-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs und insbesondere eine Technik zum Verbessern einer Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs.
-
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
-
Beispielsweise gibt es Leistungsübertragungsvorrichtungen von Hybridfahrzeugen, wie in den Patentdokumenten 1 bis 4 beschrieben. Wie in Patentdokument 1 beschrieben, überträgt eine solche Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs selektiv eine Ausgabe einer Maschine, beispielsweise eine Maschine, und eine Ausgabe eines Rotators zu den Antriebsrädern.
-
Die Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs des Patentdokuments 1 enthält einen elektrischen Differenzialabschnitt mit einem ersten rotierenden Element, einem zweiten rotierenden Element, und einem dritten rotierenden Element, das mit der Maschine, einem ersten Rotator, und einem zweiten Rotator gekoppelt ist, die jeweils als Rotatoren, wie in 1 des Patentdokuments 1 geschildert, derart wirken, dass das dritte rotierende Element, d. h. eine Abtriebswelle, des elektrischen Differenzialabschnitts mit Antriebsrädern gekoppelt ist, dass eine Rotorwelle des zweiten Rotators über einen Eingriffsmechanismus mit einem rotierenden Glied gekoppelt ist, das einen Abschnitt eines Leistungsübertragungspfads von dem elektrischen Differenzialabschnitt zu den Antriebsrädern bildet, und dass die Ausgabe der Rotorwelle des zweiten Rotators zu den Antriebsrädern übertragen wird.
-
Bei der Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs, wie vorstehend beschrieben, tritt, wenn die Ausgabe des zweiten Rotators nicht vorhanden oder klein ist, die Rotorwelle des zweiten Rotators in einen Schwebezustand ein und, falls eine Leistung, die eine Rotationsveränderung von der Maschine enthält, übertragen wird, treffen bzw. stoßen Verzahnungsoberflächen miteinander zwischen einem Eingriffszahn der Rotorwelle und einem damit an der Seite des Rotationsglieds kämmenden Eingriffszahn aufeinander, und ein sogenanntes Zahnstoßgeräusch oder Rasselgeräusch kann problematisch auftreten.
-
Diesbezüglich gibt es eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs, wie in Patentdokument 5 beschrieben. Diese Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs verändert die Maschinendrehzahl, um einen Zahnstoß zu reduzieren, falls ein Zustand des Auftretens eines Zahnstoßes der Zahnräder in einem Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs erfasst wird.
-
STAND DER TECHNIKDOKUMENTE
-
Patentdokumente
-
- Patentdokument 1: Offengelegtes Japanisches Patent Nr. 2007-253823
- Patentdokument 2: Offengelegtes Japanisches Patent Nr. 2006-194299
- Patentdokument 3: Offengelegtes Japanisches Patent Nr. 2007-1450
- Patentdokument 4: US 2005/0204862 A1
- Patentdokument 5: Offengelegtes Japanisches Patent Nr. 11-93725
-
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
-
Allerdings weicht, wenn die Eintrittsbedingung des Zahnstoßes in der Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs des Patentdokuments 5, wie vorstehend beschrieben, erfasst wird, falls die Drehzahl der Maschine erhöht wird, wobei ein Ausgabezustand einer Antriebswelle beibehalten wird, ein Betriebspunkt der Maschine von einer voreingestellten optimalen Kurve ab, was ein Problem der Verschlechterung der Fahrzeugkraftstoffeffizienz verursacht.
-
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die Situationen konzipiert und es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs zu schaffen, das ein Zahnstoßgeräusch ohne Verändern eines Betriebspunkts einer Maschine unterdrücken kann, selbst wenn ein Drehmoment eines zweiten Rotators nahe Null kommt.
-
Mittel zum Lösen des Problems
-
Um die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereit, aufweisend: (a) einen elektrischen Differenzialabschnitt mit einem mit einer Maschine gekoppelten ersten rotierenden Element, einem mit einem ersten Rotator gekoppelten zweiten rotierenden Element, und einem mit einem zweiten Rotator gekoppelten dritten rotierenden Element, wobei der zweite Rotator in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem dritten rotierenden Element und Antriebsrädern angeordnet ist, (b) wobei der zweite Rotator eine Rotorwelle aufweist, der einen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads bildet.
-
Wirkungen der Erfindung
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung des Hybridfahrzeugs dieser Erfindung bildet (b) die Motorwelle des zweiten Rotators einen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads. Daher wird, während die Ausgabe der Maschine durch die Rotorwelle des zweiten Rotators an die Antriebsräder übertragen wird, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Rotators nahe Null kommt, ein Eingriffszahn der Rotorwelle des zweiten Rotators ständig gegen eine Seite während eines Betriebs der Maschine gedrückt und der Koppelabschnitt des zweiten Rotators rasselt nicht. Dadurch wird, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Rotators nahe Null kommt, das Zahnstoßgeräusch ohne den Betriebspunkt der Maschine zu verändern unterdrückt und die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs wird verbessert.
