DE69732387T2 - Hybridantrieb mit einem vom Stator eines Motors/Generators umgebenen Planetengetriebe - Google Patents

Hybridantrieb mit einem vom Stator eines Motors/Generators umgebenen Planetengetriebe Download PDF

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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
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    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
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    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
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    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

  • Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 8-33578, welche am 21. Februar 1996 eingereicht wurde, und Nr. 8-42842, welche am 29. Februar 1997 eingereicht wurde.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Hybridantrieb zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, welches einen Motor und einen Motor/Generator aufweist. Insbesondere hat die vorliegende Erfindung mit einem solchen Hybridantrieb für ein Fahrzeug zu tun, welcher kompakt konstruiert ist.
  • Stand der Technik
  • Zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ist als Antriebssystem ein Hybridantrieb bekannt, welcher (a) einen durch Kraftstoffverbrennung betriebenen Motor, (b) einen zweiten Motor/Generator, (c) ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad und einem Träger, von welchem eines mit dem Motor und das andere mit dem zweiten Motor/Generator verbunden ist, und einem mit einem Abtriebsteil verbundenen Hohlrad, und (d) einen ersten Motor/Generator, der mit dem Abtriebsteil des Planetengetriebes verbunden ist, aufweist. Ein Beispiel für diese Art von Hybridantrieb für ein Fahrzeug ist in der Veröffentlichung Nr. 95208 vom 31. März 1995 für JIDOSHA GIJYUTSU JIREISYU, Intel lectual Property Group, Japanischer Automobilindustrieverband enthalten und in 18 gezeigt. Dieser Hybridantrieb, welcher im Allgemeinen in 18 mit 10 angezeigt ist, weist Folgendes auf: einen Motor bzw. eine Brennkraftmaschine 12; ein Planetengetriebe 20, um die Leistung des Motors 12, welche von einem Dämpfer 14 aufgenommen wird, auf einen zweiten Motor/Generator 16 und ein Abtriebsteil 26 (in der Form eines Zahnrades) zu verteilen; und einen ersten Motor/Generator 22, dessen Drehmoment zu dem Abtriebsteil 26 übertragen wird. Der Motor 12, der Dämpfer 14, das Planetengetriebe 20 und der zweite Motor/Generator 16 sind zueinander koaxial derart angeordnet, dass sie eine gemeinsame Drehachse aufweisen, und sie sind zueinander axial beabstandet angeordnet. Der erste Motor/Generator 22 ist radial außerhalb des Dämpfers 14 und des Planetengetriebes 20 und koaxial zu diesen angeordnet.
  • Das Planetengetriebe 20 weist ein Sonnenrad, welches mit einer Motorwelle 24 des zweiten Motors/Generators 16 verbunden ist, einen mit dem Dämpfer 14 verbundenen Träger und ein Sonnenrad, welches mit einem Rotor 22r des ersten Motors/Generators 22 verbunden ist, auf. Der Rotor 22r ist durch ein Verbindungsteil 18 mit dem Abtriebsteil 26 verbunden. Das Abtriebsteil 26 greift mit einem an einer Zwischenwelle 26 vorgesehenen großen Zahnrad 30 ineinander, und ein kleines Zahnrad 32, welches ebenfalls an der Zwischenwelle 28 vorgesehen ist, steht mit einem Antriebsteil in Form eines Hohlrades 34 eines Kegelraddifferenzials 34 in Eingriff, so dass von dem Abtriebsteil 26 durch das Differenzialgetriebe 34 auf (nicht gezeigte) rechte und linke Antriebsräder eine Antriebskraft übertragen wird. Der zweite Motor/Generator 16 wird als Stromgenerator verwendet, welcher durch den Motor 12 angetrieben wird, um zum Laden einer Speichervorrichtung für elektrische Energie, wie z. B. einer Batterie, elek trische Energie zu erzeugen. Der erste Motor/Generator 22 wird als Elektromotor verwendet, welcher für sich alleine oder zusammen mit dem Motor als Antriebskraftquelle zum Antreiben des Fahrzeugs betätigt wird. Der erste Motor/Generator 22 ist zum Schaffen eines verhältnismäßig großen Drehmoments notwendig und ist (im Durchmesser) größer als der zweite Motor/Generator 16.
  • Bei dem bekannten und gemäß obiger Beschreibung aufgebauten Hybridantrieb ist das Planetengetriebe 20 radial innerhalb des Rotors 22r des ersten Motors/Generators 22 angeordnet. Bei dieser Anordnung ist es wahrscheinlich, dass das Planetengetriebe 20 nachteilig durch Wärme beeinflusst wird, welche durch den ersten Motor/Generator 22 erzeugt wird.
  • Es ist ebenfalls ein Hybridantrieb für ein Fahrzeug bekannt, welcher (a) einen durch Kraftstoffverbrennung betriebenen und auf einer ersten Achse angeordneten Motor, (b) einen auf der ersten Achse angeordneten Motor/Generator, (c) ein auf der ersten Achse angeordnetes Abtriebteil und (d) ein Differenzialgetriebe aufweist, welches ein Paar von Abtriebswellen, welche auf einer zweiten im Wesentlichen zu der ersten Achse parallelen Achse angeordnet sind, und ein Antriebsteil aufweist, welches um die zweite Achse drehbar ist und durch eine von dem Abtriebsteil aufgenommene Antriebskraft gedreht wird, so dass die Antriebskraft durch das Paar von Abtriebswellen auf rechte und linke Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs verteilt wird. Ein solcher Hybridantrieb ist derart angeordnet, dass die oben erwähnten ersten und zweiten Achsen zur Querrichtung (zur Breitenrichtung) des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen parallel verlaufen, wie es bei einem Fahrzeug mit Frontmotor und Vorderradantrieb der Fall ist. Ein Beispiel für diese Art von Hybridantrieb ist in der JP-A-6-328951 offenbart, in welcher auf der ersten Achse zwei Motoren/Generatoren zum Antreiben des Fahrzeugs bzw. zum Laden der Speichervorrichtung für elektrische Energie und zwischen den zwei Motoren/Generatoren ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen sind, so dass durch den Untersetzungsmechanismus eine Antriebskraft auf das Differenzialgetriebe übertragen wird.
  • Bei dem in der JP-A-6-328951 offenbarten Hybridantrieb ist das Antriebsteil des Differenzialgetriebes derart angeordnet, dass zwischen den Motoren/Generatoren ein Zwischenraum vermieden wird, wobei zwischen der ersten und der zweiten Achse ein relativ großer Abstand besteht. Diese Anordnung leidet darunter, dass sie in der Richtung senkrecht zu der ersten und der zweiten Achse verhältnismäßig groß ist, und sie führt zu einer verringerten Freiheit beim Anbringen des Hybridantriebs an dem Fahrzeug. Diese Freiheit wird außerdem durch das Antriebsteil des Differenzialgetriebes verringert, welches im Allgemeinen einen relativ großen Durchmesser aufweist, um einem großen Drehmoment standzuhalten.
  • Bei dem in der JP 06-328951 offenbarten Hybridantrieb, der als der nächstkommende Stand der Technik betrachtet werden kann, sind der Verbrennungsmotor, der erste Motor/Generator, der zweite Motor/Generator und das Abtriebsteil über das Planetengetriebe verbunden, und das Planetengetriebe ist, was den Rotor des ersten Elektromotors betrifft, an einem radial nach innen gerichteten Abschnitt angeordnet, damit der Aufbau kompakt wird.
  • Das Dokument US 5,427,196 offenbart einen Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, welche über ein Planetengetriebe mit einem Abtriebsteil verbunden sind. Der Elektromotor weist eine Statorwicklung auf, welche sich axial derart erstreckt, dass radial innerhalb der Statorwicklung ein radialer Innen raum vorgesehen ist, und das Planetengetriebe ist in dem radialen Innenraum angeordnet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Hybridantrieb vorzusehen, welcher kompakt aufgebaut ist, der weder durch von den Motoren/Generatoren erzeugten Wärme noch durch Schmutz oder anderes Fremdmaterial, der bzw. das in den Raum eindringen kann, in welchem die Motoren/Generatoren untergebracht sind, negativ beeinflusst wird.
