen, schematisch gezeigt und kurz erläutert.
  • - Maschine -
  • Die Maschine 1 ist eine bekannte Antriebsquelle, die Kraftstoff verbrennt, um Leistung auszugeben, wie z.B. eine Ottokraftmaschine, eine Dieselmaschine und dergleichen. Ein Betriebszustand der Maschine 1 wird durch einen Maschinensteuerungscomputer 100 gesteuert, der einen Drosselöffnungsgrad (Menge eines Einspritzgases), eine Menge eines eingespritzten Kraftstoffs, einen Zeitpunkt des Zündens und dergleichen handhabt.
  • Eine Kurbelwelle (Abtriebswelle) 11 der Maschine 1 ist über einen Dämpfer 12 mit einem Leistungsteiler bzw. -splitter 3 verbunden. Es ist zu beachten, dass der Dämpfer 12 eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Schwankungen des Drehmoments der Maschine 1 ist.
  • - Hybridübertragung bzw. Hybridgetriebe -
  • Wie in 2 gezeigt enthält die Hybridübertragung 2 den ersten Motorgenerator MG1, den zweiten Motorgenerator MG2, den Leistungsteiler 3, eine Hauptübertragungsmechanismus 4 und dergleichen.
  • - Motorgenerator -
  • Der erste Motorgenerator MG1 und der zweite Motorgenerator MG2 sind jeweils ein Wechselstromsynchronmotor, der als Motor funktioniert und auch als Generator dient.
  • Der erste Motorgenerator MG1 und der zweite Motorgenerator MG2 sind jeweils über einen Inverter mit einer Batterie (elektrische Speichervorrichtung) verbunden obgleich diese nicht gezeigt sind. Durch Steuern des Inverters unter Verwendung eines Leistungsmanagementsteuercomputers 200 wird jeder Motorgenerator MG1 und MG2 zwischen einem regenerativen Zustand und einem Leistungs-(unterstützenden-)Zustand geschaltet. Der regenerative Zustand ist über den Inverter in der Batterie gespeichert. Die Leistung zum Antreiben des ersten Motorgenerators MG1 und des zweiten Motorgenerators MG2 wird von der Batterie über den Inverter hinzugeführt.
  • - Leistungsteiler -
  • Der Leistungsteiler 3 enthält als Hauptkomponente einen Planetenradsatz vom Typ eines Singlezahnrads, der ein Sonnenrad (ein Zahnrad mit einer nach außen gewandten Verzahnung (Außenverzahnung)) 31, ein Hohlrad (ein Zahnrad mit einer nach innen gewandten Verzahnung (Innenverzahnung)) 32, eine Mehrzahl von Planetenrädern (Zahnräder mit einer nach außen gewandten Verzahnung (Außenverzahnung)) 33, einen Träger 34 und dergleichen enthält.
  • Das Hohlrad 32 ist außerhalb des Sonnenrads 31 vorgesehen. Das Hohlrad 32 und das Sonnenrad 31 sind konzentrisch angeordnet und voneinander beabstandet. Die Planetenräder 33 sind in einem ringförmigen Raum zwischen dem Sonnenrad 31 und dem Hohlrad 32 vorgesehen, um mit dem Sonnenrad 31 und dem Hohlrad 32 in Eingriff zu stehen. Der Träger 34 stützt drehend die Planetenräder 33 ab und kann synchron mit der Kreisbahnbewegung (Umdrehung) der Planetenräder 33 gedreht werden.
  • Der Träger 34 ist über den Dämpfer 12 mit der Kurbelwelle 11 der Maschine 1 verbunden. Das Sonnenrad 31 ist mit einem Rotor des ersten Motorgenerators MG1 verbunden. Eine Leistungsübertragungswelle 13 ist mit dem Hohlrad 32 verbunden. Die Leistungsübertragungswelle 13 ist über den Hauptübertragungsmechanismus 4 mit dem zweiten Motorgenerator MG2 verbunden. Die Leistungsübertragungswelle 13 ist auch mit einer Übertragungsantriebswelle 51 verbunden.
  • Ein Betrieb des so konfigurierten Leistungsteilers 3 wird erläutert. Wenn der erste Motorgenerator MG1 einen Generator operiert, wird der Leistungseingang von der Maschine 1 zu dem Träger 34 in die Leistung, die über das Sonnenrad 31 verwendet wird, um den ersten Motorgenerator MG1 als Generator anzutreiben, und in die Leistung gesplittet bzw. geteilt, die über das Hohlrad 32 verwendet wird, um die Räder (die Vorderräder 8F und die Hinterräder 8R) anzutreiben. Andererseits werden, wenn der erste Motorgenerator MG1 als Motor operiert, ein Leistungseingang von der Maschine 1 zum Träger 34 und ein Leistungseingang von dem ersten Motorgenerator MG1 zu dem Sonnenrad 31 integriert und anschließend zu dem Hohlrad 32 ausgegeben.
  • - Hauptübertragungsmechanismus -
  • Der Hauptübertragungsmechanismus 4 ist ein zweistufiger (Hoch und Nieder) Untersetzungsmechanismus, der einen Ravigneaux Planetenradsatz als Hauptkomponente enthält. Der Hauptübertragungsmechanismus 4 enthält ein vorderes Sonnenrad (ein Zahnrad mit Außenverzahnung) 41, ein hinteres Sonnenrad (ein Zahnrad mit Außenverzahnung) 42, ein kurzes Planetenrad (ein Zahnrad mit Außenverzahnung) 43, ein langes Planetenrad (ein Zahnrad mit Außenverzahnung) 44, ein Hohlrad (ein Zahnrad mit Innenverzahnung) 45 und einen Träger 46 und dergleichen.
  • Das vordere Sonnenrad 41 steht mit dem kurzen Planetenrad 43 in Eingriff. Das kurze Planetenrad 43 steht mit dem langen Planetenrad 44 in Eingriff. Das lange Planetenrad 44 steht mit dem Hohlrad 45 und dem hinteren Sonnenrad 42 in Verbindung. Das Hohlrad 45 und die vorderen und hinteren Sonnenräder 41 und 42 sind konzentrisch angeordnet und voneinander beabstandet. Der Träger 46 stützt drehend die kurzen und langen Planetenräder 43 und 44 und kann synchron mit der Kreisbahnbewegung (Umdrehung) der kurzen und langen Planetenräder 43 und 44 gedreht werden.
  • Der Träger 46 ist mit der Leistungsübertragungswelle 13 und der Übertragungsantriebswelle 51 verbunden. Das hintere Sonnenrad 42 ist mit einem Rotor des zweiten Motorgenerators MG2 verbunden. Das vordere Sonnenrad 41 wird durch ein Getriebegehäuse 10 über eine erste Bremse B1 abgestützt. Das Hohlrad 45 wird durch das Übertragungsgehäuse 10 über eine zweite Bremse B2 abgestützt.
  • Darüber hinaus enthält der Hauptübertragungsmechanismus 4 die ersten und zweiten Bremsen B1 und B2 als Schaltelemente zum Schalten des Übersetzungsverhältnisses zwischen einem Niederbereich (Niederzahnradverhältnis bzw. low gear ratio) und einem Hochbereich (Hochzahnradverhältnis bzw. high gear ratio). Die Bremsen B1 und B2 sind z.B. jeweils ein hydraulisches Lamellen- oder bandförmiges Reibungseingriffselement, das eine Eingriffskraft mit Druck eines hydraulischen Fluids erzeugt. Die Bremsen B1 und B2 sind jeweils derart konfiguriert, dass die Drehmomentkapazität kontinuierlich variiert in Abhängigkeit eines Eingriffsdrucks, der durch einen hydraulischen Aktuator (nicht gezeigt) und dergleichen erzeugt wird.
  • Wenn die erste Bremse B1 deaktiviert oder freigegeben wird, wird das vordere Sonnenrad 41 von dem nicht drehenden Übertragungsgehäuse 10 gelöst, sodass das vordere Sonnenrad 41 relativ gedreht werden kann. Andererseits ist, wenn die erste Bremse B1 aktiviert oder in Eingriff steht, das vordere Sonnenrad 41 mit dem Übertragungsgehäuse 10 verbunden und integriert, sodass das vordere Sonnenrad 41 nicht gedreht werden kann. Wenn die zweite Bremse B2 deaktiviert oder freigegeben wird, wird das Hohlrad 45 von dem Übertragungsgehäuse 10 freigegeben, sodass sich das Hohlrad 45 relativ drehen kann. Andererseits wird, wenn die zweite Bremse B2 aktiviert wird oder in Eingriff steht, das Hohlrad 45 mit dem Übertragungsgehäuse 10 verbunden und damit integriert, sodass das Hohlrad 45 nicht gedreht werden kann.
  • Hierbei kann, wenn die erste Bremse B1 deaktiviert (freigegeben) wird und die zweite Bremse B2 aktiviert wird (in Eingriff steht), das Hohlrad 45 nicht gedreht werden, sodass der Träger 46 und die Leistungsübertragungswelle 13 bei einer Niederdrehzahl (Niederbereich) durch das Hohlrad 45 und das hintere Sonnenrad 42, das durch den zweiten Motorgenerator MG2 gedreht wird, gedreht werden. Wenn die zweite Bremse B2 deaktiviert ist (freigegeben) und die erste Bremse B1 aktiviert ist (in Eingriff steht), werden der Träger 46 und die Leistungsübertragungswelle 13 bei einer hohen Drehzahl (Hochbereich) durch das nicht drehende vordere Sonnenrad 41, das hintere Sonnenrad 42, das durch den zweiten Motorgenerator MG2 gedreht wird und dem nicht drehenden Hohlrad 45 gedreht. Es ist zu beachten, dass, wenn beide Bremsen B1 und B2 deaktiviert werden (freigegeben), der Träger 46 und die Leistungsübertragungswelle 13 in einem Leerlaufzustand oder in einem Neutralzustand (Neutralbereich) sind.