-
Vorzugsweise wird die Ausgabe der Maschine durch die Rotorwelle des zweiten Rotators an die Antriebsräder übertragen. Daher wird, während die Ausgabe der Maschine durch die Rotorwelle des zweiten Rotators an die Antriebsräder übertragen wird, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Rotators nahe Null kommt, ein Eingriffszahn der Rotorwelle des zweiten Rotators während der Betrieb der Maschine ständig gegen eine Seite gepresst, und der Koppelabschnitt des zweiten Rotators rasselt nicht.
-
Vorzugsweise (a) umfasst die Rotorwelle des zweiten Rotators ein Paar von inneren umfänglichen Keilverzahnungen, die jeweils an deren beiden Endabschnitten ausgebildet sind, und (b) das Paar der inneren umlaufenden Keilverzahnungen sind an einem dem zweiten Rotator nachgeschaltet positionierten Glied und einem dem zweiten Rotator vorgeschaltet positionierten Glied in dem Leistungsübertragungspfad keilverzahnt. Daher kann das Paar der inneren umlaufenden Keilverzahnungen, die an der Rotorwelle des zweiten Rotators ausgebildet sind, vorzugsweise die gesamte Länge der Leistungsübertragungsvorrichtung in axialer Richtung der Rotorwelle kürzer bilden.
-
Vorzugsweise sind die inneren umlaufenden Keilverzahnungen, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle und des zweiten Rotators ausgebildet sind, gemeinsam auf den gleichen Durchmesser festgelegt. Daher können die inneren umlaufenden Keilverzahnungen, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle des zweiten Rotators ausgebildet sind, unter Verwendung der gleichen Bearbeitungsausstattung/Schneidwerkzeuge ausgebildet sein, welche die Produktivität der Rotorwelle des zweiten Rotators verbessert.
-
Vorzugsweise ist die Rotorwelle des zweiten Rotators eine zylindrische Welle, und wobei die inneren umlaufenden Keilverzahnungen, die an den beiden Endabschnitten ausgebildet sind, ununterbrochen in axiale Richtung verlaufen. Daher können die inneren umlaufenden Keilverzahnungen, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle des zweiten Rotors ausgebildet sind, durch eine Verzweigung in axiale Richtung der Rotorwelle hergestellt werden, die vorzugsweise die Produktivität der Rotorwelle des zweiten Rotators verbessert.
-
Vorzugsweise (a) umfasst die Rotorwelle des zweiten Rotators ein Paar einer inneren umlaufenden Keilverzahnung und einer äußeren umlaufenden Keilverzahnung, die an einem Wellenendabschnitt davon ausgebildet ist, und (b) das Paar der inneren umlaufenden Keilverzahnungen und der äußeren umlaufenden Keilverzahnungen sind jeweils mit einem dem zweiten Rotator nachgeschaltet positionierten Glied und einem dem zweiten Rotator vorgeschaltet positionierten Glied in dem Leistungsübertragungspfad keilverzahnt. Daher kann, obwohl das Abtriebsdrehmoment des zweiten Rotators mehr zu dem dem zweiten Rotator vorgeschaltet positionierten Glied in dem Leistungsübertragungspfad als zu dem dem zweiten Rotator nachgeschaltet positionierten Glied in dem Leistungsübertragungspfad hinzugefügt wird und die erforderliche Festigkeit des dem zweiten Rotator nachgeschaltet positionierten Glieds relativ hoch ausgestaltet sein muss, der Durchmesser des dem zweiten Rotator vorgeschaltet positionierten Glieds vorzugsweise größer ausgestaltet sein, um die Festigkeit durch Anbringen des dem zweiten Rotator vorgeschaltet positionierten Glieds an der äußeren Umfangsseite der Rotorwelle des zweiten Rotators sicherzustellen und, da das dem zweiten Rotator nachgeschaltet positionierte Glied an der inneren Umfangsseite der Rotorwelle des zweiten Rotators angeordnet ist, kann der Durchmesser nicht in unnötiger Weise größer ausgestaltet sein und dadurch kann eine Miniaturisierung erreicht werden.
-
Kurze Beschreibung der Figuren
-
1 ist ein Schema zur Erläuterung einer Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
-
2 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Leistungsübertragungsvorrichtung von 1.
-
3 ist ein Schema zum Erläutern einer Leistungsübertragungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
-
4 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Leistungsübertragungsvorrichtung von 3.
-
AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ausführlich mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Bei der nachfolgenden Ausführungsform werden die Figuren bei Bedarf zur Erleichterung des Verständnisses vereinfacht oder verformt und Abschnitte sind nicht notwendigerweise hinsichtlich des Abmessungsverhältnisses, der Form, usw. genau dargestellt.
-
Erste Ausführungsform
-
1 ist ein Schema zur Erläuterung einer Leistungsübertragungsvorrichtung 12 eines Hybridfahrzeugs (nachstehend als Fahrzeug 10 bezeichnet) 10, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 verwendet vorzugsweise ein FR(Frontmaschine-Hinterantrieb)-Fahrzeug, in dem die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 beispielsweise longitudinal an dem Fahrzeug 10 montiert ist.