  • Die Aufgabe kann durch den Hybridantrieb gemäß den Ansprüchen 1 bis 17, insbesondere gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht werden, welcher einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug vorsieht, mit (a) einem durch Kraftstoffverbrennung betriebenen Motor, (b) einem Planetengetriebe mit einem Sonnenrad und einem Träger, wobei eines der Elemente mit dem Motor verbunden ist, und einem mit einem Abtriebsteil verbundenen Hohlrad, und (c) einem mit dem Abtriebsteil verbundenen ersten Motor/Generator, und wobei der erste Motor/Generator, das Planetengetriebe und das Abtriebsteil miteinander koaxial entlang einer ersten Achse angeordnet sind, wobei der erste Motor/Generator eine Statorwicklung aufweist, welche sich axial so erstreckt, dass radial innerhalb der Statorwicklung ein radialer Innenraum vorgesehen ist, in dem das Planetengetriebe angeordnet ist, und wobei der Hybridantrieb ferner eine Trennwand aufweist, welche den ersten Motor/Generator (48) und das Planetengetriebe (46) voneinander isoliert.
  • Bei dem Hybridantrieb gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt dieser Erfindung ist das Planetengetriebe in dem radialen Innenraum angeordnet, der sich radial in nerhalb der sich axial erstreckenden Statorwicklung des ersten Motors/Generators befindet. Diese Anordnung verwendet den radialen Innenraum, welcher radial innerhalb der Statorwicklung vorgesehen ist, auf effektive Weise, wobei dadurch die axiale Abmessung, welche erforderlich ist, damit das Planetengetriebe in der Nähe des ersten Motors/Generators angeordnet ist, verringert werden kann, wobei dadurch die erforderliche axiale Gesamtabmessung des Hybridantriebs oder der Durchmesser des ersten Motors/Generators durch Erhöhen seiner axialen Abmessung verringert werden kann. Außerdem ist der vorliegende Aufbau dahingehend wirksam, dass das Planetengetriebe gegen Wärme geschützt ist, welche durch den ersten Motor/Generator erzeugt wird.
  • Der Hybridantrieb weist außerdem eine Trennwand auf, welche den ersten Motor/Generator und das Planetengetriebe voneinander isoliert. Die Trennwand ist dahingehend wirksam, dass verhindert wird, dass der erste Motor/Generator einem Schmieröl ausgesetzt wird, welches zugeführt wird, um die miteinander in Eingriff stehenden Bauteile und Lagerabschnitte des Planetengetriebes zu schmieren. Somit sichert die Trennwand eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit des ersten Motors/Generators. Bei dem herkömmlichen Hybridantrieb 10 aus 18 kann Schmieröl, welches Fremdstoffe enthält, in den Raum eindringen, in welchem die Statorwicklung des ersten Motors/Generators 22 untergebracht ist. Bei dem herkömmlichen System gestattet es der Aufbau nicht, auf leichte Art und Weise eine Trennwand vorzusehen, damit der erste Motor/Generator 22 gegenüber dem Schmieröl geschützt ist.
  • Der erste Motor/Generator wird im Allgemeinen primär als Elektromotor verwenden, d. h. als Antriebskraftquelle zum Antreiben des Fahrzeugs. Der Elektromotor wird alleine oder zusammen mit dem Motor als Antriebskraftquelle verwendet. Der erste Motor/Generator kann jedoch als Stromgenerator verwendet werden, der betätigt werden kann, um auf das Kraftfahrzeug, wenn notwendig, eine Nutzbremsung aufzubringen.
  • Zusätzlich zu dem ersten Motor/Generator kann ein zweiter Motor/Generator vorgesehen sein, welcher im Allgemeinen primär als Stromgenerator zum Erzeugen von elektrischer Energie verwendet wird. In diesem Fall wird der zweite Motor/Generator, der als Stromgenerator verwendet wird, von dem Motor durch das Planetengetriebe derart betätigt, dass die erzeugte elektrische Energie in einer Batterie oder in einer anderen geeigneten Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert wird. Der zweite Motor/Generator kann jedoch als Elektromotor verwendet werden, um das Abtriebsteil durch das Planetengetriebe zu drehen, um das Kraftfahrzeug anzutreiben oder um den Motor zu starten.
  • Um Geschwindigkeits- und Drehmomentsschwankungen des Motors zu absorbieren, kann zwischen dem Motor und dem Planetengetriebe ein geeigneter Dämpfer vorgesehen sein. Der Dämpfer kann ein elastisches Bauteil sein, wie z. B. eine Feder oder ein Gummibauteil.
  • Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abtriebsteil auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des Planetengetriebes angeordnet. Gemäß einem vorteilhaften Aufbau dieser ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hybridantrieb außerdem einen auf der ersten Achse angeordneten zweiten Motor/Generator auf. In diesem Fall ist das andere Teil, d.h. das Sonnenrad oder der Träger des Planetengetriebes, welches nicht mit dem Motor verbunden ist, mit dem zweiten Motor/Generator verbunden.
  • Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abtriebsteil auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des ersten Motors/Generators angeordnet. Gemäß einem vorteilhaften Aufbau dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hybridantrieb außerdem einen oben erwähnten zweiten Motor/Generator auf. Auch in diesem Fall ist das andere Bauteil, d.h. das Sonnenrad oder der Träger des Planetengetriebes, mit dem zweiten Motor/Generator verbunden.
  • Bei den obigen vorteilhaften Aufbauten, in welchen der zweite Motor/Generator vorgesehen ist, sind das Sonnenrad und das Hohlrad des Planetengetriebes jeweils entweder mit dem Motor oder dem zweiten Motor/Generator verbunden. Bevorzugt wird jedoch, dass das Sonnenrad und der Träger mit dem zweiten Motor/Generator bzw. mit dem Motor verbunden sind. Es können geeignete Kupplungen vorgesehen sein, um das Planetengetriebe mit dem Motor und dem zweiten Motor/Generator selektiv zu verbinden oder von diesen zu trennen, oder um zwei Drehbauteile, welche aus dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad des Planetengetriebes ausgewählt werden, selektiv zu verbinden oder voneinander zu trennen.
  • Bei der oben erwähnten vorteilhaften Anordnung der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Motor/Generator auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des Abtriebteils angeordnet sein. In diesem Fall ist der Motor auf einer dem Abtriebsteil abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet. Somit sind das Planetengetriebe und das Abtriebsteil zwischen dem ersten Motor/Generator und dem zweiten Motor/Generator angeordnet, und der zweite Motor/Generator ist zwischen dem Abtriebsteil und dem Motor angeordnet. Bei dieser Anordnung kann daher ein mit der Abtriebswelle des Motors verbundener Dämpfer radial innerhalb der Sta torwicklung des zweiten Motors/-Generators angeordnet sein. Diese Anordnung ist dahingehend wirksam, die erforderliche axiale Abmessung des Hybridantriebs weiter zu verringern. Vorzugsweise ist der zweite Motor/Generator durch eine Verbindungswelle, welche sich durch das Abtriebsteil erstreckt, mit dem Planetengetriebe verbunden, während der Motor durch eine Antriebswelle, welche sich durch die Verbindungswelle erstreckt, mit dem Planetengetriebe verbunden ist.
  • Bei der oben erwähnten vorteilhaften Anordnung der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Motor/Generator auf einer von dem Planetengetriebe abgewandten Seite des ersten Motors/Generators angeordnet sein. In diesem Fall ist der Motor auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des Abtriebteils angeordnet. Als Alternative kann der zweite Motor/Generator auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des Motors/Generators angeordnet sein. In diesem Fall ist der Motor auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet. In diesen Fällen sind der erste Motor/Generator und der zweite Motor/Generator benachbart zueinander angeordnet und können voneinander durch eine Trennwand isoliert sein, welche teilweise zwei Räume definiert, in welchen der erste Motor/Generator und der zweite Motor/Generator untergebracht sind. Diese Anordnung ist dahingehend effektiv, dass die erforderliche axiale Abmessung des Hybridantriebs reduziert wird.
  • In dem Fall, in welchem der Motor auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des Abtriebteils angeordnet ist, ist der zweite Motor/Generator durch eine Verbindungswelle, welche sich durch den ersten Motor/Generator erstreckt, mit dem Planetengetriebe vorzugsweise verbunden, während der Motor mit dem Planeten getriebe durch eine Antriebswelle, welche sich durch das Abtriebsteil erstreckt, vorzugsweise verbunden ist.