  • - Übertragung bzw. Transfer -
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt, enthält die Übertragung 5 die Übertragungsantriebswelle 51, eine hintere Abtriebswelle 52, eine vordere Abtriebswelle 53, den Unterübertragungsmechanismus 54, einen Bereichsveränderungsmechanismus 55, einen Modusveränderungsmechanismus 56 und dergleichen.
  • Die Übertragungsantriebswelle 51 ist drehend durch ein Übertragungsgehäuse 545 über ein Wälzkörperlager (nicht gezeigt) abgestützt. Die Übertragungsantriebswelle 51 empfängt eine Drehleistungsausgabe von dem Hauptübertragungsmechanismus 4.
  • Die hintere Abtriebswelle 52 ist an der gleichen Achse wie die Übertragungsantriebswelle 51 angeordnet. Die vordere Abtriebswelle 53 ist parallel zur hinteren Abtriebswelle 52 angeordnet. Leistungsübertragungselemente (57, 58 und 59) sind zwischen der hinteren Abtriebswelle 52 und der vordere Abtriebswelle 53 vorgesehen. Das bedeutet, dass ein Antriebszahnrad 57 an dem äußeren der hinteren Abtriebswelle 52 über ein geeignetes Wälzkörperlager (nicht gezeigt) montiert ist und ein Antriebszahnrad 58 ist integral am äußeren der vorderen Abtriebswelle 53 ausgebildet. Zudem ist ein endloses Element 59, wie eine Antriebskette und/oder ein Antriebsband, um das Antriebszahnrad 57 und das Antriebszahnrad 58 gewickelt und gehängt.
  • Die hintere Abtriebswelle 52 gibt die Drehleistung über die hintere Antriebswelle 6R, das hintere Differenzial 7R und der linken und rechten hinteren Antriebswellen zu den linken und rechten Hinterrädern 8R aus (auf Bezugszeichen wurde verzichtet). Die vordere Abtriebswelle 53 gibt die Drehleistung über die vordere Antriebswelle 6F, das vordere Differenzial 7F und der linken und rechten vorderen Antriebswellen zu den linken und rechten Vorderrädern 8F aus (auf Bezugszeichen wurde verzichtet).
  • - Unterübertragungsmechanismus -
  • Wie in den 2 bis 4 dargestellt, ist der Unterübertragungsmechanismus 54 als ein zweistufiger (Hoch und Nieder) Untersetzungsmechanismus konfiguriert, der einen Planetenradsatz vom Typ eines Singlezahnrads als Hauptkomponente enthält. Der Unterübertragungsmechanismus 54 enthält ein Hohlrad (ein Zahnrad mit Innenverzahnung) 541, ein Sonnenrad (ein Zahnrad mit Außenverzahnung) 542, eine Mehrzahl von Planetenrädern (Zahnrädern mit Außenverzahnung) 543, einen Träger 544 und dergleichen.
  • Das Hohlrad 541 ist an das Übertragungsgehäuse 545 fixiert, so dass das Hohlrad 541 nicht gedreht werden oder axial bewegt werden kann. Das Sonnenrad 542 ist innerhalb des Hohlrads 541 vorgesehen, um von dem Hohlrad 541 beabstandet zu sein und ist integral mit der Übertragungsantriebswelle 51 drehend verbunden. Die Planetenräder 543 sind in einem Ringraum zwischen dem Hohlrad 541 und dem Sonnenrad 542 vorgesehen, um mit dem Hohlrad 541 und dem Sonnenrad 542 in Eingriff zu stehen. Der Träger 544 stützt drehend die Planetenräder 543 ab und kann synchron mit der Kreisbahnbewegung (Umdrehung) der Planetenräder 543 gedreht werden.
  • - Modusveränderungsmechanismus -
  • Der Modusveränderungsmechanismus 56 richtet selektiv einen Vierradantriebsmodus (4WD) oder einen Zweiradantriebsmodus (2WD) in Reaktion auf einen Betrieb ein, der durch einen Fahrer z.B. unter Verwendung eines Antriebsmodusveränderungsschalters (nicht gezeigt), der in der Nähe des Fahrersitzes (nicht gezeigt) vorgesehen ist, durchgeführt wird.
  • Bei dem Vierradantriebsmodus (4WD) wird ein Leistungsübertragungspfad eingerichtet, durch welchen die Drehleistungseingabe zu der Übertragungsantriebswelle 51 sowohl von der hinteren als auch von der vorderen Abtriebswelle 52 und 53 ausgegeben wird.
  • Bei dem Zweiradantriebsmodus (2WD) wird ein Leistungsübertragungspfad eingerichtet, durch welchen die Drehleistungseingabe zu der Übertragungsantriebswelle 51 von lediglich der hinteren Abtriebswelle 52 ausgegeben wird.
  • Mit anderen Worten wird, wenn der Modusveränderungsmechanismus 56 dem Antriebszahnrad 57 ermöglicht, zusammen mit der hinteren Abtriebswelle 52 zusammen zu rotieren, der Vierradantriebsmodus (4WD) eingeschaltet, um den Leistungsübertragungspfad einzurichten, durch den die Drehleistung von der Übertragungsantriebswelle 51 zu der hinteren Abtriebswelle 52 über das Antriebszahnrad 57, das endlose Element 59 und dem Antriebszahnrad 58 zu der vorderen Abtriebswelle 53 übertragen wird.
  • Andererseits wird, wenn der Modusveränderungsmechanismus 56 dem Antriebszahnrad 57 ermöglicht relativ zu der hinteren Abtriebswelle 52 gedreht zu werden, der Zweiradantriebsmodus (2WD) eingeschalten, um den Leistungsübertragungspfad einzurichten, durch den die Drehleistung von der Übertragungsantriebswelle 51 zur hinteren Abtriebswelle 52 nicht zur vorderen Abtriebswelle 53 übertragen wird und die Drehleistung lediglich von der hinteren Abtriebswelle 52 ausgegeben wird.
  • - Bereichsveränderungsmechanismus -
  • Der Bereichsveränderungsmechanismus 55 richtet selektiv den Niederbereich (L) oder den Hochbereich (H) des Unterübertragungsmechanismus 54 in Reaktion auf einen Betrieb ein, der durch einen Fahrer z.B. unter Verwendung eines Drehzahlbereichsveränderungsschalters (nicht gezeigt), der in der Nähe eines Fahrersitzes (nicht gezeigt) vorgesehen ist, durchgeführt wird.
  • Bei dem Hochbereich (H) wird ein Leistungsübertragungspfad eingerichtet, durch den die Drehleistungseingabe zur Übertragungsantriebswelle 51 vom Sonnenrad 542 des Unterübertragungsmechanismus 54 zu der hinteren Abtriebswelle 52 übertragen wird, d.h. die Übertragungsantriebswelle 51 ist mit der hinteren Abtriebswelle 52 verbunden.
  • Bei dem Niederbereich (L) wird ein Leistungsübertragungspfad eingerichtet, durch den die Drehleistungseingabe zu der Übertragungsantriebswelle 51 von dem Träger 544 des Unterübertragungsmechanismus 54 zu der hinteren Abtriebswelle 52 übertragen wird, d.h. die Kreisgeschwindigkeit (Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. Umdrehungsdrehzahl) des Trägers 544 wird an die hintere Abtriebswelle 52 ausgegeben. Ein Drehzahluntersetzungsverhältnis in dem Niederbereich ist basierend auf Durchmessern, Übersetzungsverhältnissen und dergleichen der Teile des Unterübertragungsmechanismus 54 geeignet bestimmt.
  • Der Neutralbereich (N) ist weder der Niederbereich noch der Hochbereich, d.h. ein Neutralbereich, in dem die Drehleistungseingabe zur Übertragungseingangswelle 51 nicht zur hinteren Abtriebswelle 52 übertragen wird.
  • Wie in den 2 bis 4 dargestellt, enthält der Bereichsveränderungsmechanismus 55 ein Niederzahnradteil 551, ein Hochzahnradteil 552, eine Kupplungshülse 553, eine Schaltgabel 554 und dergleichen. Der Betrieb des Bereichsveränderungsmechanismus 55 wird durch den Übertragungsverschiebungsaktuator bzw. Übertragungsschaltaktuator 60 und eines 4WD-Steuercomputers 300 gesteuert.
  • Das Niederzahnradteil 551 ist integral mit dem Träger 544 des Unterübertragungsmechanismus 54 drehend verbunden. Das Niederzahnradteil 551 ist ein Zahnrad mit Innenverzahnung. Insbesondere ist eine Mehrzahl von Innenverzahnung 551a in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen an der inneren Umfangsoberfläche des Niederzahnradteils 551 bei einem Endabschnitt flussabwärts in Richtung, in der die Drehleistung zugeführt bzw. eingegeben wird, angeordnet.