-
In 1 enthält die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 eine Leistungsübertragungsvorrichtungs-Antriebswelle (nachstehend als Antriebswelle 16 bezeichnet) 16, die als Antriebsrotierglied wirkt, das einer gleichen Achse in dem Getriebegehäuse 14 (nachstehend als Gehäuse 14 bezeichnet) angeordnet ist, das als ein nicht rotierendes Glied wirkt, das an dem Fahrzeugkörper angebracht ist, einen Leistungsverteilungsmechanismus (elektrischer Differenzialabschnitt) 18, der als Differenzialmechanismus wirkt, der mit der Antriebswelle 16 direkt oder indirekt über einen nicht gezeigten Impulsaufnahmedämpfer, usw. gekoppelt ist, ein abgestuftes Automatikgetriebe 24, das seriell über ein Getriebeglied 22 zwischen dem Leistungsübertragungsmechanismus 18 und einer Leistungsübertragungsvorrichtungs-Abtriebswelle (nachstehend als Abtriebswelle 20 bezeichnet) 20 gekoppelt ist, und die Abtriebswelle 20, die als ein Abtriebsrotierglied wirkt, das mit dem automatischen Getriebe 24 gekoppelt ist.
-
Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 ist zwischen einer Maschine 8, die als Antriebskraftquelle für den Betrieb wirkt, und ein Paar an nicht beschriebenen Antriebsrädern 25 angeordnet und überträgt die Ausgabe der Maschine 8 sequenziell durch eine Differenzialgetriebevorrichtung und ein Paar von Achsen, usw. zu dem Paar an Antriebsrädern 25.
-
Der Leistungsverteilungsmechanismus 18 ist ein mechanischer Mechanismus, der mechanisch die von der Maschine 8 auf die Antriebswelle 16 ausgegebene Leistung kombiniert oder verteilt, und verteilt die Ausgabe der Maschine 8 an einen ersten Elektromotor (ersten Rotator) M1 und das Übertragungsglied 22, oder kombiniert die Ausgabe der Maschine 8 und die Ausgabe des ersten Elektromotors M1, bevor die Ausgabe zu dem Übertragungsglied 22 ausgegeben wird. Obwohl der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor (zweiter Rotator) M2 dieser Ausführungsform sogenannte Motor-Generatoren sind, weisen sie auch eine elektrische Erzeugungsfunktion auf, wobei der erste Elektromotor M1 wenigstens eine Generator(elektrische Generator)-Funktion zum Erzeugen einer Reaktionskraft aufweist und der zweite Elektromotor M2 wenigstens eine Motor(elektrischer Motor)-Funktion zum Ausgeben einer Antriebskraft aufweist.
-
Die Maschine 8 ist eine bekannte Verbrennungskraftmaschine, wie z. B. eine Benzinmaschine und eine Dieselmaschine, und ist derart konfiguriert, dass eine Maschinendrehzahl und ein Maschinendrehmoment durch elektrisches Steuern einer Einlassluftmenge, einer Kraftstoffzufuhrmenge, eines Zündzeitpunkts, usw. mit einer nicht gezeigten elektronischen Steuervorrichtung, die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer gebildet ist, verändert werden. Beispielsweise betreibt die elektronische Steuervorrichtung die Maschine 8 entlang einer optimalen Kurve, die empirisch erhalten wird und vorab gespeichert wird, so dass die Fahreigenschaft des Fahrzeugs und die Kraftstoffeffizienz der Maschine 8 gleichzeitig bei zweidimensionalen Koordinaten erfüllt werden, die eine Maschinendrehzahl und einen Maschinendrehmoment bilden, und die Maschine 8 und den ersten Elektromotor MG1 steuert, so dass sie die Maschinendrehzahl und das Maschinendrehmoment erreicht, von denen die Sollmaschinenausgabe erfasst wird.
-
Der Leistungsverteilungsmechanismus 18 enthält eine erste Planetengetriebevorrichtung 26 vom Typ eines einzelnen Zahnrads. Die erste Planetengetriebevorrichtung 26 enthält als Elemente ein erstes Sonnenrad S1, ein erstes Planetenzahnrad P1, einen ersten Träger CA1, der das erste Planetenzahnrad P1 in einer rotierbaren und drehbaren Weise abstützt, und einen ersten Zahnkranz R1, der über das erste Planetenzahnrad P1 mit dem ersten Sonnenrad S1 in Eingriff steht. Bei der ersten Planetengetriebevorrichtung 26 entspricht der erste Träger CA1 einem ersten rotierenden Element RE1; das erste Sonnenrad S1 entspricht einem zweiten rotierenden Element RE2; und der erste Zahnkranz R1 entspricht einem dritten rotierenden Element RE3.
-
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 18 ist der erste Träger CA1 mit der Antriebswelle 16, d. h. der Maschine 8, gekoppelt, das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor MG1 gekoppelt; und der Zahnkranz R1 ist über eine Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 mit dem Übertragungsglied 22 gekoppelt.