  • In dem Fall, in welchem der Motor auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet ist, ist der zweite Motor/Generator durch eine Verbindungswelle, welche sich durch den ersten Motor/Generator erstreckt, mit dem Planetengetriebe vorzugsweise verbunden, während der Motor durch eine Antriebswelle, welche sich durch die Verbindungswelle erstreckt, mit dem Planetengetriebe vorzugsweise verbunden ist.
  • Bei der obigen bevorzugten Anordnung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Motor/Generator auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des Abtriebteils angeordnet sein. In diesem Fall ist der Motor auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet. Weil der zweite Motor/Generator, das Abtriebsteil, der erste Motor/Generator und das Planetengetriebe entlang der ersten Achse in der Reihenfolge der Beschreibung angeordnet sind, und weil der Motor auf einer dem Abtriebsteil abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet ist, kann ein Dämpfer, welcher mit der Abtriebswelle des Motors verbunden ist, radial innerhalb der Statorwicklung des zweiten Motors/Generators angeordnet sein, wodurch die erforderliche axiale Abmessung des Hybridantriebs weiter verringert werden kann. Der zweite Motor/Generator ist mit dem Planetengetriebe durch eine Verbindungswelle vorzugsweise verbunden, die sich durch den ersten Motor/Generator und das Abtriebsteil erstreckt, während der Motor mit dem Planetengetriebe durch eine Antriebswelle vorzugsweise verbunden ist, welche sich durch die Verbindungswelle erstreckt.
  • Bei der obigen vorteilhaften Anordnung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Motor/Generator auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des Planetengetriebes angeordnet sein. In diesem Fall ist der Motor auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet. Weil der zweite Motor/Generator, das Planetengetriebe, der erste Motor/Generator und die Abtriebswelle entlang der ersten Achse in der Reihenfolge der Beschreibung angeordnet sind, und weil der Motor auf einer dem Planetengetriebe angewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet ist, kann der Dämpfer, der mit der Abtriebswelle des Motors verbunden ist, radial innerhalb der Statorwicklung des zweiten Motors/Generators angeordnet sein, wodurch die erforderliche axiale Abmessung des Hybridantriebs weiter verringert werden kann. Der Motor ist mit dem Planetengetriebe durch eine Antriebswelle vorzugsweise verbunden, welche sich durch den zweiten Motor/Generator erstreckt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist der Hybridantrieb außerdem einen zweiten Motor/Generator, der auf einer Seite des Abtriebteils auf der ersten Achse angeordnet ist und mit dem anderen Element von Sonnenrad oder Träger des Planetengetriebes verbunden ist, und den Motor mit einer Abtriebswelle und einen Dämpfer, welcher mit der Abtriebswelle verbunden ist, auf. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Motor/Generator eine Statorwicklung auf, die sich zu dem Motor axial derart erstreckt, dass ein radialer Innenraum radial innerhalb der Statorwicklung des zweiten Motors/Generators vorgesehen ist, so dass der Dämpfer in dem radialen Innenraum, der radial innerhalb der Statorwicklung des zweiten Motors/Generators vorgesehen ist, angeordnet und durch eine Trennwand von dem zweiten Motor/Generator isoliert ist.
  • Bei dem obigen zweiten Aspekt der Erfindung ist der Dämpfer in dem radialen Innenraum, welcher radial innerhalb der Statorwicklung des zweiten Motors/Generators angeordnet ist, angeordnet, und der Dämpfer und der zweite Motor/Generator sind voneinander isoliert. Diese Anordnung ist dahingehend effektiv, die axiale Abmessung zu verringern, welche notwendig ist, damit der Dämpfer in der Nähe des zweiten Motors/Generators angeordnet ist, während gleichzeitig verhindert wird, dass in den Raum, in welchem der zweite Motor/Generator untergebracht ist, Schmutz oder andere Fremdpartikel eindringen. Somit ermöglicht es die vorliegende Anordnung, die erforderliche axiale Gesamtabmessung des Hybridantriebs weiter zu verringern. Die Antriebskraft wird gewöhnlich von dem Abtriebsteil zu dem Untersetzungsmechanismus, welcher eine Zwischenwelle aufweist, und einer Differenzialgetriebeeinrichtung übertragen. Weil der zweite Motor/Generator, der im Allgemeinen einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweist, in der Nähe des Abtriebteils angeordnet ist, können der Untersetzungsmechanismus und die Differenzialgetriebeeinrichtung in der Axialrichtung mit dem zweiten Motor/Generator im Wesentlichen ausgerichtet sein, so dass die Achsen des Untersetzungsmechanismus und der Differenzialgetriebeeinrichtung vergleichsweise nahe an der ersten Achse angeordnet sein können, wodurch die erforderliche radiale oder diametrale Abmessung des Hybridantriebs verringert werden kann.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung besteht das Abtriebsteil aus einem Zahnkranz, welcher in eine Kette zur Kraftübertragung davon eingreift. Die Verwendung des Zahnkranzes als Abtriebsteil ist dahingehend von Vorteil, das auf den Zahnkranz im Wesentlichen keine Längskraft wirkt, wodurch die Lagerung des Zahnkranzes vereinfacht werden kann. Außerdem gestat tet die Verwendung der Kette zusammen mit dem Zahnkranz, dass der oben erwähnte Untersetzungsmechanismus von dem Abtriebsteil in der radialen Richtung des Abtriebsteiles durch einen Abstand räumlich getrennt voneinander angeordnet sein kann, der ausreicht, um eine gegenseitige Beeinflussung des Untersetzungsmechanismus und des Abtriebsteils und den anderen auf der ersten Achse angeordneten Bauteilen sogar dann zu verhindern, wenn die Bauteile (einschließlich des Motors) auf der ersten Achse relativ nahe zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten, durch die Verwendung des Zahnkranzes und der Kette kann die erforderliche axiale Gesamtabmessung des Hybridantriebs verringert werden. In dieser Hinsicht ist anzumerken, dass der bekannte, in 18 gezeigte, Hybridantrieb 10 das Abtriebsteil in Form eines Zahnrades 26 verwendet, welches einer beträchtlich großen Längskraft unterworfen ist und dadurch auf Kugellagern gelagert sein muss. Durch das Zahnrad 26 ist es notwendig, dass ein Zwischenwelle 28 nahe an diesem angeordnet ist. Die Verwendung der Kugellager und der verhältnismäßig geringe Abstand zwischen dem Zahnrad 26 und der Zwischenwelle 28 führen zu einem vergrößerten Abstand zwischen dem Motor 12 und dem ersten Motor/Generator 22, was zu einer Zunahme der axialen Gesamtabmessung des Hybridantriebs 10 führt.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung weist der Hybridantrieb ferner eine Differenzialgetriebeeinrichtung auf, welche eine Antriebskraft von dem Abtriebsteil erhält und die erhaltene Antriebskraft auf rechte und linke Antriebsräder des Kraftfahrzeugs verteilt. Die Differenzialgetriebeeinrichtung enthält ein Abtriebswellenpaar, welches entlang einer zur ersten Achse im Wesentlichen parallelen zweiten Achse angeordnet ist, und ein Antriebsteil, welches auf das Abtriebsteil in axialer Richtung der Abtriebswellen im Wesentlichen ausgerichtet ist. Das Abtriebsteil hat im Allgemeinen einen relativ kleinen Durchmesser, während das Antriebsteil der Differenzialgetriebeeinrichtung einen relativ großen Durchmesser aufweist, um das Antriebsdrehmoment, das durch die Differenzialgetriebeeinrichtung auf die Antriebsräder übertragen wird, zu verstärken. Weil diese Abtriebs- und Antriebsteile, welche den relativ geringen und den relativ großen Durchmesser haben, in axialer Richtung im Wesentlichen ausgerichtet sind, können das Antriebsteil und das Abtriebsteil in der radialen Richtung zueinander relativ nahe angeordnet sein, wodurch die radiale oder diametrale Abmessung des Hybridantriebs verringert werden kann.