  • Das Hochzahnradteil 552 ist integral in einer vorstehenden Weise an einer Seitenoberfläche des Sonnenrads 542 des Unterübertragungsmechanismus 54 ausgebildet. Das Hochzahnradteil 552 ist ein Zahnrad mit Außenverzahnung. Insbesondere ist eine Mehrzahl von Außenverzahnung 552a in Umfangsrichtung bei regelmäßigen Abständen an der äußeren Umfangsoberfläche des Hochzahnradteils 552 in einer Region nahe dem Sonnenrad 542 angeordnet.
  • Die Kupplungshülse 553 ist integral drehend und axial bewegbar an dem äußeren der hinteren Abtriebswelle 52 über eine Nabenhülse 558 montiert. An der inneren Umfangsoberfläche der Kupplungshülse 553 sind innere Zahnringe 553c vorgesehen, um mit äußeren Zahnringen 558 der Nabenhülse 558 in Eingriff zu stehen.
  • Eine Mehrzahl von Außenverzahnungen 553a ist in Umfangsrichtung bei regelmäßigen Abständen an der äußeren Umfangsoberfläche der Kupplungshülse 553 bei einem Endabschnitt flussauf in Richtung, in der die Drehleistung zugeführt bzw. eingegeben wird, angeordnet und steht mit der Innenverzahnung 551a des Niederzahnradteils 551 in Eingriff. Eine Mehrzahl von Innenverzahnungen 553b ist in Umfangsrichtung bei regelmäßigen Abständen auf der inneren Umfangsoberfläche der Kupplungshülse 553 bei einem Endabschnitt flussaufwärts in Richtung, in der die Drehleistung eingegeben wird, angeordnet und steht mit der Außenverzahnung 552a des Hochzahnradteils 552 in Eingriff.
  • Die Verzahnungen 551a, 552a, 553a und 553b werden auch Zahnringe genannt. Die Zahnradteile 551 und 552 werden auch Zahnringteile genannt.
  • Das Niederzahnradteil 551 weist eine zylindrische Form auf. Das Hochzahnradteil 552 ist innerhalb des Zylinders vorgesehen ohne sich miteinander zu berühren. Die Innenverzahnung 551a des Niederzahnradteils 551 ist von der Außenverzahnung 552a des Hochzahnradteils 552 in Axialrichtung beabstandet. Die Außenverzahnung und Innenverzahnung 553a und 553b der Kupplungshülse 553 sind in einem Raum in Axialrichtung zwischen der Innenverzahnung 551a des Niederzahnradteils 551 und der Außenverzahnung 552a des Hochzahnradteils 552 vorgesehen. Bei dem Neutralbereich steht die Außenverzahnung und die Innenverzahnung 553a und 553b der Kupplungshülse 553 weder mit der Innenverzahnung 551a des Niederzahnradteils 551 noch mit der Außenverzahnung 552a des Hochzahnradteils 552 in Eingriff.
  • Die Innenverzahnung 551a des Niederzahnradteils 551, die Außenverzahnung 552a des Hochzahnradteils 552 und die Außenverzahnung und Innenverzahnung 553a und 553b der Kupplungshülse 553 weisen alle z.B. eine doppelte Fase oder eine einzelne Fase (nicht gezeigt) bei deren entsprechenden Spitzen bzw. Enden in Eingriffsrichtung auf. Beispielsweise bedeutet die Doppelfase eine Oberfläche, die durch Abschrägen einer Zahnspitze in eine Spitzenform, wie z.B. eines gleichschenkligen Dreiecks in Draufsicht, hergestellt wird. Die einzelne Fase bedeutet eine Oberfläche, die durch Anschrägen einer Zahnspitze in eine Form, wie z.B. in ein rechtwinkliges Dreieck in Draufsicht, hergestellt wird.
  • Die Schaltgabel 554 wird zum Bewegen der Kupplungshülse 553 in Axialrichtung parallel zur hinteren Abtriebswelle 52 verwendet.
  • Der Übertragungsschaltaktuator 60 steuert die Schaltgabel 554 an. Wie in 7 gezeigt, enthält der Übertragungsschaltaktuator 60 eine Schaltgabelwelle 61, einen Schaltmotor 62, einen Leistungsübertragungsmechanismus 63 und dergleichen (nicht ausführlich gezeigt).
  • Die Schaltgabelwelle 61 ist vorgesehen, um die Schaltgabel 554 parallel zu einer Mittelachsenlinie der Kupplungshülse 553 zu bewegen. Der Schaltmotor 62 erzeugt eine Drehleistung. Der Leistungsübertragungsmechanismus 63 überträgt die durch den Schaltmotor 62 erzeugte Drehleistung und überträgt die resultierende Drehleistung zu der Schaltgabelwelle 61, wodurch die Schaltgabelwelle 61 in Axialrichtung gleitet. Der Leistungsübertragungsmechanismus 63 enthält eine Kombination einer Mehrzahl von Zahnrädern 631, 632 und 633. Die Schaltgabelwelle 61 weist eine Stirnverzahnung bzw. Zahnschiene auf, die mit dem Endzahnrad 633 in Eingriff steht. Das Endzahnrad 633 und die Stirnverzahnung wandeln die Drehleistung in eine lineare Leistungskraft um.
  • Der Übertragungsschaltaktuator 60 enthält einen Begrenzungsschalter 64, um zu bestätigen, dass der Unterübertragungsmechanismus 54 den Bereich verändert hat.
  • Der Begrenzungsschalter 64 gibt ein Signal aus, das einen der nachfolgenden Zustände identifiziert: ein Drehwinkel einer Abtriebswelle 65 des Schaltmotors 62 hat einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse 553 vollständig mit dem Niederzahnradteil 551 [Niederbereich (L)] in Eingriff steht; ein Drehwinkel hat einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse 553 vollständig mit dem Hochzahnradteil 552 [Hochbereich (H)] in Eingriff steht; ein Drehwinkel hat einen Zwischenwinkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse 553 weder mit dem Niederzahnradteil 551 noch mit dem Hochzahnradteil 552 in Eingriff steht [Neutralbereich (N)]; ein Drehwinkel hat eine Winkel erreicht, der bei einer Region zwischen dem Neutralbereich (N) und dem Niederbereich (L) positioniert ist; und ein Drehwinkel hat einen Winkel erreicht, der bei einer Region zwischen dem Neutralbereich (N) und dem Hochbereich (H) positioniert ist.
  • Insbesondere enthält, wie die 7 bis 9 darstellen, der Begrenzungsschalter eine gemeinsame Leitung 641, drei Signalleitungen 642 bis 644 und eine Kontaktfeder 645, die drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 vorsehen.
  • Die gemeinsame Leitung 641 und die drei Signalleitungen 642 bis 644, die aus einem auf einer Oberfläche einer Leitplatte 664 ausgebildeten leitenden Film bestehen, sind an einem Gehäuse 66 und dergleichen des Übertragungsschaltaktuators 60 fixiert. Die Kontaktfeder 645, die aus einem leitenden Material besteht, ist mit einer Seite des zweiten Zahnrads des Leistungsübertragungsmechanismus 63 fixiert. Die Kontaktfeder 645 wird zusammen mit dem zweiten Zahnrad 632 gedreht, so dass die gemeinsame Leitung 641 und die ersten und dritten Signalleitungen 642 bis 644 selektiv gemäß dem Drehwinkel des zweiten Zahnrads 632 leitend ausgestaltet sind. Es ist zu beachten, dass in 7 die Leiterplatte 646 nicht gezeigt ist und es werden lediglich die Leitungen 641 bis 644 zum einfachen Verständnis eine relative Positionsbeziehung zwischen den Leitungen 641 bis 644 und die Kontaktfeder 665 gezeigt.
  • Die gemeinsame Leitung 641, die Signalleitung 642 und die Kontaktfeder 645 bilden den ersten Kontaktpunkt HL1. Die gemeinsame Leitung 641, die zweite Signalleitung 643 und die Kontaktfeder 645 bilden den zweiten Kontaktpunkt HL2. Die gemeinsame Leitung 641, die dritte Signalleitung 644 und die Kontaktfeder 645 bilden den dritten Kontaktpunkt HL3.
  • Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die erste Signalleitung 642 durch die Kontaktfeder 645 leitend gemacht werden, wird der erste Kontaktpunkt HL1 „ON bzw. AN“ geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die erste Signalleitung 642 nicht leitend gemacht werden, wird der erste Kontaktpunkt HL1 „OFF bzw. AUS“ geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die zweite Signalleitung 643 durch die Kontaktfeder 645 leitend gemacht werden, wird der zweite Kontaktpunkt HL2 „ON“ geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die zweite Signalleitung 643 nicht leitend gemacht wird, wird der zweite Kontaktpunkt HL2 „OFF“ geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die dritte Signalleitung 644 durch die Kontaktfeder 645 leitend gemacht wird, wird der dritte Kontaktpunkt HL3 „ON“ geschaltet, wenn die gemeinsame Leitung 641 und die dritte Signalleitung 644 nicht leitend gemacht wird, wird der dritte Kontaktpunkt HL3 „OFF“ geschaltet.
  • Als Nächstes wird eine Beziehung zwischen den Kombinationen von „ON“ und „OFF“ der drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 der Begrenzungsschaltung 64 und die eingerichteten Bereiche des Unterübertragungsmechanismus mit Bezug auf eine in 10 gezeigte Tabelle beschrieben.