-
Da das erste Sonnenrad S1, der erste Träger CA1 und der erste Zahnkranz R1 relativ zueinander in dem Leistungsverteilungsmechanismus 18 rotierbar sind, wird die Leistung der Maschine 8 zu dem ersten Elektromotor MG1 und dem Übertragungsglied 22 verteilt; wobei die zu dem ersten Elektromotor MG1 verteilte Ausgabe der Maschine 8 den ersten Elektromotor MG1 zum Erzeugen von Elektrizität veranlasst; wird der zweite Elektromotor MG2 durch die erzeugte elektrische Energie oder die gespeicherte elektrische Energie drehbar angetrieben; und daher wird beispielsweise ein kontinuierlich variabler Übertragungszustand erreicht, so dass die Rotation des Übertragungsglieds 22 ungeachtet einer vorbestimmten Rotation der Maschine 8 kontinuierlich variiert wird. Mit anderen Worten wirkt der Leistungsübertragungsmechanismus 16 als ein elektrischer Differenzialabschnitt mit einem Differenzialzustand zwischen einer Antriebsdrehzahl (Drehzahl der Antriebswelle 16) und einer Abtriebsdrehzahl (Drehzahl des Übertragungsglieds 22) der durch Steuern eines Betriebszustands durch den ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 gesteuert wird.
-
Das automatische Getriebe 24 enthält eine Mehrzahl von Planetengetriebevorrichtungen, d. h. eine zweite Planetengetriebevorrichtung 30 vom Typ eines einzelnen Zahnrads, eine dritte Planetengetriebevorrichtung 32 vom Typ eines einzelnen Zahnrads, und eine vierte Planetengetriebevorrichtung 34 vom Typ eines einzelnen Zahnrads. Die zweite Planetengetriebevorrichtung 30 enthält ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Planetenzahnrad P2, einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenzahnrad P2 in einer rotierbaren und drehbaren Weise abstützt, und einen zweiten Zahnkranz R2, der über das zweite Planetenzahnrad P2 mit dem zweiten Sonnenrad S2 in Eingriff steht. Die dritte Planetengetriebevorrichtung 32 enthält ein drittes Sonnenrad S3, ein drittes Planetenzahnrad P3, einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenzahnrad P3 in einer rotierbaren und drehbaren Weise trägt, und einen dritten Zahnkranz R3, der über das dritte Planetenzahnrad P3 mit dem dritten Sonnenrad S3 in Eingriff steht. Die vierte Planetengetriebevorrichtung 34 enthält ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Planetenzahnrad P4, einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenzahnrad P4 in einer rotierbaren und drehbaren Weise trägt, und einen vierten Zahnkranz R4, der über das vierte Planetenzahnrad P4 mit dem vierten Sonnenrad S4 in Eingriff steht.
-
In dem automatischen Getriebe sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 integral gekoppelt und sind selektiv über eine zweite Kupplung C2 mit dem Übertragungsweg 22 gekoppelt und selektiv über eine erste Bremse D1 mit dem Gehäuse 14 gekoppelt; der zweite Träger CA2 ist selektiv über eine zweite Bremse B2 mit dem Gehäuse 14 gekoppelt; der vierte Zahnkranz R4 ist selektiv über eine dritte Bremse B3 mit dem Gehäuse 14 gekoppelt; der zweite Zahnkranz R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 sind integral gekoppelt und sind mit der Abtriebswelle 20 gekoppelt; und der dritte Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind integral gekoppelt und sind selektiv über eine erste Kupplung C1 mit dem Übertragungsglied 22 gekoppelt.
-
Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, weist eine Mehrzahl von Schaltstufen auf, die selektiv beispielsweise durch selektives Ineingriffbringen und Betätigen von zwei der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3 eingerichtet sind, so dass ein Übersetzungsverhältnis γ (Antriebswellendrehzahl NIN/Abtriebswellendrehzahl NOUT), das im Wesentlichen eine geometrische Progression bzw. Reihe verändert, für jede Schaltstufe erfasst wird.
-
2 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Leistungsübertragungsvorrichtung 12. Gemäß 2 enthält die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 eine elektrische Differenzialabschnitts-Abtriebswelle (nachstehend eine Abtriebswelle 36) 36, die mit dem ersten Zahnkranz R1 des Leistungsverteilungsmechanismus 18 gekoppelt ist, der ein elektrischer Differenzialabschnitt ist, die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2, die mit einem Endabschnitt der Abtriebswelle 36 gekoppelt ist, und das wellenförmige Übertragungsglied 22, das mit dem anderen Endabschnitt der Rotorwelle 28 gekoppelt ist, und wobei die Ausgabe der Maschine 8 und die Ausgabe des zweiten Elektromotors MG2 selektiv über das Übertragungsglied 22 zu einem Paar an Antriebsrädern 25 übertragen wird.
-
Wie in 2 beschrieben, ist die Rotorwelle 28 des zweiten elektrischen Motors MG2 eine zylinderförmige Zylinderwelle, die drehbar um eine Rotationsachse D1 durch ein Paar von Lager 38 drehbar abgestützt ist. Wie in 2 beschrieben, ist bei dem Leistungsübertragungspfad von der Maschine 8 zu dem Paar der Antriebräder 25 ein dem zweiten Elektromotor MG2 nachgeschaltet positioniertes Glied die Abtriebswelle 36 und ein dem zweiten Elektromotor MG2 vorgeschaltet positioniertes Glied ist das Übertragungsglied 22. Daher ist die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 seriell in dem Leistungsübertragungspfad zwischengeschaltet, um einen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads zu bilden.