  • Die Differenzialgetriebeeinrichtung ist vorzugsweise ein Kegelraddifferenzial, aber sie kann auch ein Planetengetriebe sein. Wo als Abtriebsteil ein Zahnkranz verwendet wird, wie es oben in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden ist, kann der Zahnkranz durch eine Kette direkt mit dem Antriebsteil der Differenzialgetriebeeinrichtung verbunden sein. Zwischen dem Zahnkranz und der Differenzialgetriebeeinrichtung ist jedoch vorzugsweise ein Untersetzungsmechanismus angeordnet. In diesem Fall enthält der Untersetzungsmechanismus eine erste, mit der Kette verbundene Zwischenwelle und eine zweite, mit dem Antriebsteil der Differenzialgetriebeeinrichtung verbundene Zwischenwelle. Die ersten und zweiten Zwischenwellen sind auf jeweiligen dritten und vierten Achsen angeordnet. Wo der Hybridantrieb an dem Kraftfahrzeug derart angebracht ist, dass die erste, zweite, dritte und vierte Achse zur Querrichtung des Fahrzeugs parallel verläuft, können diese vier Achsen in Bezug zueinander in einer Ebene angeordnet sein, welche zu den Achsen senkrecht steht und zur Längsrichtung des Fahrzeugs parallel läuft, so dass die dritte Achse der ersten Zwischenwelle oberhalb und hinter der ersten Achse angeordnet ist, während die vierte Achse der zweiten Zwischenwelle unterhalb und hinter der dritten Achse angeordnet ist, und die zweite Achse der Differenzialgetrieberinrichtung fast genau unterhalb der vierten Achse angeordnet ist. Bei dieser positionellen Anordnung wird oberhalb der primären oder ersten Achse ein Raum geschaffen. Dieser Raum kann dafür verwendet werden, dass darin geeignete Bauteile untergebracht werden, wie zum Beispiel eine Motor/Generatorsteuerung oder Motor/Generatorsteuerungen (Wechselstomrichter) und eine Speichervorrichtung für elektrische Energie, welche mit dem Motor/Generator verbunden ist. Weil der Untersetzungsmechanismus hinter der ersten Achse angeordnet ist, besteht vor der ersten Achse ein relativ großer Raum. Dieser vordere Raum kann dafür effektiv verwendet werden, Stöße bei Kollision des Fahrzeugs zu absorbieren. Der Untersetzungsmechanismus kann durch ein Getriebe, das mit zwei oder mehr Paaren von Schaltgetrieben oder Kupplungen ausgestattet ist, um zwei oder mehr Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse bereitzustellen, einem stufenlosen Getriebe mit Riemen und Riemenscheibe oder einem Mechanismus, welcher eine Frontantriebsstellung und eine Heckantriebsstellung aufweist, ersetzt werden.
  • Der Hybridantrieb gemäß der obigen weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an dem Kraftfahrzeug gewöhnlich derart angebracht, dass die erste Achse zur Quer- oder Breitenrichtung des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen parallel ist. Dieser Hybridantrieb wird vorzugsweise bei einem Fahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb (FF) verwendet. Der Hybridantrieb kann jedoch bei einem Kraftfahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb (FR) verwendet werden, in welchem die erste Achse zur Längs- oder Laufrichtung des Fahrzeugs parallel ist. Der Hybridantrieb kann dazu verwendet werden, Maschinen oder Vorrichtungen, die keine Kraftfahrzeuge sind, anzutreiben.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung weist der Hybridantrieb einen zweiten Motor/Generator auf, welcher auf der ersten Achse angeordnet ist und mit dem anderen Teil, nämlich dem Sonnenrad oder dem Träger des Planetengetriebes, verbunden ist, und der erste Motor/Generator und der zweite Motor/Generator sind in der axialen Richtung räumlich voneinander getrennt. Durch diese Anordnung kann der Durchmesser des zweiten Motors/Generators vergrößert und seine notwendige axiale Abmessung dementsprechend verringert und der erforderliche Durchmesser des ersten Motors/Generators verringert werden. In dieser Hinsicht ist anzumerken, dass der erste Motor/Generator 22 und der zweite Motor/Generator 16 bei dem bekannten Hybridantrieb 10 aus 18 einander in der axialen Richtung teilweise überlappen. D.h., ein Teil des zweiten Motors/Generators 16 ist innerhalb des ersten Motors/Generators 22 angeordnet. Durch diese herkömmliche Anordnung müssen der erste Motor/Generator 22 einen verhältnismäßig großen Durchmesser und der zweite Motor/Generator 16 eine verhältnismäßig große axiale Abmessung haben, damit ein erforderliches Drehmoment sichergestellt ist (um durch eine kinetische Energie des Fahrzeugs elektrische Energie zu erzeugen). Somit neigt der bekannte Hybridantrieb 10 dazu, eine große Abmessung zu haben, und er leidet darunter, dass relativ wenig Freiraum besteht, ihn an dem Kraftfahrzeug anzubringen.
  • Ein anderer Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit rechten und linken Antriebsrädern weist auf (a) einen durch Kraftstoffverbrennung betriebenen Motor, (b) einen ersten Motor/Generator, (c) ein mit dem ersten Motor/Generator verbundenes Abtriebsteil, und (d) eine Dif ferenzialgetriebeeinrichtung, welche von dem Abtriebsteil eine Antriebskraft erhält und die erhaltene Antriebskraft auf die rechten und linken Antriebsräder verteilt, und wobei der Motor, der erste Motor/Generator und das Abtriebsteil entlang einer ersten Achse koaxial zueinander angeordnet sind, und die Differenzialgetriebeeinrichtung ein Abtriebswellenpaar, das entlang einer zur ersten Achse im Wesentlichen parallelen zweiten Achse angeordnet ist, und ein Antriebsteil enthält, welches durch eine von dem Abtriebsteil erhaltene Antriebskraft um die zweite Achse drehbar ist, wobei das Antriebsteil einen radial äußeren Abschnitt enthält, welcher einen radial äußeren Abschnitt des ersten Motors/Generators überlappt.
  • Bei dem obigen anderen Hybridantrieb überlappt der radial äußere Abschnitt des Antriebsteils der Differenzialgetriebeeinrichtung den radial äußeren Abschnitt des ersten Motors/Generators, so dass der erforderliche radiale Abstand zwischen dem Antriebsteil und dem ersten Motor/Generator, d.h. der Abstand zwischen den ersten und zweiten Achsen, verringert werden kann, wodurch die erforderliche radiale oder diametrale Gesamtabmessung des Hybridantriebs dementsprechend verringert werden kann. Bei dem vorliegenden Hybridantrieb, welcher einen kompakten Aufbau hat, besteht ein größerer Grad an Freiheit, diesen an Kraftfahrzeugen anzubringen.
  • Der obige andere Hybridantrieb kann außerdem einen zweiten Motor/Generator aufweisen, welcher auf der ersten Achse angeordnet ist, und das Antriebsteil ist zwischen dem ersten Motor/Generator und dem zweiten Motor/Generator in einer axialen Richtung des Antriebsteils angeordnet.
  • Dabei kann die zweite Achse unterhalb der ersten Achse angeordnet sein.
  • Dabei kann der Hybridantrieb außerdem ein Zwischendrehteil aufweisen, welches drehbar um eine dritte Achse, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Achse liegt, angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform erhält das Antriebsteil die Antriebskraft von dem Abtriebsteil durch das Zwischendrehteil, und die dritte Achse ist oberhalb der zweiten Achse angeordnet.
  • Bei einer anderen Ausführungsform des obigen anderen Hybridantriebs ist das Antriebsteil in einer axialen Richtung des Zwischendrehteils auf das Abtriebsteil ausgerichtet. D.h., die axiale Position des Antriebsteils der Differenzialgetriebeeinrichtung ist im Wesentlichen die gleiche wie die des Abtriebsteils. Das Abtriebsteil hat im Allgemeinen einen relativ kleinen Durchmesser, während das Antriebsteil der Differenzialgetriebeeinrichtung einen relativ großen Durchmesser hat, um das Antriebsdrehmoment, das durch die Differenzialgetriebeeinrichtung auf die Antriebsräder übertragen werden soll, zu verstärken. Weil diese Abtriebs- und Antriebsteile, welche die relativ geringen und großen Durchmesser aufweisen, an der im Wesentlichen gleichen axialen Position angeordnet sind, können die Antriebs- und Abtriebsteile in der radialen Richtung relativ nahe zueinander angeordnet sein, wodurch die erforderliche radiale oder diametrale Abmessung des Hybridantriebs verringert werden kann.