    1. (1) Falls der erste Kontaktpunkt HL1 „OFF“ ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 „ON“ ist und der dritte Kontaktpunkt HL3 „OFF“ ist (die Spitzen der Vorsprünge der Kontaktfeder 645 sind in einem Bereich positioniert, bei dem der Niederbereich in 7 eingerichtet ist), bestimmt der 4WD-Steuercomputer 300, dass der aktuelle Bereich der „Niederbereich (L)“ ist.
    2. (2) Falls der erste Kontaktpunkt HL1 „ON“ ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 „OFF“ ist und der dritte Kontaktpunkt HL3 „OFF“ ist (die Spitzen der Vorsprünge der Kontaktfeder 645 sind in einem Bereich positioniert, bei dem der Hochbereich in 7 eingerichtet ist), bestimmt der 4WD-Steuercomputer 300, dass der aktuelle Bereich der „Hochbereich (H)“ ist.
    3. (3) Falls der erste Kontaktpunkt HL1 „OFF“ ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 „OFF“ ist und der dritte Kontaktpunkt HL3 „ON“ ist (die Spitzen der Vorsprünge der Kontaktfeder 645 sind in einem Bereich positioniert, bei dem der Neutralbereich in 7 eingerichtet ist), bestimmt der 4WD-Steuercomputer 300, dass der aktuelle Bereich der „Neutralbereich (N)“ ist.
    4. (4) Falls der erste Kontaktpunkt HL1 „OFF“ ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 „ON“ ist und der dritte Kontaktpunkt HL3 „ON“ ist, bestimmt der 4WD-Steuercomputer 300, dass der aktuelle Bereich in einem „Bereich zwischen dem Neutralbereich (N) und dem Niederbereich (L)“ ist.
    5. (5) Falls der erste Kontaktpunkt HL1 „ON“ ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 „OFF“ ist und der dritte Kontaktpunkt HL3 „ON“ ist, bestimmt der 4WD-Steuercomputer 300, dass der aktuelle Bereich in einer „Region zwischen dem Neutralbereich (N) und dem Hochbereich (H)“ ist.
  • Die Kombinationen von „ON“ und „OFF“ der drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 sind Niederbereich-Einrichtungsinformationen und Hochbereich-Einrichtungsinformationen, die in den beigefügten Ansprüchen beschrieben werden. Der Begrenzungsschalter 64 entspricht einem Niederbereich-Erfassungselement und einem Hochbereich-Erfassungselement, wie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.
  • - Steuersystem -
  • Der Maschinensteuercomputer 100, der Leistungsmanagementsteuercomputer 200 und der 4WD-Steuercomputer 300 weisen entsprechend bekannte Konfigurationen auf, die eine CPU (zentrale Recheneinheit), einen ROM (Programmspeicher), einen RAM (Datenspeicher), einen Backup-RAM (nicht-flüchtiger Speicher) und dergleichen enthalten, allerdings sind sie nicht gezeigt.
  • Der ROM speichert z.B. verschiedene Steuerprogramme und Kennfelder, auf die verwiesen wird, wenn die Steuerprogramme ausgeführt werden. Die CPU führt eine Berechnungsverarbeitung basierend auf den Steuerprogrammen und den in dem ROM gespeicherten Kennfeldern aus. Der RAM ist ein Speicher, der temporär speichert, wie z.B. Ergebnisse von Berechnungen durch die CPU und Dateneingaben von Sensoren. Der Backup-RAM ist ein nicht-flüchtiger Speicher, der Daten und dergleichen speichert, die gesichert werden soll, wenn die Maschine 1 gestoppt wird.
  • Der 4WD-Steuercomputer 300 ist konfiguriert, um die nachfolgenden Steuerungen auszuführen: Bereichsveränderungssteuerung betreffend eine Veränderung des Drehzahlbereichs zwischen dem Hochbereich (H) und dem Niederbereich (L) des Unterübertragungsmechanismus 54 in Reaktion zum Eingang eines Bereichsveränderungssignals entsprechend einer Fahrerbedienung des Drehzahlbereichsveränderungsschalters (nicht gezeigt); eine Modusveränderungssteuerung betreffend eine Veränderung des Antriebsmodus zwischen dem Zweiradantriebsmodus (2WD) und dem Vierradantriebsmodus (4WD) in Reaktion auf einen Eingang eines Modusveränderungssignals entsprechend einer Fahrerbetätigung des Fahrermodusveränderungsschalters (nicht gezeigt); und dergleichen.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb des Bereichsveränderungsmechanismus 55 beschrieben. Die Veränderung des Drehzahlbereichs kann z.B. durchgeführt werden, wenn der Antriebsmodus auf den Vierradantriebsmodus (4WD) eingestellt wird.
  • Hierbei steuert, falls der Drehzahlbereichsveränderungsschalter (nicht gezeigt) den Niederbereich (L) auswählt, der 4WD-Steuercomputer 300 den Übertragungsschaltaktuator 60 an, sodass die Schaltgabel 554 in eine durch einen Pfeil X in 4 (zur rechten des Zeichenblatts) angezeigte Richtung bewegt wird, wodurch die Kupplungshülse 553 in die gleiche Richtung gleitet. Dadurch steht, wie in den 5 und 11 dargestellt, die Außenverzahnung der Kupplungshülse 553 mit der Innenverzahnung 551a des Niederzahnradteils 551 in Eingriff.
  • Dadurch wird ein Niederbereich-Leistungsübertragungspfad eingerichtet, durch den die Drehleistungseingabe zur Übertragungsantriebswelle 51 übertragen wird, in der nachfolgenden Reihenfolge: dem Träger 544 des Unterübertragungsmechanismus 54; der Kupplungshülse 553, der Nabenhülse 558; der hinteren Abtriebswelle 52 und der vorderen Abtriebswelle 53. Somit ist der Niederbereich (L) eingerichtet.
  • Andererseits steuert, falls der Drehzahlbereichsveränderungsschalter (nicht gezeigt) den Hochbereich (H) auswählt, der 4WD-Steuercomputer 300 den Übertragungsschaltaktuator 60 an, sodass die Schaltgabel 554 in eine durch einen Pfeil Y in 4 (zur linken des Zeichenblatts) angezeigten Richtung bewegt wird, wodurch die Kupplungshülse 553 in die gleiche Richtung gleitet. Dadurch steht, wie in 6 und 12 dargestellt, die Innenverzahnung 553b der Kupplungshülse 553 mit der Außenverzahnung 552a des Hochzahnradteils 552 in Eingriff.
  • Dadurch wird ein Hochbereich-Leistungsübertragungspfad eingerichtet, durch den die Drehleistungseingabe zu der Übertragungsantriebswelle 51 übertragen wird, in der nachfolgenden Reihenfolge: dem Sonnenrad 542 des Unterübertragungsmechanismus 54; der Kupplungshülse 553; der Nabenhülse 558; der hinteren Abtriebswelle 52 und der vorderen Abtriebswelle 53. Somit wird ein Hochbereich (H) eingerichtet.
  • Wie in 13 gezeigt, kann, falls die Kupplungshülse 553 bei der Neutralposition ist, bei der die Kupplungshülse 553 weder mit dem Niederzahnradteil 551 noch mit dem Hochzahnradteil 552 in Eingriff steht, die Drehleistungseingabe zur Übertragungsantriebswelle 51 nicht zur hinteren Abtriebswelle 52 übertragen werden. Der vorstehende Zustand ist der Neutralbereich (N).
  • Als Nächstes werden Abschnitte, in denen die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, ausführlich mit Bezug auf die 14 bis 16 erläutert.
  • In Reaktion einer Bereichsveränderungsanfrage während der Fahrt des Fahrzeugs mit dem Niederbereich (L) oder dem Hochbereich (H) des Unterübertragungsmechanismus 54 der Übertragung 5 ist die vorliegende Erfindung derart konfiguriert, dass die Bereichsveränderung leichtgängig und schnell ohne Verwendung eines Synchroneingriffsmechanismus abgeschlossen werden kann.
  • Das bedeutet, dass bei dieser Ausführungsform, wenn die Bereichsveränderung in dem vorstehend beschriebenen Zustand ausgeführt wird, der 4WD-Steuercomputer 300 eine dominante Rolle beim Ausführen folgender Arten von Verarbeitungen hat: Freigabeverarbeitung, um die Kupplungshülse 553 von dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 freizugeben, um den Neutralbereich (N) einzurichten; eine Drehsynchronisationsverarbeitung, um den Unterschied der Drehzahl zwischen dem Sollbereich-Zahnradteils 551 oder 552 und der Kupplungshülse 553 in dem Neutralbereich (N) zu beseitigen oder den Unterschied der Drehzahl zwischen den Sollbereich-Zahnradteil 551 oder 552 und der Kupplungshülse 553 im Neutralbereich (N) gleich oder kleiner als der Unterschied zu machen, in dem die Kupplungshülse 553 mit dem Sollbereich-Zahnradteil 551 oder 552 durch eine vorwärtstreibende Kraft in Eingriff gelangen kann, die die Kupplungshülse 553 verschiebt, und eine Verbindungsverarbeitung, um die Kupplungshülse 553 in eine Sollrichtung durch Betätigen des Übertragungsschaltaktuators 60 zu verschieben, sodass die Kupplungshülse 553 mit dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 verbunden ist.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Freigabeverarbeitung wird die Drehmomentübertragung temporär bei dem Eingriffsabschnitt der Kupplungshülse 553 mit dem aktuellen verbunden Zahnradteil 551 oder 552 gestoppt und dadurch wird die Eingriffskraft des Eingriffsabschnitts temporär verringert. Somit kann die Kupplungshülse 553 auf einfache Weise von dem aktuell verbunden Zahnradteil 551 oder 552 mit geringer Reibung gelöst werden. Bei diesem Zustand wird die Kupplungshülse 553 zur Neutralbereichs (N)-Seite verschoben. Auf diese Weise wird die Kupplungshülse 553 leichtgängig von dem aktuell verbunden Zahnradteil 551 oder 552 gelöst.