-
Die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 ist mit einem im Wesentlichen säulenförmigen Passloch 28a, das in die Richtung der Rotationsachse D1 der Rotorwelle 28, wie in 2 beschrieben, vorgesehen ist, und ein zylinderförmiger Wellenabschnitt 36a, der bei einem Endabschnitt der Abtriebswelle 36 näher zu der Rotorwelle 28 ausgebildet ist, ist relativ nicht drehbar in das Passloch 28a bei einem Endabschnitt der Rotorwelle 28 nahe der Abtriebswelle 36 eingepasst, während ein zylinderförmiger Wellenabschnitt 22a, der bei einem Endabschnitt des Übertragungsglieds 22 nahe der Rotorwelle 28 ausgebildet ist, relativ nicht drehbar in dem Passloch 28a bei einem Endabschnitt der Rotorwelle 28 nahe dem Übertragungsglied 22 eingepasst. Daher wird die Ausgabe der Maschine 8 von der Abtriebswelle 36 durch die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 in axiale Richtung zu dem Übertragungsglied 22 übertragen, und ein Paar der Antriebsräder 25 wird durch das Übertragungsglied 22 angetrieben.
-
Eine äußere umlaufende Verzahnungsnut 36b, die an dem äußeren Umfang eines Führungsendabschnitts des Wellenabschnitts 36a der Abtriebswelle 36 ausgebildet ist, ist an einer inneren umlaufenden Keilverzahnung 28b eingepasst, die an einem inneren umlaufenden Abschnitt der Rotorwelle 28 ausgebildet ist, so dass die Rotorwelle 28 relativ nicht drehbar mit der Abtriebswelle 36 gekoppelt ist. Eine äußere umlaufende Verzahnungsnut 22b, die an dem äußeren Umfang eines Führungsendabschnitts des Wellenabschnitts 22a des Übertragungsglieds 22 ausgebildet ist, ist an der inneren umlaufenden Keilverzahnung 28b der Rotorwelle 28 eingepasst, so dass die Rotorwelle 28 relativ nicht drehbar mit dem Übertragungsglied 22 gekoppelt ist.
-
Wie in 2 beschrieben, sind die innere umlaufende Keilverzahnungen 28b, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 ausgebildet sind, auf den gleichen Durchmesser festgelegt, und die innere umlaufende Keilverzahnungen 28b, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle 28 ausgebildet sind, sind beispielsweise durch Anstechen kontinuierlich in Richtung der Rotationsachse D1 der Rotorwelle 28 ausgebildet.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 des Hybridfahrzeugs 10 dieser Ausführungsform bildet die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 einen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads von der Maschine 8 zu einem Paar an Antriebsrädern 25. Daher werden, während die Ausgabe der Maschine 8 durch die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 zu dem Paar an Antriebsrädern 25 übertragen wird, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 nahe Null kommt, die inneren umlaufenden Keilverzahnungen 28b der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 während der Betrieb der Maschine 8 ständig gegenüber eine Seite gepresst, und der Koppelabschnitt des zweiten Elektromotors MG2 rasselt nicht. Dadurch wird, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 nahe Null kommt, das Zahnstoßgeräusch unterdrückt ohne den Betriebspunkt der Maschine 8 zu verändern und die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs 10 wird erhöht.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 des Hybridfahrzeugs 10 dieser Ausführungsform wird die Ausgabe der Maschine 8 durch die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 an ein Paar an Antriebsrädern 25 übertragen. Daher werden, während die Ausgabe der Maschine 8 durch die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 an ein Paar von Antriebsrädern 25 übertragen wird, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 nahe Null kommt, die inneren umlaufenden Keilverzahnungen 28b der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 ständig gegen eine Seite gepresst während eines Betriebs der Maschine 8 und der Koppelabschnitt des zweiten Elektromotors MG2 rasselt nicht.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 des Hybridfahrzeugs 10 dieser Ausführungsform ist die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 mit den inneren umlaufenden Keilverzahnungen 28b jeweils an den beiden Endabschnitten vorgesehen und die innere umlaufende Keilverzahnungen 28b sind jeweils relativ nicht drehbar mit der dem zweiten Elektromotor MG2 nachgeschaltet positionierten Abtriebswelle 36 und der dem zweiten Elektromotor MG2 vorgeschaltet positionierten Übertragungsglied 22 in dem Leistungsübertragungspfad von der Maschine 8 zu einem Paar der Antriebsräder 55 keilverzahnt. Daher können die inneren umlaufenden Keilverzahnungen 28b, die an der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 ausgebildet sind, vorzugsweise die gesamte Länge der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 kürzer in Richtung der Rotationsachse D1 der Rotorwelle 28 bilden.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 des Hybridfahrzeugs 10 dieser Ausführungsform sind die inneren umlaufenden Keilverzahnungen 28b, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 ausgebildet sind, gemeinsam auf den gleichen Durchmesser festgelegt. Daher können die inneren umlaufenden Keilverzahnungen 28b, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 ausgebildet sind, durch Verwendung der gleichen Bearbeitungsausstattung/Schneidwerkzeug ausgebildet sein, das die Produktivität der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 verbessert.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 des Hybridfahrzeugs 10 dieser Ausführungsform ist die Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 eine zylindrische Welle und die inneren umlaufenden Keilverzahnungen 28b, die an den beiden Endabschnitten davon ausgebildet sind, verlaufen ununterbrochen in Richtung der Rotationsachse D1 der Rotorwelle 28. Daher kann die innere umlaufende Keilverzahnung 28b, die an den beiden Endabschnitten der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 ausgebildet ist, durch eine Verzweigung in Richtung der Rotationsachse D1 der Rotorwelle 28 ausgestaltet sein, was vorzugsweise die Produktivität der Rotorwelle 28 des zweiten Elektromotors MG2 verbessert.