  • Bei einer anderen Ausführungsform des obigen anderen Hybridantriebs besteht das Abtriebsteil aus einem Zahnkranz, welcher mit einer Kette in Eingriff steht, um die Antriebskraft von dem Zahnkranz zu dem Antriebsteil zu übertragen. Die Verwendung des Zahnkranzes als Abtriebsteil ist dahingehend von Vorteil, dass auf den Zahnkranz im Wesentlichen keine Längskraft wirkt, wodurch die Lagerung des Zahnkranzes vereinfacht werden kann. Darüber hinaus gestattet die Verwendung der Kette zusammen mit dem Zahnkranz, dass das Zwischendrehteil (welches oben in Bezug auf die dritte bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde) von dem Abtriebsteil in dessen radialer Richtung räumlich beabstandet ist, und zwar durch einen Abstand, der ausreichend ist, um eine Beeinflussung des Zwischendrehteils und des Abtriebteils und der anderen, auf der ersten Achse angeordneten Bauteile sogar dann zu vermeiden, wenn die Bauteile (einschließlich des Motors) auf der ersten Achse in der axialen Richtung relativ nahe zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten, durch die Verwendung des Zahnkranzes und der Kette kann die erforderliche axiale Gesamtabmessung des Hybridantriebs verringert werden. In dieser Hinsicht ist anzumerken, dass der bekannte Hybridantrieb, welcher in der oben als Stand der Technik erörterten JP-A-6-328951 offenbart ist, als Abtriebsteil ein schrägverzahntes Zahnrad verwendet, welches einer beträchtlich großen Längskraft unterworfen ist und daher auf Kugellager gelagert werden muss. Darüber hinaus muss ein Untersetzungsmechanismus, welcher das Zwischendrehteil enthält, bei dem bekannten Hybridantrieb nahe der ersten Achse angeordnet sein. Durch die Verwendung der Kugellager und durch die enge Anordnung des Untersetzungsmechanismus hinsichtlich der ersten Achse müssen der erste Motor/Generator und der zweite Motor/Generator voneinander durch einen beträchtlich großen Abstand räumlich getrennt sein, was zu einer Zunahme der erforderlichen axialen Gesamtabmessung des Hybridantriebs führt.
  • Der erste Motor/Generator und/oder der zweite Motor/Generator müssen/muss notwendigerweise nicht die Funktion sowohl eines Elektromotors als auch eines Stromgenerators haben, sondern kann dafür ausgelegt sein, entweder als Elektromotor oder als Stromgenerator zu arbeiten. Wo der Hybridantrieb sowohl den ersten Mo tor/Generator als auch den zweiten Motor/Generator hat, wird der erste oder der zweite Motor/Generator in erster Linie als Elektromotor verwendet, d.h. er wird alleine oder zusammen mit dem Motor als Antriebskraftquelle zum Antreiben des Kraftfahrzeugs verwendet, und er wird als Stromgenerator verwendet, wenn notwendig, um beispielsweise auf das Fahrzeug eine Nutzbremsung aufzubringen. Der andere Motor/Generator wird in erster Linie als Stromgenerator verwendet, der von dem Motor durch das Planetengetriebe betätigt wird, um elektrische Energie zu erzeugen, welche verwendet wird, um den Elektromotor als Antriebskraftquelle zu betätigen, oder um eine Speichervorrichtung für elektrische Energie, wie zum Beispiel eine Batterie, zu laden. Der Motor/Generator, der in erster Linie als der Stromgenerator verwendet wird, kann jedoch als Elektromotor verwendet werden, um das Abtriebsteil zu drehen oder um den Motor zu starten. Entweder der erste Motor/Generator oder der zweite Motor/Generator kann als der Elektromotor oder die Antriebskraftquelle verwendet werden. In dem Fall, wo nur der erste Motor/Generator vorgesehen ist, kann in Abhängigkeit von dem Laufzustand des Kraftfahrzeugs dieser Motor/Generator wahlweise als der Elektromotor oder als der Stromgenerator verwendet werden.
  • Bei dem obigen anderen Hybridantrieb, bei dem sowohl der erste Motor/Generator als auch der zweite Motor/Generator vorgesehen ist, kann der Hybridantrieb aufweisen (a) den oben erwähnten, durch Kraftstoffverbrennung betriebenen Motor, (b) ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad und einem Träger, von welchen ein Teil mit dem Motor verbunden ist, einem Hohlrad, das mit dem oben erwähnten Abtriebsteil verbunden ist, (c) den oben erwähnten ersten Motor/Generator, der mit dem Abtriebsteil verbunden ist, (d) einen zweiten Motor/Generator, der auf der ersten Achse angeordnet und mit dem anderen Teil des Planetengetriebes verbunden ist, nämlich dem Sonnenrad oder dem Träger. In diesem Fall wird der erste Motor/Generator primär als der Elektromotor verwendet, während der zweite Motor/Generator primär als der Stromgenerator verwendet wird. Während das Sonnenrad und der Träger des Planetengetriebes jeweils mit dem Motor bzw. dem zweiten Motor/Generator verbunden sind, ist es günstig, dass das Sonnenrad mit dem zweiten Motor/Generator verbunden ist, während der Träger mit dem Motor verbunden ist, weil durch diese Anordnung die Motordrehzahl verringert werden kann und dadurch der Energieverlust des Motors verringert wird. Es können geeignete Kupplungen vorgesehen sein, um das Planetengetriebe in Bezug auf den Motor und den zweiten Motor/Generator wahlweise zu verbinden und zu trennen, oder um zwei Bauteile, welche entweder das Sonnenrad, der Träger oder das Hohlrad des Planetengetriebes sind, wahlweise zu verbinden oder zu trennen. Diese Kupplungen können auf geeignete Art und Weise gesteuert werden, um den neutralen Modus des Hybridantriebs zu erzielen oder um die Energieübertragungseffizienz des Motors zu erhöhen.
  • In dem Fall, wo der Hybridantrieb den Motor, einen mit der Abtriebswelle des Motor verbundenen Dämpfer, einen zweiten Motor/Generator, ein Abtriebsteil, ein Planetengetriebe und einen ersten Motor/Generator aufweist, können diese Bauteile in der Reihenfolge ihrer Beschreibung entlang der ersten Achse angeordnet sein. Die positionelle Anordnung dieser Bauteile in der axialen Richtung kann jedoch passend ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Abtriebsteil auf einer von dem Planetengetriebe abgewandten Seite des ersten Motors/Generators angeordnet sein. Das Prinzip dieser Anordnung kann gleichermaßen bei dem Hybridantrieb verwendet werden, der kein Planetengetriebe aufweist, wie es oben beschrieben wurde. Der oben erwähnte Dämpfer ist vorzugsweise zwi schen dem Motor und dem Planetengetriebe vorgesehen, um Geschwindigkeits- und Drehmomentschwankungen des Motors zu absorbieren. Der Dämpfer kann ein elastisches Bauteil aufweisen, wie zum Beispiel eine Feder oder ein Gummibauteil.