  • Hierbei werden spezifische Beispiele für temporäres Reduzieren der Eingriffskraft angegeben.
  • (Maschinenfahrmodus) Bei einem Zustand, bei dem die Maschine 1 die Antriebsräder 8F und 8R einzeln dreht, wird der erste Motorgenerator MG1 temporär deaktiviert und die erste Bremse B1 oder die zweite Bremse B2, die aktuell in dem Hauptübertragungsmechanismus 4 aktiviert ist (in Eingriff steht), wird temporär deaktiviert (freigegeben) oder ist in einem Gleitzustand.
  • Auf diese Weise werden entsprechende Zahnräder des Leistungsteilers 3 in einem Verlaufszustand (gebracht) und dadurch wird die Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle 11 der Maschine 1 zur Leistungsübertragungswelle 13 abgeschaltet. Zudem werden entsprechende Zahnräder des Hauptübertragungsmechanismus 4 bei einem Leerlaufdrehzustand gebracht. Somit gelangt die Leistungsübertragungswelle 13, der Träger 46 des zweiten Motorgenerators MG2 und die Übertragungsantriebswelle 51 in einen Leerlaufzustand.
  • Dadurch wird, wenn bei dem vorherigen Zustand das Fahrzeug in einem Fahrzustand war, in dem ein Drehmoment von der Maschine 1 zu den Antriebsräder 8F und 8R übertragen wurde, anschließend die Drehmomentübertragung von dem aktuell verbundenen Zahnradteil 551 oder 552 zur Kupplungshülse 553 ausgeschlossen. Andererseits wird, wenn bei dem vorherigen Zustand das Fahrzeug in einem Antriebszustand war, in dem ein Trägheitsdrehmoment von den Antriebsrädern 8F und 8R zu der Antriebsquelle (wie z.B. die Maschine 1 und der erste Motorgenerator MG1) übertragen wurde, anschließend das Schleppmoment der mit dem Zahnradteil 551 oder 552 verbundenen Antriebsquelle verringert, wodurch sich die Eingriffskraft der Kupplungshülse 553 und das aktuell in Eingriff stehende Zahnradteil 551 oder 552 verringert. Aus diesem Grund wird, wenn entweder das Fahrzeug in dem Fahrzustand oder in dem anzutreibenden Zustand ist, die Eingriffskraft des Eingriffsabschnitts der Kupplungshülse 553 mit dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 verringert.
  • (EV Fahrmodus)
  • Bei einem Zustand, bei dem der zweite Motorgenerator MG2 die Antriebsräder 8F und 8R einzeln dreht, wird die erste Bremse B1 oder die zweite Bremse B2, die aktuell in den Hauptübertragungsmechanismus 4 aktiviert ist (in Eingriff steht), deaktiviert (freigegeben) oder ist in einem Gleitzustand.
  • Auf diese Weise gelangen entsprechende Zahnräder des Hauptübertragungsmechanismus 4 in einen Leerlaufzustand und dadurch gelangen die Leistungsübertragungswelle 13, der Träger 46 des zweiten Motorgenerators MG2 und die Übertragungsantriebswelle 51 in einen Leerlaufzustand. Bei dem vorstehenden Zustand wird, da die Maschine 1 und der erste Motorgenerator MG1 deaktiviert werden, die Leistungsübertragung von der Kurbelwelle 11 der Maschine 1 zu der Leistungsübertragungswelle 13 und zu dem Träger 46 des Hauptübertragungsmechanismus 4 abgeschaltet.
  • Dadurch wird, wenn bei dem vorherigen Zustand das Fahrzeug in einem Fahrzustand war, in dem ein Drehmoment von dem zweiten Motorgenerator MG2 zu den Antriebsrädern 8F und 8R übertragen wurde, anschließend die Drehmomentübertragung von dem aktuellen verbundenen Zahnradteil 551 oder 552 zu der Kupplungshülse 553 abgeschaltet. Andererseits wird, wenn bei dem vorherigen Zustand das Fahrzeug in einem Antriebszustand war, in dem ein Trägheitsdrehmoment von den Antriebsrädern 8F und 8R zu der Leistungsquelle (wie z.B. der Maschine 1 und dem ersten Motorgenerator MG1) übertragen wurde, anschließend ein Schleppmoment der Antriebsquelle, die mit dem Zahnradteil 551 oder 552 verbunden ist, reduziert und dadurch wird die Eingriffskraft zwischen der Kupplungshülse 553 und dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 verringert. Aus diesem Grund wird, wenn entweder das Fahrzeug im Fahrzustand oder in dem angetriebenen Zustand ist, die Eingriffskraft des Eingriffsabschnitts der Kupplungshülse 553 mit dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 reduziert.
  • (Hybridfahrmodus) Bei einem Zustand, bei dem beide die Maschine 1 und der zweite Motorgenerator MG2, die Antriebsräder 8F und 8R drehen, ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen Maschinenfahrzustand, wird der erste Motorgenerator MG1 temporär deaktiviert und die erste Bremse B1 oder die zweite Bremse B2, die in dem Hauptübertragungsmechanismus 4 aktiviert ist (in Eingriff steht), wird deaktiviert (freigegeben) oder in einen Gleitzustand versetzt.
  • Auf diese Weise gelangen entsprechende Zahnräder des Leistungsteilers 3 in einen Leerlaufzustand und dadurch wird die Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle 11 der Maschine 1 zu der Leistungsübertragungswelle 13 abgeschaltet. Zudem gelangen entsprechende Zahnräder des Hauptübertragungsmechanismus 4 in einen Leerlaufdrehzustand. Somit gelangen die Leistungsübertragungswelle 13, der Träger 46 des zweiten Motorgenerators MG2 und die Übertragungsantriebswelle 51 in einem Leerlaufzustand.
  • Dadurch wird, wenn bei dem vorherigen Zustand das Fahrzeug in einem Fahrzustand war, in dem das Drehmoment von der Maschine 1 zu den Antriebsrädern 8F und 8R übertragen wurde, anschließend die Drehmomentübertragung von dem aktuellen verbunden Zahnradteil 551 oder 552 zu der Kupplungshülse 553 ausgeschlossen. Andererseits wird, wenn bei dem vorherigen Zustand das Fahrzeug in einem angetriebenen Zustand war, in dem ein Trägheitsmoment von den Antriebsrädern 8F und 8R zu der Antriebsquelle übertragen wurde (wie z.B. die Maschine 1 und der erste Motorgenerator MG1), anschließend das Schleppmoment der mit dem Zahnradteil 551 oder 552 verbundene Antriebsquelle verringert wird und dadurch wird die Eingriffskraft zwischen der Kupplungshülse 553 und dem aktuellen in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 verringert. Aus diesem Grund wird, wenn entweder das Fahrzeug in dem Fahrzustand oder in dem angetriebenen Zustand ist, die Eingriffskraft des Eingriffsabschnitts der Kupplungshülse 553 mit dem aktuell in Eingriff stehenden Teil 551 oder 552 reduziert.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Drehsynchronisationsverarbeitung wird, wenn der Bereich von dem Hochbereich (H) zu dem Niederbereich (L), wie durch eine durchgezogene Linie zu einer gestrichelten Linie in 15 angezeigt, verändert wird, die Drehzahl des ersten Motorgenerators verringert und dadurch die Abtriebsdrehzahl der Hybridübertragung 2, d.h. die Antriebsdrehzahl der Übertragung 5 (die Drehzahl der Übertragungsantriebswelle 51 und des Sollverbindung-Hochzahnradteils 552) wird erhöht, sodass der Unterschied der Drehzahl zwischen dem Sollverbindung-Niederdrehzahlteil 551 und der Kupplungshülse 553 im Neutralbereich (N) auf Null oder gleich oder kleiner eines vorbestimmten Werts eingestellt wird. Andererseits wird, wenn der Bereich von dem Niederbereich (L) zu dem Hochbereich (H), wie durch eine durchgezogene Linie zu einer gestrichelten Linie in 15 gezeigt, verändert wird, die Drehzahl des ersten Motorgenerators erhöht und dadurch die Abtriebsdrehzahl der Hybridübertragung 2, d.h. die Antriebsdrehzahl der Übertragung 5 (die Drehzahl der Übertragungseingangswelle 51 und des Sollverbindung-Niederzahnradteils 551) verringert, sodass der Unterschied der Drehzahl zwischen dem Sollverbindung-Hochzahnradteil 552 und der Kupplungshülse 553 in dem Neutralbereich (N) Null oder gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert eingestellt wird.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Drehsynchronisationsverarbeitung verschieben, wenn der Unterschied der Drehzahl zwischen dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 und der Kupplungshülse 553 nicht auf Null eingestellt wird, sondern gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert, selbst wenn entsprechende Drehzahlphasen der Kupplungshülse 553 und das Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 identisch während der späteren Verbindungsverarbeitung werden, sie sich unmittelbar, womit deren Verzahnung nicht miteinander kollidieren.