-
Zweite Ausführungsform
-
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung werden die Abschnitte, die einander gleich sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
-
Eine Leistungsübertragungsvorrichtung 42 eines Hybridfahrzeugs (nachstehend als ein Fahrzeug 40 bezeichnet) 40 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 der ersten Ausführungsform darin, dass die Leistungsübertragungsvorrichtung 42 vorzugsweise in einem (Frontmaschine-Frontantrieb)-Fahrzeug verwendet wird, in dem die Leistungsübertragungsvorrichtung 42 beispielsweise quer an dem Fahrzeug 40 montiert ist.
-
Wie in 3 dargestellt, enthält die Leistungsübertragungsvorrichtung 42 in einem Transaxialgehäuse (nachstehend als Gehäuse 44 bezeichnet) 44, das als ein nicht rotierbares Glied wirkt, das an einem Fahrzeugkörper angebracht ist, in einer Reihenfolge von der Seite der Maschine 8 einen Dämpfer 46, der wirksam mit einer Abtriebswelle (z. B. Kurbelwelle) der Maschine 8 gekoppelt ist und ein Pulsieren aufgrund der Drehmomentveränderung usw. von der Maschine 8 absorbiert, eine Antriebswelle 48, die drehbar über den Dämpfer 46 durch die Maschine 8 angetrieben wird, den ersten Elektromotor (erster Rotator) MG1, einen Leistungsverteilungsmechanismus (erster Differenzialabschnitt) 50, der als Differenzialmechanismus wirkt, den zweiten Elektromotor (zweiter Rotator) MG2, und ein Abtriebszahnrad 52, das in einer leistungsübertragenden Weise an ein Paar von nicht gezeigten Antriebsrädern 25 gekoppelt ist.
-
Der Leistungsübertragungsmechanismus 50 enthält eine Planetengetriebevorrichtung 50 vom Typ eines einzelnen Zahnrads. Die Planetenzahnradvorrichtung 54 enthält als rotierendes Element ein erstes Ritzelzahnrad P1', einen ersten Träger CA1', der als ein erstes rotierendes Element RE1' wirkt, das das erste Ritzelzahnrad P1' in einer rotierbaren und drehbaren Weise trägt, ein erstes Sonnenzahnrad S1', das als ein zweites rotierendes Element RE2' wirkt, und einen ersten Zahnkranz R1' als ein drittes rotierendes Element RE3', das über das erste Ritzelzahnrad P1' mit dem ersten Sonnenzahnrad S1' in Eingriff steht.
-
Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 50 ist der erste Träger CA1' mit der Antriebswelle 48, d. h. der Maschine 8, gekoppelt; das erste Sonnenzahnrad S1' ist mit dem ersten Elektromotor MG1 gekoppelt; und der erste Zahnkranz R1' ist über das Abtriebszahnrad 52 des zweiten Elektromotors MG2 mit dem Übertragungsglied 22 gekoppelt.
-
Da das erste Sonnenzahnrad S1', der erste Träger CA1' und der erste Zahnkranz R1' rotierbar relativ zueinander in dem Leistungsverteilungsmechanismus 50 sind, wird die Ausgabe der Maschine 8 zu dem ersten Elektromotor MG1 und dem Abtriebszahnrad 52 verteilt; die zu dem ersten Elektromotor MG1 verteilte Abgabe der Maschine 8 bewirkt den ersten Elektromotor MG1 zum Erzeugen von Elektrizität; wird der zweite Elektromotor MG2 drehbar durch die erzeugte elektrische Energie oder die gespeicherte elektrische Energie angetrieben; und daher wird ein kontinuierlich variabler Übertragungszustand erreicht, so dass die Rotation des Abtriebszahnrads 52 kontinuierlich variiert wird, ungeachtet einer vorbestimmten Rotation der Maschine 8. Mit anderen Worten, der Leistungsverteilungsmechanismus 50 wirkt als ein elektrischer Differenzialabschnitt eines Differenzialzustands zwischen einer Antriebsdrehzahl (Drehzahl der Antriebswelle 48) und einer Abtriebsdrehzahl (Drehzahl des Abtriebszahnrads 52), der durch Steuern eines Betriebszustands durch den ersten Elektromotor MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 gesteuert wird.