  • Die Differenzialgetriebeeinrichtung kann ein Kegelraddifferenzial oder ein Planetengetriebe sein. Wo als das Abtriebsteil der Zahnkranz verwendet wird, wie es oben beschrieben wurde, kann der Zahnkranz durch die Kette direkt mit dem Antriebsteil der Differenzialgetriebeeinrichtung verbunden sein. Es kann jedoch zwischen dem Zahnkranz und der Differenzialgetriebeeinrichtung ein Untersetzungsmechanismus vorgesehen sein, so dass die Drehgeschwindigkeit des Antriebsteils in Bezug auf die des Abtriebsteils verringert wird. In diesem Fall weist der Untersetzungsmechanismus eine erste, mit der Kette verbundene Zwischenwelle und eine zweite, mit dem Antriebsteil verbundene Zwischenwelle auf. Die erste Zwischenwelle ist um eine dritte Achse drehbar, die oberhalb und hinter der ersten Achse angeordnet sein kann, wenn die Betrachtung in einer Ebene durchgeführt wird, welche zu der ersten Achse senkrecht steht und zu der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verläuft. Die zweite Zwischenwelle ist um eine vierte Achse drehbar, welche oberhalb und hinter der dritten Achse angeordnet sein kann. Das Antriebsteil und die Abtriebswellen der Differnzialgetriebeeinrichtung sind um die zweite Achse drehbar, welche unterhalb der vierten Achse angeordnet sein kann. Bei dieser positionellen Anordnung ist oberhalb der primären oder ersten Achse ein Raum vorgesehen. Dieser Raum kann dafür verwendet werden, dass geeignete Bauteile untergebracht werden, wie zum Beispiel eine Motor/Generatorsteuerung oder Motor/Generatorssteuerungen (Wechselstromrichter) und eine Speichervorrichtung für elektrische Energie, welche mit dem Motor/Generator ver bunden ist. Weil der Untersetzungsmechanismus in Bezug auf die erste Achse rückwärtig angeordnet ist, ist vor der ersten Achse ein relativ großer Raum vorhanden. Dieser vordere Raum kann effektiv dafür verwendet werden, um Stöße bei einer Kollision des Fahrzeugs zu absorbieren. Der Untersetzungsmechanismus kann durch ein Getriebe, welches zwei oder mehr Paare von Schaltgetrieben und Kupplungen hat, um zwei oder mehr Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse bereitzustellen, oder einen Mechanismus mit einer Frontantriebsposition und einer Heckantriebsposition ersetzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die obigen und optionale Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutungen dieser Erfindung werden besser verstanden, indem die folgende detaillierte Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gelesen wird, und wenn sie zusammen mit der beigefügten Zeichnung betrachtet wird, in welcher:
  • 1 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemeine Anordnung eines Hybridantriebs zeigt, der gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist;
  • 2 und 3 entwickelte Querschnittsansichten sind, die den Aufbau des Hybridantriebs aus 1 im Detail zeigen;
  • 4 eine entwickelte Querschnittsansicht entlang einer Linie 4-4 von 5 in einer Ebene ist, in welcher eine erste Achse O1 und eine zweite Achse O2 des Hybridantriebs von 1 enthalten sind, wobei diese Achsen in 2 bzw. 3 gezeigt sind;
  • 5 eine schematische geschnittene Seitenansicht des Hybridantriebs aus 1 ist, die ein positionelles Verhältnis von vier Achsen O1–O4 des Hybridantriebs zeigt, in welchen die ersten und zweiten Achsen O1 und O2 enthalten sind;
  • 6 eine schematische Draufsicht des Hybridantriebs aus 6 ist, die ein positionelles Verhältnis der Achsen O1–O4 zeigt;
  • 7 ein Blockdiagramm ist, welches ein Steuerungssystem des Hybridantriebs aus 1 zeigt;
  • 8 und 9 entwickelte Querschnittsansichten sind, welche den Aufbau eines Hybridantriebs gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung im Detail zeigen;
  • 10 eine schematische geschnittene Seitenansicht des Hybridantriebs aus 8 und 9 ist, welche ein positionelles Verhältnis von vier Achsen O1–O4 des Systems zeigt;
  • 11 und 12 entwickelte Querschnittsansichten sind, die den Aufbau eines Hybridantriebs gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung im Detail zeigen;
  • 13 eine schematische geschnittene Seitenansicht des Hybridantriebs aus 11 und 12 ist, die ein positionelles Verhältnis von vier Achsen O1–O4 des Systems zeigt;
  • 14 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemeine Anordnung eines Hybridantriebs gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 15 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemeine Anordnung eines Hybridantriebs gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 16 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemeine Anordnung eines Hybridantriebs gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 17 eine Querschnittsansicht ist, welche der aus 2 entspricht und eine modifizierte Anordnung des Hybridantriebs der 1 bis 6 zeigt, worin ein Gehäusebauteil mit einem Kühlkanal ausgeformt ist; und
  • 18 eine Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel für einen bekannten Hybridantrieb zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Es wird auf die schematische Ansicht von 1 und die entwickelten Querschnittsansichten der 2–4 Bezug genommen. Darin ist im Detail der Aufbau eines Hybridantriebs 40 gezeigt, der dafür geeignet ist, in einem Kraftfahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb (einem FF-Fahrzeug) verwendet zu werden. Der Hybridantrieb 40 ist an dem FF-Fahrzeug derart angeordnet, dass die axiale Richtung des Hybridantriebs 40 zur Querrichtung (Breitenrichtung) des Fahrzeugs im Wesentlichen parallel ist. Der Hybridantrieb 40 weist folgendes auf: einen Motor bzw. eine Brennkraftmaschine 42, wie zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, der durch Verbrennung eines Kraftstoffs betrieben wird; einen zweiten Motor/Generator 44; ein Planetengetriebe 46 mit Einzelritzel; und einen ersten Motor/Generator 48. Das Planetengetriebe 46 hat die Funktion eines Vereinigungs-/Verteilungsmechanismus zum mechanischen Vereinigen und Verteilen einer Kraft.
  • Das Planetengetriebe 46 weist folgendes auf:
    einen mit dem Motor 42 verbundenen Träger 46c; ein Sonnenrad 46s, das mit einem Rotor 44r des zweiten Motors/Generators 44 verbunden ist; und ein Hohlrad 46r, das mit einem Rotor 48r des ersten Motors/Generators 48 und mit einem Abtriebsteil in der Form eines Zahnkranzes 50 verbunden ist. Das Planetengetriebe 46 ist derart angeordnet, dass es in erster Linie die Funktion hat, eine Drehkraft von dem Motor 42 aufzunehmen und die aufgenommene Drehkraft auf den zweiten Motor/Generator 44 und den Zahnkranz 50 zu verteilen. Der zweite Motor/Generator 44 hat in erster Linie die Funktion eines Stromgenerators, der von dem Motor 42 durch das Planetengetriebe 46 angetrieben wird, um elektrische Energie zu erzeugen, welche den ersten Motor/Generator 48 zugeführt wird oder in einer Speichervorrichtung 126 für elektrische Energie (siehe 7) gespeichert wird, wie zum Beispiel einer Batterie. Andererseits hat der erste Motor/Generator 48 in erster Linie die Funktion eines Elektromotors, welcher alleine oder zusammen mit dem Motor 42 als Antriebskraftquelle verwendet wird, um das Kraftfahrzeug anzutreiben. Der erste Motor/Generator 48, der ein relativ großes Drehmoment bereitstellen soll, ist derart aufgebaut, dass er einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite Motor/Generator 44, damit dadurch seine axiale Gesamtlänge verringert wird. Durch ein Schwungrad 52 und einen Dämpfer 54 wird eine Ausgabe des Motors 42 zu dem Planetengetriebe 46 übertragen. Das Schwungrad 52 dient dazu, die Geschwindigkeits- und Drehmomentabweichungen des Motors 10 zu verringern. Der Dämpfer 54 enthält ein geeignetes elastisches Bauteil, wie zum Beispiel eine Feder oder ein Gummibauteil.
  • Der als Abtriebsbauteil dienende Zahnkranz 50 ist durch eine Kette 62 mit einem angetriebenen Zahnkranz 60 verbunden, der an einer ersten Zwischenwelle 58 eines Untersetzungsmechanismus 56 vorgesehen ist. Der Untersetzungsmechanismus 56 weist außerdem eine zweite Zwischenwelle 64 auf, welche zur ersten Zwischenwelle 58 parallel ist. Die ersten und zweiten Zwischenwellen 58, 64 weisen jeweilige Untersetzungszahnräder 66, 68 auf, welche miteinander in Eingriff stehen. Die zweite Zwischenwelle 64 weist außerdem ein Abtriebszahnrad 70 auf. Die Drehgeschwindigkeit der zweiten Zwischenwelle 64 wird in Bezug auf die der ersten Zwischenwelle 58 durch eine Untersetzungswirkung der Untersetzungszahnräder 66, 68 verringert, und die Drehbewegung der zweiten Zwischenwelle 64 wird durch das Abtriebszahnrad 70 zu einem Kegelraddifferenzial 72 übertragen. Das Abtriebszahnrad 70 des Untersetzungsmechanismus 56 steht mit einem Antriebsteil der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 in Eingriff, das ein Hohlrad 74 mit einem relativ großen Durchmesser ist. Die Drehgeschwindigkeit des Hohlrades 74 wird in Bezug auf die des Abtriebzahnrads 70 verringert. Die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 weist ein Abtriebswellenpaar 76, 78 auf, welches mit vorderen rechten und linken Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden ist. Die Drehantriebskraft, welche von dem Hohlrad 74 aufgenommen wird, wird durch die jeweiligen Abtriebswellen 76, 78 auf die vorderen rechten und linken Antriebsräder verteilt. Das Fahrzeug ist mit einer mechanischen Parkvorrichtung ausgestattet, welche ein Parkzahnrad aufweist, das mit dem Untersetzungszahnrad 68 auf der zweiten Zwischenwelle 64 des Untersetzungsmechanismus 56 integral ausgeformt ist.