  • Die 14 und 15 zeigen Nomogramme bezüglich der Fahrzeugantriebsvorrichtung. Wie in diesen Nomogrammen gezeigt, wird, wenn das Reaktionsdrehmoment durch den ersten Motorgenerator MG1 zu dem Sonnenrad 31 des Leistungsteilers 3 zugeführt bzw. eingegeben wird, relativ zu dem Drehmoment des Trägers 34 des Leistungsteilers 3 von der Maschine 1, ein Drehmoment nach Hinzufügen/Abziehen der vorstehenden Arten von Drehmoment in dem Hohlrad 32 (Abtriebselement) des Leistungsteilers 3 erzeugt. Anschließend kann z.B., wenn die Drehzahl (Abtriebsdrehzahl) des Hohlrads 32 fixiert ist, die Drehzahl der Maschine 1 kontinuierlich durch Verändern der Drehzahl des ersten Motorgenerators MG1 verändert werden. Das bedeutet, dass die Drehzahl der Maschine 1 durch Steuern des ersten Motorgenerators MG1 gesteuert werden kann.
  • Wie durch entsprechende Punktstrichlinien in den Nomogrammen angezeigt, wird, wenn das Fahrzeug fährt während die Maschine 1 gestoppt wird, der erste Motorgenerator MG1 entgegengesetzt gedreht. Somit kann, falls der erste Motorgenerator MG1 veranlasst wird als ein elektrischer Motor zu agieren, um Drehmoment in positive Drehrichtung auszugeben, die Maschine 1 durch Ankurbeln über den Träger 34 gestartet werden. In diesem Fall wird an der Leistungsübertragungswelle 13 und der Übertragungsantriebswelle 51, die mit dem Träger 34 verbunden sind, Drehmoment in eine Richtung angewandt, um die Drehung zu stoppen. Dadurch kann das Drehmoment, um das Fahrzeug anzutreiben, durch Steuern des Abtriebsdrehmoments des zweiten Motorgenerators MG2 beibehalten werden und gleichzeitig kann die Maschine 1 leichtgängig gestartet werden.
  • Insbesondere wird ein Betrieb während des Veränderns des Bereichs in dieser Ausführungsform mit Bezug auf das in 16 dargestellte Flussdiagramm beschrieben werden. Das Flussdiagramm von 16 zeigt Arten von Verarbeitungen, in denen der 4WD-Steuercomputer 300 eine dominante Rolle spielt.
  • Die Abarbeitung des Flussdiagramms wird gestartet, wenn der 4WD-Steuercomputer 300 die Bereichsveränderungsanfrage empfängt. Die Bereichsveränderungsanfrage wird z.B. durch einen Fahrer ausgeführt, der den Niederbereich (L) oder den Hochbereich (H) unter Verwendung des Drehzahlbereichsveränderungsschalters (nicht gezeigt) auswählt.
  • In Schritt S1 wird bestimmt, ob das Fahrzeug während der Fahrt ist. Eine Bestimmung wird durch Bestimmen ausgeführt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit die entsprechend der Ausgabe von einem Drehzahlsensor 301 berechnet wird, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Der Schwellenwert wird auf einen Wert innerhalb eines Bereichs mit einem minimalen Wert von Null und einem maximalen Wert einer Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt, die unmittelbar gestoppt werden kann (z.B. 5 km/h).
  • Hierbei ist, wenn das Fahrzeug nicht fährt, d.h. während eines Stopps des Fahrzeugs, das Bestimmungsergebnis in Schritt S1 negativ und Schritt S2 und S6 werden übersprungen, um die Verarbeitung in den Schritten S7 und S8, wie nachstehend erläutert, auszuführen. Somit wird die Kupplungshülse 553 durch den Übertragungsschalteraktuator 60 verschoben, um mit dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 verbunden zu sein und das Flussdiagramm wird beendet.
  • Während des Stopps des Fahrzeugs kann, da das Drehmoment bei dem Eingriffsabschnitt der Kupplungshülse 553 mit dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 übertragen wird, der Eingriffsabschnitt relativ einfach gelöst werden oder die Kupplungshülse 553 kann auch relativ einfach mit dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 und 552 in Eingriff gelangen.
  • Andererseits ist während einer Fahrt des Fahrzeuges ein Bestimmungsergebnis positiv und die Verarbeitung in S2 und S3 wird ausgeführt. Somit wird der aktuell eingerichtete Niederbereich (L) oder Hochbereich (H) auf den Neutralbereich (N) eingestellt.
  • Insbesondere wird in Schritt S2 die Drehmomentübertragung temporär bei dem Eingriffsabschnitt der Kupplungshülse 553 mit dem aktuell verbunden Zahnradteil 551 oder 552 gestoppt, anschließend wird der Übertragungsschalteraktuator 60 betätigt, um die Kupplungshülse 553 in eine Richtung zu bewegen, um von dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 gelöst zu werden, d.h. die in Neutralbereich(N)-Seite. Es ist zu beachten, dass die temporäre Stoppverarbeitung der Drehmomentübertragung in Schritt S2, wie vorstehend erläutert, gemäß den entsprechenden Fahrmodi ausgeführt wird (d.h. der Maschinenfahrmodus, der EV Fahrmodus und der Hybridfahrmodus). Bei einem Ausführen der temporären Stoppverarbeitung der Drehmomentübertragung sendet der 4WD-Steuercomputer 300 zu dem Leistungsmanagementsteuercomputer 200 eine Steueranweisung zum Steuern des ersten Motorgenerators MG1, um die Operation des ersten Motorgenerators MG1 zu steuern.
  • Bei dem nachfolgenden Schritt S3 wird bestimmt, ob die Kupplungshülse 553 den Neutralbereich (N) erreicht. Die Bestimmung wird hierbei, wie vorstehend erläutert, basierend auf einer Bestimmungslogik (siehe 10) durch Kombinationen von „ON“ und „OFF“ der drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 des Begrenzungsschalters 64 ausgeführt. Anschließend werden, wenn die Kupplungshülse 553 den Neutralbereich (N) erreicht, ein Bestimmungsergebnis in Schritt S3 positiv, um den nachfolgenden Schritt S4 fortzufahren.
  • Bei Schritt S4 wird eine gesteuerte Variable (Soll-Drehzahl) des ersten Motorgenerators MG1 berechnet. Eine solche gesteuerte Variable ist notwendig, sodass der Unterschied zwischen der Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteils 551 oder 552 (Antriebsdrehzahl des Unterübertragungsmechanismus 54) und der Drehzahl der Kupplungshülse 553 (Abtriebsdrehzahl des Unterübertragungsmechanismus 54) in dem Neutralbereich (N) auf Null oder gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert eingestellt wird.
  • Insbesondere wird der Unterschied der Drehzahl zwischen dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 und der Kupplungshülse 553 berechnet. Anschließend wird eine Soll-Antriebsdrehzahl der Übertragungsantriebsdrehzahl bestimmt werden, die notwendig ist, sodass das Berechnungsergebnis Null ist oder gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert. Basierend auf der Soll-Antriebsdrehzahl wird eine Soll-Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteils 551 oder 552 berechnet. Anschließend wird die gesteuerte Variable (Soll-Drehzahl) des ersten Motorgenerators MG1, der benötigt wird, um die vorstehende Soll-Drehzahl für das Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 einzurichten, berechnet.
  • Die Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteils 551 oder 552 kann basierend auf der Ausgabe von einem Antriebsdrehzahlsensor 302 berechnet werden, der die tatsächliche Drehzahl der Übertragungsantriebswelle 51 erfasst. Eine solche tatsächliche Drehzahl ist die gleiche wie die Drehzahl der Leistungsübertragungswelle 13, die die Abtriebswelle der Hybridübertragung 2 ist. Zudem kann die Drehzahl der Kupplungshülse 553 basierend auf der Ausgabe des Raddrehzahlsensors 301 berechnet werden.
  • Danach wird in den Schritten S5 und S6 der Unterschied der Drehzahl zwischen dem Sollverbindung-Zahnrad 551 oder 552 und der Kupplungshülse 553 auf Null oder gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert eingestellt werden.
  • Insbesondere sendet im Schritt S5 der 4WD-Steuercomputer 300 zu dem Leistungsmanagementsteuercomputer 200 die Steueranweisung zum Steuern des ersten Motorgenerators MG1, um die Operationen des ersten Motorgenerators MG1 zu steuern. Somit wird die Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteils 551 oder 552 gesteuert. Anschließend wird in Schritt S6 bestimmt, ob die tatsächliche Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteils 551 oder 552 die Soll-Drehzahl basierend auf der Ausgabe von dem Eingangsdrehzahlsensor 302 erreicht wird.
  • Das bedeutet, dass die vorstehend beschriebenen Schritte S5 und S6 wiederholt werden bis die tatsächliche Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteils 551 oder 552 die Soll-Drehzahl erreicht. Sobald erreicht, wird ein Bestimmungsergebnis in Schritt S6 positiv, um mit dem nachfolgenden Schritt S7 fortzufahren.
  • Bei Schritt S7 wird der Übertragungsschaltaktuator 60 betätigt, um die Kupplungshülse 553 in Richtung des Sollverbindung-Zahnradteils 551 oder 552 zu bewegen. Anschließend wird bei dem nachfolgenden Schritt S8 bestimmt, ob die Kupplungshülse 553 mit dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 verbunden ist, d.h. ob der Bereich zu dem Soll-Bereich verändert wurde. Die Bestimmung in Schritt S8 wird, wie vorstehend beschrieben, basierend auf der Bestimmungslogik (siehe 10) durch die Kombinationen von „ON“ und „OFF“ der drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 des Begrenzungsschalters 64 ausgeführt.