-
4 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Leistungsübertragungsvorrichtung 42. Gemäß 4 enthält die Leistungsübertragungsvorrichtung 42 eine elektrische Differenzialabschnitts-Abtriebswelle (nachstehend eine Abtriebswelle 58) 58, die mit dem ersten Zahnkranz R1' des Leistungsverteilungsmechanismus 50 gekoppelt ist, der ein elektrischer Differenzialabschnitt ist, die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2, der mit der Abtriebswelle 58 gekoppelt ist, und das Abtriebszahnrad 52, das mit der Rotorwelle 56 gekoppelt ist, und die Ausgabe der Maschine 8 und die Ausgabe des zweiten Elektromotors MG2 werden selektiv über das Ausgabezahnrad 52 an ein Paar der Antriebsräder 25 übertragen. Wenn die Ausgabe der Maschine 8 oder die Ausgabe des zweiten Elektromotors MG2 zu dem Abtriebszahnrad 52 in der Leistungsübertragungsvorrichtung 42 übertragen wird, wird die Ausgabe von dem Abtriebszahnrad 52 sequentiell durch ein Vorgelegerad 60, ein letztes Zahnrad, eine Differenzialgetriebevorrichtung, ein Paar von Achsen, usw. an ein Paar der Antriebsräder 50 übertragen.
-
Wie in 4 dargestellt, ist die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 drehbar um eine Rotationsachse D2 durch ein Paar von Lager 62, 64 abgestützt. Die Rotorwelle 56 enthält einen zylindrischen Abschnitt 56a, der in einer Zylinderform bei einem Wellenendabschnitt der Rotorwelle 56 nahe dem ersten Elektromotor MG1 ausgebildet ist. Wie in 4 dargestellt, ist bei dem Leistungsübertragungspfad aus der Maschine 8 zu einem Paar der Antriebsräder 25 ein dem zweiten Elektromotor MG2 nachgeschaltet positioniertes Glied die Abtriebswelle 58 und ein dem zweiten Elektromotor MG2 nachgeschaltet positioniertes Glied ist das Abtriebszahnrad 52. Daher ist die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 seriell in dem Leistungsübertragungspfad zwischengeschaltet, um einen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads zu bilden.
-
Die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 ist mit einem im Wesentlichen säulenförmigen Passloch 56b vorgesehen, das in die Richtung der Rotationsachse D2 der Rotorwelle 56 durchdringt, wie in 4 dargestellt, und ein im Wesentlichen zylinderförmiger Wellenabschnitt 58a, der bei einem Endabschnitt der Abtriebswelle 58 näher zur Rotorwelle 56 ausbildet, ist nicht drehbar in das Passloch 56b des zylindrischen Abschnitts 56a der Rotorwelle 56 eingepasst, während der äußere Umfang des zylindrischen Abschnitts 56a der Rotorwelle 56 relativ nicht drehbar in ein Passloch 52b eines zylindrischen Abschnitts 52a eingepasst ist, der von einem Mittelabschnitt des Abtriebszahnrads 52 in Richtung der Seite hervorsteht, die dem ersten Elektromotor MG1 in Richtung der Rotationsachse D2 gegenüberliegt. Daher wird die Ausgabe der Maschine 8 durch die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 in Radialrichtung zu dem Abtriebszahnrad 52 übertragen, und ein Paar der Antriebsräder 25 wird durch das Abtriebszahnrad 52 angetrieben.
-
Wie in 4 dargestellt, ist bezüglich der Rotorwelle 56 und der Abtriebswelle 58 eine äußere umlaufende Keilnut 58b, die an dem äußeren Umfang eines Führungsendabschnitts des Wellenabschnitts 58a der Abtriebswelle 58 ausgebildet ist, in einer inneren umlaufenden Keilverzahnung 56c eingepasst, die an dem inneren Umfang des zylindrischen Abschnitts 56a der Rotorwelle 56 ausgebildet ist, so dass die Rotorwelle 56 relativ nicht drehbar mit der Abtriebswelle 58 gekoppelt ist. Wie in 4 dargestellt, ist bezüglich der Rotorwelle 56 und dem Abtriebszahnrad 52 eine innere umlaufende Keilnut 52c, die an dem inneren Umfang des zylindrischen Abschnitts 52a des Abtriebszahnrads 52 ausgebildet ist, an einer inneren umlaufenden Keilverzahnung 56d eingepasst, die an dem äußeren Umfang des zylindrischen Abschnitts 56a der Rotorwelle 56 ausgebildet ist, so dass die Rotorwelle 56 relativ nicht drehbar mit dem Ausgabezahnrad 52 gekoppelt ist.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 42 des Hybridfahrzeugs 40 dieser Ausführungsform bildet die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 einen Abschnitt des Leistungsübertragungspfads von der Maschine 8 zu einem Paar der Antriebsräder 25. Dadurch wird, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 nahe Null kommt, das Zahnstoßgeräusch unterdrückt ohne den Betriebspunkt der Maschine 8 zu verändern und die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs 40 wird verbessert, ebenso wie bei dem Fall der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 des Hybridfahrzeugs 10 der ersten Ausführungsform.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 42 des Hybridfahrzeugs 40 dieser Ausführungsform wird die Ausgabe der Maschine 8 durch die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 zu einem Paar der Antriebsräder 25 übertragen. Dadurch werden, selbst wenn das Drehmoment des zweiten Elektromotors MG2 nahe Null kommt, die innere umlaufende Keilverzahnung 56c und die äußere umlaufende Keilverzahnung 56d der Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 ständig gegen eine Seite gepresst während eines Betriebs der Maschine 8, und der Koppelabschnitt des zweiten Elektromotors MG2 rasselt nicht, ebenso wie bei dem Fall der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 des Hybridfahrzeugs 10 der ersten Ausführungsform.