  • Daraus geht hervor, dass die erste Zwischenwelle 58 die Funktion eines Zwischendrehteils hat, das zwischen dem Antriebsteil 50 (dem Zahnkranz) des Planetengetriebes 46 und dem Antriebsteil 74 (dem Hohlrad) der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 angeordnet ist.
  • Wie aus den 2 bis 4 ersichtlich ist, sind der Motor 42, das Schwungrad 52, der Dämpfer 54, der zweite Motor/Generator 44, der Zahnkranz 50, das Planetengetriebe 46 und der erste Motor/Generator 48 koaxial zueinander auf einer sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden ersten Achse O1 in der Reihenfolge ihrer Beschreibung in der axialen Richtung derart angeordnet, dass diese Bauteile benachbart zueinander angeordnet sind. Im Detail heißt das, der Zahnkranz 50 ist auf einer dem ersten Motor/Generator 48 abgewandten Seite des Planetengetriebes 46 angeordnet, während der zweite Motor/Generator 44 auf einer dem Planetengetriebe 96 abgewandten Seite des Zahnkranzes 50 angeordnet ist. Der Motor 42 ist auf einer dem Zahnkranz 50 abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators 44 angeordnet, d.h., er ist derart angeordnet, dass sich der zweite Motor/Generator 44 zwischen dem Motor 42 und dem Zahnkranz 50 befindet. Mit dem Sonnenrad 46s des Planetengetriebes 46 ist ein Hohlwellenabschnitt 82 integral ausgeformt. Der Wellenabschnitt 82 erstreckt sich durch einen radialen Innenabschnitt des Zahnkranzes 50 derart, dass der Wellenabschnitt 82 in Bezug auf den Zahnkranz 50 gedreht werden kann. Der Wellenabschnitt 82 ist mit dem Rotor 44r des zweiten Motors/Generators 44 kerbverzahnt, so dass er sich mit, dem Rotor 44r drehen kann. Durch die Mittelbohrungen des Wellenabschnitts 82 und des Rotors 44r erstreckt sich eine Antriebswelle 84. Der Dämpfer 54 weist ein radiales Innenteil auf, welches mit einem Endabschnitt der Antriebswelle 84 auf der Seite des zweiten Motors/Generators 44 kerbverzahnt ist, so dass die Antriebswelle 84 mit dem radialen Innenteil des Dämpfers 54 gedreht wird. Der Träger 46c des Planetengetriebes 46 ist mit dem anderen Endabschnitt der Antriebswelle 84 integral ausgeformt. Der Träger 46c trägt drehbar eine Vielzahl von Planetenrädern, welche mit dem Sonnenrad 46s und dem Hohlrad 46r in Eingriff stehen.
  • Daraus geht hervor, dass der Wellenabschnitt 82 die Funktion einer Verbindungswelle hat, welche das Planetengetriebe 46 mit dem zweiten Motor/Generator 44 verbindet.
  • Das radiale Außenteil des Dämpfers 54 ist mit dem Schwungrad 52 derart verbunden, dass das radiale Außenteil und das Schwungrad 52 als eine Einheit gedreht werden. Das Schwungrad 52 ist an einer Kurbelwelle 86 des Motors 42 fest angebracht, so dass es sich mit der Kurbelwelle 86 dreht. Das Schwungrad 52 ist in der Nähe des zweiten Motors/Generators 44 angebracht. Der zweite Motor/Generator 44 weist eine Statorwicklung 88 auf, welche sich in der axialen Richtung zu dem Schwungrad 52 hin derart erstreckt, dass radial innerhalb der Statorwicklung 88 ein radialer Innenraum vorgesehen ist. Der Dämpfer 54 ist in diesem radialen Innenraum angeordnet. Der erste Motor/Generator 48 mit dem relativ großen Durchmesser hat eine Statorwicklung 90, die sich zu dem zweiten Motor/Generator 44 in der axialen Richtung derart erstreckt, dass radial innerhalb der Statorwicklung 90 ein radialer Innenraum vorgesehen ist. Das Planetengetriebe 46 ist in diesem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 90 vorgesehen ist. Der zweite Motor/Generator 44 und der erste Motor/Generator 48 haben zwischen sich nur ein geringes Längsspiel der Achse, das geringfügig größer ist als die Breite der oben erwähnten Kette 62. Daraus geht hervor, dass die Kurbelwelle 86 die Funktion einer Abtriebswelle des Motors 42 hat.
  • Der Untersetzungsmechanismus 56 ist derart angeordnet, dass die ersten und zweiten Zwischenwellen 58, 64 eine jeweilige dritte Achse O3 und vierte Achse O4 haben, welche zu der ersten Achse O1 parallel sind. Der Untersetzungsmechanismus 56 ist in Bezug auf das Planetenge triebe 46 axial derart angeordnet, dass der angetriebene Zahnkranz 60 und das Abtriebszahnrad 70 mit dem Zahnkranz 50 im Wesentlichen ausgerichtet sind, und er ist in Bezug auf den zweiten Motor/Generator 44 axial derart angeordnet, dass die Untersetzungszahnräder 66, 68 mit dem zweiten Motor/Generator 44 im Wesentlichen ausgerichtet sind. Das Untersetzungszahnrad 66 auf der ersten Zwischenwelle 58 ist radial außerhalb des zweiten Motors/Generators 44 angeordnet, der einen relativ kleinen Durchmesser hat.
  • Die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist derart angeordnet, dass das Abtriebswellenpaar 76, 78 eine zweite Achse O2 aufweist, welche zu der ersten Achse O1 parallel ist. Die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist in Bezug auf das Planetengetriebe 46 axial derart angeordnet, dass das große Hohlrad 74 mit dem Zahnkranz 50 im Wesentlichen ausgerichtet ist. Die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 hat ein Differenzialgehäuse 92, in welchem ein Differenzialmechanismus untergebracht ist. Das Differenzialgehäuse 92 ist auf Lager drehbar gelagert, in welchen ein Lager 94 enthalten ist, das einen relativ kleinen Durchmesser hat. Die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist Bezug auf den zweiten Motor/Generator 44 axial derart angeordnet, dass das Differenzialgehäuse 92 mit dem zweiten Motor/Generator 44 im Wesentlichen ausgerichtet ist, während das Lager 94, das einen relativ kleinen Durchmesser hat, mit dem Schwungrad 52, das einen relativ großen Durchmesser hat, im Wesentlichen ausgerichtet ist.
  • Das Hohlrad 74 der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist einerseits derart angeordnet, dass sein radialer Außenabschnitt zwischen dem Längsspiel der Achse des zweiten Motors/Generators 44 und des ersten Motors/Generators 48 angeordnet ist, und zum anderen, dass eine gegenseitige Beeinflussung mit der Kette 62 vermieden wird. Im Detail heißt das, der radiale Außenabschnitt des Hohlra des 74 überlappt die radialen Außenabschnitte des zweiten Motors/Generators 44 und des ersten Motors/Generators 48 in der radialen Richtung des ersten Motors/Generators 48 und des Hohlrades 74, wie es aus der Seitenansicht von 5 und der Querschnittsansicht von 4, die entlang einer Linie 4-4 von 5 in einer die ersten und zweiten Achsen O1, O2 enthaltenen Ebene gemacht worden ist, ersichtlich ist. Der radiale Außenabschnitt des angetriebenen Zahnkranzes 60 auf der ersten Zwischenwelle 58 der Untersetzungseinrichtung 56 ist auch in der axialen Lücke zwischen des ersten Motors/Generators 48 und des zweiten Motors/Generators 44 angeordnet.