  • Auf diese Weise werden die vorstehend erläuterten Schritte S7 und S8 wiederholt bis die Kupplungshülse 553 mit dem Sollverbindung-Zahnradteil (551 oder 552) verbunden ist. Sobald verbunden, wird ein Bestimmungsergebnis in Schritt S8 positiv, um das Flussdiagramm zu beenden.
  • Während des Fahrens des Fahrzeugs wird, wie vorstehend beschrieben, um den Bereich des Neutralbereichs (N) in Reaktion auf die Bereichsveränderungsanfrage von dem Hochbereich (H) zu dem Niederbereich (L) zu verändern, die aktuell in Eingriff stehende erste Bremse B1 oder zweite Bremse B2 temporär freigegeben oder verschoben. Somit ist es möglich, die Eingriffskraft zwischen der Innenverzahnung 553b der Kupplungshülse 553 und der Außenverzahnung 552a des Hochzahnradteils 552 zu verringern. Bei diesem Zustand wird die Kupplungshülse 553 rasch zu der Neutralbereich(N)-Seite unter Verwendung des Übertragungsschaltaktuators 60 verschoben und dadurch kann die Kupplungshülse 553 von dem aktuell verbundenen Hochzahnradteil 552 mit geringer Reibung gelöst werden. Somit kann der Neutralbereich (N) relativ einfach eingerichtet werden. Danach wird, wie in 14 dargestellt, die Drehzahl des ersten Motorgenerators MG1 verringert und die Drehzahl der Übertragungsantriebswelle 51 wird erhöht, somit wird der Unterschied der Drehzahl zwischen dem Sollverbindung-Niederzahnradteil 551 und der Kupplungshülse 553 auf Null oder gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert eingestellt. Bei einem solchen Zustand, bei dem die Drehungen synchronisiert werden, wird die Kupplungshülse 553 in Richtung des Sollverbindung-Niederzahnradteils 551 durch den Übertragungsschaltaktuator 60 verschoben. Dementsprechend kann die Kupplungshülse 553 relativ einfach mit dem Sollverbindung-Niederzahnradteil 551 in Eingriff gelangen und damit verbunden sein.
  • Andererseits wird während der Fahrt des Fahrzeugs, wie vorstehend beschrieben, um den Bereich des Neutralbereichs (N) in Reaktion auf die Bereichsveränderungsanfrage von dem Niederbereich (L) zu dem Hochbereich (H) die aktuell in Eingriff stehende erste Bremse B1 oder zweite Bremse B2 temporär freigegeben oder verrutscht. Somit ist es möglich, die Eingriffskraft zwischen der Außenverzahnung 553a und der Kupplungshülse 553 und der Innenverzahnung 551a des Niederzahnradteils 551 zu verringern. In diesem Zustand wird die Kupplungshülse 553 rasch zur Neutralbereich(N)-Seite verrutscht unter Verwendung des Übertragungsschaltaktuators 60 und dadurch kann die Kupplungshülse 553 von dem aktuell verbundenen Niederzahnradteil 551 mit geringer Reibung gelöst werden. Somit kann der Neutralbereich (N) relativ einfach eingerichtet werden. Danach wird, wie in 15 dargestellt, die Drehzahl des ersten Motorgenerators MG1 erhöht werden und die Drehzahl der Übertragungsantriebswelle 51 verringert werden, somit wird der Unterschied der Drehzahl zwischen den Sollverbindung-Hochzahnradteil 552 und der Kupplungshülse 553 auf Null oder gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert eingestellt. Bei einem solchen Zustand, bei dem die Drehungen synchronisiert werden, wird die Kupplungshülse 553 in Richtung des Sollverbindung-Hochzahnradteils 552 durch den Übertragungsschaltaktuator 60 verschoben. Dementsprechend kann die Kupplungshülse 553 relativ einfach mit dem Sollverbindung-Hochzahnradteil 552 in Eingriff gelangen und verbunden sein.
  • Hierbei wird eine entsprechende Beziehung zwischen den Komponenten der Fahrzeugantriebsvorrichtung der vorstehenden Ausführungsform und den in Anspruch 1 aufgezählten Komponenten erläutert. Der Unterübertragungsmechanismus 54 der Übertragung 5 entspricht einem in Anspruch 1 vorgetragenen bzw. zitierten Übertragungsmechanismus. Der Bereichsveränderungsmechanismus 55 entspricht einem in Anspruch 1 vorgetragenen bzw. zitierten Bereichsveränderungsmechanismus. Der erste Motorgenerator MG1 entspricht einem in Anspruch 1 vorgetragenen Motorgenerator. Der 4WD-Steuercomputer 300 und der Leistungsmanagementsteuercomputer 200 entsprechen einer in Anspruch 1 vorgetragenen Steuervorrichtung. Es ist zu beachten, dass ein Einzelcomputer, falls der 4WD-Steuercomputer 300 und der Leistungsmanagementsteuercomputer 200 als ein Einzelcomputer implementiert werden, der in Anspruch 1 vorgetragenen Steuervorrichtung entspricht. Ein in Anspruch 1 vorgetragener Freigabeprozessor entspricht den Schritten S2 und S3 von 16. Ein in Anspruch 1 vorgetragener Drehsynchronisationsprozessor entspricht den Schritten S4 bis S6 von 16. Eine in Anspruch 1 vorgetragener Verbindungsprozessor entspricht den Schritten S7 und S8 von 16.
  • Wie vorstehend beschrieben, enthält die Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung eingesetzt wird: den Freigabeprozessor, der die Kupplungshülse 553 von den aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 freigibt, um den Neutralbereich (N) in Reaktion auf die Bereichsveränderungsanfrage während der Fahrt des Unterübertragungsmechanismus 54 der Übertragung 5 in dem Niederbereich (L) oder in dem Hochbereich (H) einzurichten; den Drehsynchronisationsprozessor, der die Antriebsdrehzahl des Unterübertragungsmechanismus 54 mit dessen Abtriebsdrehzahl unter Verwendung des ersten Motorgenerators MG1 in dem Neutralbereich (N) synchronisiert und einen Verbindungsprozessor, der nach einer solchen Synchronisation die mit dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 verbundenen Kupplungshülse 553 verschiebt.
  • Bei dem Freigabeprozessor kann die Kupplungshülse 553 von dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 mit geringer Reibung durch Verringern der Eingriffskraft des Eingriffsabschnitts der Kupplungshülse 553 mit dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil 551 oder 552 freigeben. Dementsprechend ist es möglich, die Verarbeitung einfach und leichtgängig auszuführen, um den Neutralbereich (N) einzurichten.
  • Ferner wird bei dem Drehsynchronisationsprozessor die Antriebsdrehzahl des Unterübertragungsmechanismus 54 (die Drehzahl des Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552) mit der Abtriebsdrehzahl des Unterübertragungsmechanismus 54 (die Drehzahl der Kupplungshülse 553) durch Steuern des ersten Motorgenerators MG1 in dem Neutralbereich (N) synchronisiert. Dementsprechend ist es bei dem Verbindungsprozessor möglich, auf einfache Weise und leichtgängig die Kupplungshülse 553 mit dem Sollverbindung-Zahnradteil 551 oder 552 zu verbinden.
  • Dadurch ist es während der Fahrt des Fahrzeugs möglich, dass die Bereichsveränderung des Unterübertragungsmechanismus 54 leichtgängig und schnell abgeschlossen wird, was bei dem herkömmlichen Stand der Technik unmöglich war. Unter anderem wird bei der vorliegenden Erfindung der existierende erste Motorgenerator MG1 wirksam verwendet, demnach ist es nicht notwendig, den Bereichsveränderungsmechanismus 55 mit einem Synchroneingriffsmechanismus auszustatten im Gegensatz zu dem herkömmlichen Stand der Technik. Somit ist es möglich, die Erhöhung der Ausstattungskosten zu beseitigen. Dadurch ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, bei vergleichenden Posten eine komfortable und zuverlässige Fahrzeugantriebsvorrichtung vorzusehen, die geeignet ist den Bereich zu verändern.
  • Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht beabsichtigt ist, auf die vorstehende Ausführungsform begrenzt zu werden. Es ist offensichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Abwandlungen gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung die zwei Motorgeneratoren MG1 und MG2. Allerdings sollte die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt sein. Die vorliegende Erfindung kann bei einer Fahrzeugantriebsvorrichtung eingesetzt werden, die einen Singlemotorgenerator oder eine Fahrzeugantriebsvorrichtung enthält, die die Maschine 1 nicht enthält und lediglich einen Motorgenerator als Antriebsquelle enthält.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung ist geeignet für den Gebrauch in einer Fahrzeugantriebsvorrichtung, die einen Übertragungsmechanismus enthält, der selektiv einen Niederbereich oder einen Hochbereich einrichtet und der eine Abtriebswelle mit den Antriebsrädern leistungsübertragend verbindet, einen Bereichsveränderungsmechanismus, der den Bereich des Übertragungsmechanismus verändert, einen Motorgenerator, der eine Antriebskraft zu dem Übertragungsmechanismus zuführt und eine Steuervorrichtung, die die Veränderung des Bereichs steuert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Maschine
    2
    Hybridübertragung bzw. Hybridgetriebe bzw. Hybridtransmission
    3
    Leistungsteiler
    4
    Hauptübertragungsmechanismus
    5
    Übertragung bzw. Transfer
    51
    Übertragungsantriebswelle
    52
    hintere Abtriebswelle
    53
    vordere Abtriebswelle
    54
    Unterübertragungsmechanismus
    545
    Übertragungsgehäuse
    55
    Bereichsveränderungsmechanismus
    551
    Niederzahnradteil
    551a
    Innenverzahnung des Niederzahnradteils
    552
    Hochzahnradteil
    552a
    Außenverzahnung des Hochzahnradteils
    553
    Kupplungshülse
    553a
    Außenverzahnung der Kupplungshülse
    553b
    Innenverzahnung der Kupplungshülse
    554
    Schaltgabel
    558
    Nabenhülse
    56
    Modusveränderungsmechanismus
    60
    Übertragungsverschiebungsaktuator bzw. Übertragungsschaltaktuator
    61
    Schaltgabelwelle
    62
    Schaltmotor
    63
    Leistungsübertragungsmechanismus
    64
    Begrenzungsschalter
    100
    Maschinensteuercomputer
    200
    Hybridsteuercomputer
    300
    4WD-Steuercomputer
    301
    Raddrehzahlsensor
    302
    Antriebsdrehzahlsensor

Claims (5)

  1. Fahrzeugantriebsvorrichtung mit einem Übertragungsmechanismus, der selektiv einen Niederbereich oder einen Hochbereich einrichtet und eine Abtriebswelle (11) zum Antreiben von Rädern (8F, 8R) leistungsübertragend verbindet, einem Bereichsveränderungsmechanismus (55), der den Bereich des Übertragungsmechanismus verändert, einem Motorgenerator (MG1), der eine Antriebskraft an den Übertragungsmechanismus zuführt, und einer Steuerungsvorrichtung, die die Veränderung des Bereichs steuert, wobei der Bereichsveränderungsmechanismus (55) enthält: ein Niederzahnradteil (551) und ein Hochzahnradteil (552), die in Axialrichtung angeordnet und voneinander beabstandet sind; eine Kupplungshülse (553), die derart gleitend in Axialrichtung angeordnet ist, dass sie mit einem der zwei Zahnradteile (551, 552) in Eingriff steht und dass sie integral drehend mit der Abtriebswelle (52) des Übertragungsmechanismus verbunden ist; und einen Verschiebeaktuator (60), der die Kupplungshülse (553) entweder vorwärts oder rückwärts in Axialrichtung gleiten lässt, um mit einem der Zahnradteile (551, 552) verbunden zu sein, und wobei die Fahrzeugantriebsvorrichtung ferner aufweist: einen Hauptübertragungsmechanismus (4), der zwischen dem Motorgenerator (MG1) und einer Antriebswelle (51) des Übertragungsmechanismus vorgesehen ist, wobei der Hauptübertragungsmechanismus (4) konfiguriert ist, um als eine Hauptkomponente einen Ravigneaux Planetenradsatz aufzuweisen, der ein vorderes Sonnenrad (41), das durch ein Gehäuse über ein erstes Reibungseingriffselement (B1) abgestützt ist, ein hinteres Sonnenrad (42), das mit einem Rotor eines zweiten Motorgenerators (MG2) verbunden ist, ein Hohlrad (45), das durch das Gehäuse über ein zweites Reibungseingriffselement (B2) abgestützt ist, eine Mehrzahl von langen Planetenrädern (44), die mit dem Hohlrad (45) und dem hinteren Sonnenrad (42) in Eingriff stehen, eine Mehrzahl von kurzen Planetenrädern (43), die mit den langen Planetenrädern (44) in Eingriff stehen und einen Träger (46), der mit der Antriebswelle (51) des Übertragungsmechanismus verbunden ist, um die kurzen Planetenräder (43) und die langen Planetenräder (44) drehend abzustützen und der synchron mit einer Kreisbahnbewegung der kurzen Planetenräder (43) und der langen Planetenräder (44) gedreht wird, wobei der Hauptübertragungsmechanismus (4) ein zweistufiger Hoch- und Nieder-Untersetzungsmechanismus ist, der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Niederbereich und dem Hochbereich durch in Eingriff bringen oder Freigeben des ersten Reibungseingriffselements (B1) und des zweiten Reibungseingriffselements (B2) verändert, und einen Unterübertragungsmechanismus (54), der als ein zweistufiger Hoch- und Nieder-Untersetzungsmechanismus, der einen Planetenradsatz vom Typ eines Singlezahnrads als Hauptkomponente enthält, konfiguriert ist, und wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Niederzahnradteil (551) verbunden ist, wird ein Niederbereich-Leistungsübertragungspfad des Unterübertragungsmechanismus (54) eingerichtet und, wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Hochzahnradteil (552) verbunden ist, wird ein Hochbereich-Leistungsübertragungspfad des Unterübertragungsmechanismus (54) eingerichtet, wobei die Steuervorrichtung enthält: einen Freigabeprozessor, der die Kupplungshülse (553) von dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil freigibt, um einen Neutralbereich, in dem die Kupplungshülse weder mit dem Niederzahnradteil (551) noch mit dem Hochzahnradteil (552) verbunden ist, in Reaktion auf eine Bereichsveränderungsanfrage bei einem Zustand einzurichten, bei dem die Antriebsräder (8F, 8R) in dem Niederbereich oder in dem Hochbereich gedreht werden; einen Drehsynchronisationsprozessor, der eine Abtriebsdrehzahl des Motorgenerators (MG1) im Neutralbereich steuert, sodass der Unterschied zwischen einer Antriebsdrehzahl und einer Abtriebsdrehzahl des Übertragungsmechanismus auf Null oder gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert eingestellt ist; und einen Verbindungsprozessor, der die Kupplungshülse (553) verschiebt, um mit einem Sollverbindungs-Zahnradteil verbunden zu sein und wobei der Freigabeprozessor temporär eine Eingriffskraft zwischen der Kupplungshülse (553) und dem aktuell in Eingriff stehenden Zahnradteil verringert und anschließend gleitet die Kupplungshülse (553) zu einer Neutralbereichsseite und wobei der Freigabeprozessor temporär das aktuell in Eingriff stehende Reibungseingriffselement der zwei Reibungseingriffselemente (B1, B2) des Hauptübertragungsmechanismus (4) freigibt oder verschiebt, um die Eingriffskraft temporär zu verringern.
  2. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verschiebeaktuator (60) eine Schaltgabelwelle (61) zum Gleiten der Kupplungshülse (553), einen Schaltmotor (62), zur Erzeugung einer Drehleistung, einen Leistungsübertragungsmechanismus (63), zum Bewegen der Schaltgabelwelle (61) in deren Axialrichtung unter Verwendung der durch den Schaltmotor (62) erzeugten Drehleistung, ein Niederbereich-Erfassungselement, zur Ausgabe der Niederbereich-Einrichtungsinformationen, wenn ein Drehwinkel einer Abtriebswelle (65) des Schaltmotors (62) einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse (553) vollständig mit dem Niederzahnradteil (551) verbunden ist, und ein Hochbereich-Erfassungselement zur Ausgabe einer Hochbereich-Einrichtungsinformation, wenn der Drehwinkel der Abtriebswelle (52) des Schaltmotors (62) einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse (553) vollständig mit dem Hochzahnradteil (552) verbunden ist, und wobei die Steuervorrichtung ferner einen Bestimmungsprozessor enthält, der dazu eingerichtet ist zu bestimmen, ob die Kupplungshülse (553), die durch den Verbindungsprozessor verschoben wurde, mit dem Sollverbindung-Zahnradteil basierend auf der Ausgabeinformation von den entsprechenden Erfassungselementen verbunden ist.
  3. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Übertragungsmechanismus als ein Planetenradsatz konfiguriert ist, der ein Sonnenrad (542), das eine Antriebsdrehzahl erhält, ein Hohlrad (541), das nicht drehend angeordnet ist, eine Mehrzahl von Planetenrädern (543), die zwischen dem Sonnenrad (542) und dem Hohlrad (541) angeordnet sind, um sowohl mit dem Sonnenrad (542) als auch mit dem Hohlrad (541) verbunden zu sein, und einen Träger (544) enthält, der die Planetenräder (543) abstützt und synchron auf einer Kreisbahn der Planetenräder (543) dreht, und wobei der Träger (544) integral mit dem Niederzahnradteil (551) und das Sonnenrad (542) integral mit dem Hochzahnradteil (552) dreht.
  4. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Niederzahnradteil (551) ein Zahnrad mit Innenverzahnung (551a) ist und das Hochzahnradteil (552) ein Zahnrad mit Außenverzahnung (552a) ist und innerhalb des Niederzahnradteils (551) ohne mit dem Niederzahnradteil (551) in Kontakt zu stehen angeordnet ist, und wobei die Kupplungshülse (553) eine Außenverzahnung (553a), die mit der Innenverzahnung (551a) des Niederzahnradteils (551) in Eingriff gebracht werden kann, und eine Innenverzahnung (553b) enthält, die mit der Außenverzahnung (552a) des Hochzahnradteils (552) in Eingriff gebracht werden kann.
  5. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend den zweiten Motorgenerator (MG2), der zwischen dem Motorgenerator (MG1) und der Antriebswelle (51) des Übertragungsmechanismus vorgesehen ist, und eine Verbrennungsmaschine (1), die über einen Leistungsteiler (3) vorgesehen ist, der zwischen dem zweiten Motorgenerator (MG2) und dem Motorgenerator (MG1) angeordnet ist.
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