-
Gemäß der Leistungsübertragungsvorrichtung 42 des Hybridfahrzeugs 40 dieser Ausführungsform ist die Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 mit einem Paar von der inneren umlaufenden Keilverzahnung 56c und der äußeren umlaufenden Keilverzahnung 56d an dem zylindrischen Abschnitt 56a vorgesehen, und das Paar der inneren umlaufenden Keilverzahnung 56c und der äußeren umlaufenden Keilverzahnung 56d ist jeweils mit einem dem zweiten Elektromotor MG2, d. h. die Abtriebswelle 58 nachgeschaltet positionierten Glied und einem dem zweiten Elektromotor MG2, d. h. dem Abgabezahnrad 52, vorgeschaltet positionierten Glied in dem Leistungsübertragungspfad von der Maschine 8 zu den Antriebsrädern 25 keilverzahnt. Daher kann, obwohl das Abtriebsdrehmoment des zweiten Elektromotors MG2 mehr zu dem Abtriebszahnrad 52 in dem Leistungsübertragungspfad als zu der Abtriebswelle 58 in dem Leistungsübertragungspfad hinzugefügt wird, und die erforderliche Festigkeit des Abtriebszahnrads 52 relativ stark ausgebildet sein muss, der Durchmesser des Abtriebszahnrads 52 vorzugsweise größer ausgebildet sein, um die Festigkeit durch Anordnen des Abtriebszahnrads 52 an der äußeren umlaufenden Seite der Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 sicherzustellen und, da der Wellenabschnitt 58a der Abtriebswelle 58 an der inneren umlaufenden Seite der Rotorwelle 56 des zweiten Elektromotors MG2 angeordnet ist, kann der Durchmesser des Wellenabschnitts 58a der Abtriebswelle 58 nicht in einer unnötigen Weise größer ausgebildet sein und dadurch kann eine Miniaturisierung erreicht werden.
-
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben wurden, wird die vorliegende Erfindung auch auf weitere Ausbildungen angewandt.
-
Beispielsweise kann, obwohl eine Verbrennungskraftmaschine, d. h. die Maschine 8, als Antriebsquelle der Leistungsübertragungsvorrichtung 12, 42 in der Leistungsübertragungsvorrichtung 12, 42 des Hybridfahrzeugs 10, 40 der Ausführungsform verwendet wird, eine Maschine verwendet werden solange eine Antriebskraft für ein Paar der Antriebsräder 25 erzeugt werden kann.
-
Bei der Leistungsübertragungsvorrichtung 12, 42 des Hybridfahrzeugs 10, 40 der Ausführungsformen kann der erste Träger CA1, CA1' direkt oder indirekt mit der Maschine 8 gekoppelt sein; das erste Sonnenzahnrad S1, S1' kann direkt oder indirekt mit dem ersten Elektromotor MG1 gekoppelt sein; und der erste Zahnkranz R1, R1' kann direkt oder indirekt mit der Rotorwelle 28, 56 des zweiten Elektromotors MG2 gekoppelt sein.
-
Obwohl nicht beispielhaft eins zu eins dargestellt, kann die vorliegende Erfindung in verschiedenartig verkörperten und verbesserten Ausbildungen basierend auf dem Wissen des Fachmanns implementiert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 8
- Maschine
- 10, 40
- Fahrzeug (Hybridfahrzeug)
- 12, 42
- Leistungsübertragungsvorrichtung
- 18, 50
- Leistungsverteilungsmechanismus (elektrischer Differenzialabschnitt)
- 22
- Übertragungsglied
- 25
- Antriebsräder
- 28
- Rotorwelle
- 28b
- innere umlaufende Keilverzahnung
- 52
- Abtriebszahnrad
- 56
- Rotorwelle
- 56c
- innere umlaufende Keilverzahnung
- 56d
- äußere umlaufende Keilverzahnung
- MG1
- erster Elektromotor (erster Rotator)
- MG2
- zweiter Elektromotor (zweiter Rotator)
- RE1, RE1'
- erstes Rotierelement
- RE2, RE2'
- zweites Rotierelement
- RE3, RE3'
- drittes Rotierelement