  • Es wird nun auf die Seitenansicht von 5 und auf die Draufsicht von 6 Bezug genommen. Darin sind das positionelle Verhältnis der ersten, zweiten, dritten und vierten Achse O1 bis O4 dargestellt. In den 5 und 6 entspricht die linke Seite der Betrachtungen der vorderen Seite des Kraftfahrzeugs. Wie aus diesen Ansichten ersichtlich ist, ist die dritte Achse O3, welche die Achse der ersten Zwischenwelle 58 des Untersetzungsmechanismus 56 ist, oberhalb und hinter der ersten Achse angeordnet, während die vierte Achse O4, welche die Achse der zweiten Zwischenwelle 64 ist, unterhalb und hinter der dritten Achse O3 angeordnet ist. Außerdem ist die zweite Achse O2, welche die Achse der Abtriebswellen 76, 78 der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist, unterhalb der vierten Achse O4 angeordnet. Die zweite Achse O2 ist von den vier Achsen O1 bis O4 die unterste Achse.
  • Zwischen dem Dämpfer 54 und dem zweiten Motor/Generator 44 ist eine erste Trennwand 98 angeordnet, welche mit einem ersten Gehäuseteil 96 integral ausgeformt ist, das an dem Motor 42 befestigt ist. Eine zweite Trennwand 100 (welche die Funktion hat, den zweiten Motor/Generator 44 teilweise abzudecken) ist mit dem ersten Gehäuseteil 96 ebenfalls integral ausgeformt. Diese ersten und zweiten Trennwände 98, 100 wirken derart zusammen, dass sie einen ersten Raum 102 bilden, welcher als erster Motorraum dient, in dem der Rotor 44r und der Stator 44s des zweiten Motors/Generators 44 untergebracht sind. In einem radialen Innenabschnitt des ersten Raumes 102, welcher sich in der Nähe der Innenfläche der zweiten Trennwand 100 befindet und radial innerhalb der Statorwicklung 88 liegt, ist eine Drehpositionserfassungseinrichtung in der Form eines Drehmelders 104 angeordnet. An einem radialen Innenabschnitt der Außenfläche der zweiten Trennwand 100, der dem Drehmelder 104 entspricht, ist ein Haltebauteil 106 integral angebracht, welches den Zahnkranz 50 über ein Nadellager derart hält, dass der Zahnkranz 50 um seine Achse frei gedreht werden kann. Der Zahnkranz 50 ist mit dem Hohlrad 46r des Planetengetriebes 56 kerbverzahnt, so dass er sich mit dem Hohlrad 46r dreht. Durch diesen Aufbau kann der Zahnkranz 50 in Bezug auf das Planetengetriebe 46 leicht montiert werden.
  • Das Haltebauteil 106 ist an dem Wellenabschnitt 82 des Sonnenrades 46s derart angebracht, dass der Wellenabschnitt 82 in Bezug auf das Haltebauteil 106 drehbar ist. Das Haltebauteil 106 weist Ölkanäle zum Schmieren des Planetengetriebes 46 und der anderen Einrichtungen auf. Der Stator 44s des Motors/Generators 44 ist an dem ersten Gehäuseteil 96 angebracht, während der Rotor 44r durch die ersten und zweiten Trennwände 98, 100 über ein Kugellagerpaar drehbar gelagert ist. Durch diesen Aufbau wird die Prüfung des zweiten Motors/Generators 44 hinsichtlich seiner Leistung (d. h., die Funktion als Stromgenerator sowie die Funktion als Elektromotor) erleichtert. Zwischen der ersten Trennwand 98 und dem Rotor 44r und zwischen dem Haltebauteil 106, das an der zweiten Trennung integral angebracht ist, und dem Rotor 44r ist eine Öldichtung zur Fluiddichtheit vorgesehen, so dass verhin dert wird, dass das Schmieröl in den ersten Raum 102 (den ersten Motorraum) eindringt. Zwischen der ersten Trennwand 98 und der Antriebswelle 84 ist ebenfalls eine Öldichtung zur Fluiddichtheit vorgesehen, um zu verhindern, dass das Schmieröl austritt, welches zwischen der Antriebswelle 84 und dem Rotor 44r und dem Wellenabschnitt 82 zugeführt wird.
  • An dem ersten Gehäusebauteil 96 ist ein zweites Gehäusebauteil 110 integral angebracht. Das zweite Gehäusebauteil 110 hat eine integral ausgeformte dritte Trennwand 108. Das zweite Gehäusebauteil 110 steht mit dem ersten Gehäusebauteil 96 und der zweiten Trennwand 110 in Wirkverbindung, um einen zweiten Raum 112 zu bilden, in welchem das Planetengetriebe 46, der Zahnkranz 50, der Untersetzungsmechanismus 56 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 angeordnet sind. Dieser zweite Raum 112 enthält eine geeignete Menge an Öl, um die miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder und die Lager durch ein Ölbad zu schmieren. Zwischen dem Abtriebswellenpaar 76, 78 und den ersten und zweiten Gehäusebauteilen 96, 110 sind Öldichtungen zur Fluiddichtheit vorgesehen, um zu verhindern, dass Schmieröl aus dem zweiten Raum 102 austritt.
  • Die dritte Trennwand 108 ist zwischen dem Planetengetriebe 46 und dem ersten Motor/Generator 48 angeordnet. Ein drittes Gehäusebauteil 114 ist mit dem zweiten Gehäusebauteil 110 integral ausgeformt. Die dritte Trennwand 108 steht mit dem dritten Gehäusebauteil 114 in Wirkverbindung, um einen dritten Raum 116 zu bilden, welcher als zweiter Motorraum dient, in dem der Rotor 48r und der Stator 48s des ersten Motors/Generators 48 untergebracht sind. An dem radialen Innenabschnitt der Außenfläche des dritten Gehäusebauteils 114, der radial innerhalb der Statorwicklung 90 angeordnet ist, ist eine Drehpositionserfassungseinrichtung in der Form eines Drehmelders 118 angebracht. Der Stator 48s des ersten Motors/Generators 48 ist an dem dritten Gehäusebauteil 114 angebracht, während der Rotor 48r durch die dritte Trennwand 108 und das dritte Gehäusebauteil 114 über ein Paar Kugellager gelagert ist, so dass der Rotor 48r um seine Achse frei drehbar ist. Durch diesen Aufbau wird die Prüfung des ersten Motors/Generators 48 hinsichtlich seiner Leistung (der Funktion als Stromgenerator sowie der Funktion als Elektromotor) erleichtert. Zwischen dem Rotor 48r und der dritten Trennwand 108 ist eine Öldichtung zur Fluiddichtheit vorgesehen, so dass verhindert wird, dass das im zweiten Raum 112 befindliche Schmieröl in den dritten Raum 116 (dem zweiten Motorraum) eindringt. Das Hohlrad 46r des Planetengetriebes 46 ist mit dem Endabschnitt des Rotors 48r kerbverzahnt, der sich durch die dritte Trennwand 108 erstreckt, so dass das Hohlrad 46r mit dem Rotor 48r gedreht wird. Die oben erwähnte Antriebswelle 84 wird durch den Rotor 44r des zweiten Motors/Generators 44 und den Rotor 48r des ersten Motors/Generators 48 gehalten, so dass die Antriebswelle 84 in Bezug auf die Rotor 44r, 48r um ihre Achse (die erste Achse O1) drehbar ist. Die Antriebswelle 84 weist Ölkanäle auf, die in axialen und radialen Richtungen durch sie hindurch ausgeformt sind, um die Halteabschnitte zu schmieren, an welchen die Antriebswelle 84 gehalten wird.
  • Wie in 7 zu sehen ist, ist der Hybridantrieb 40 mit einem Steuersystem versehen, das eine Steuervorrichtung 120 enthält. Der Motor 42 wird durch die Steuervorrichtung 120 gesteuert. Genauer gesagt heißt das, die Steuervorrichtung 120 steuert den Öffnungswinkel eines Drosselventils, die Menge an eingespritztem Kraftstoff und den Zündzeitpunkt und andere Betriebsbedingungen des Motors 42. Der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 sind durch jeweilige Steuerungen 122, 124 des ersten und zweiten Motors/Generators mit der Speichervorrichtung 126 für elektrische Energie (wie z. B. einer Batterie) verbunden. Die Steuervorrichtung 120 steuert den zweiten Motor/Generator 44 und den ersten Motor/Generator 48 derart, dass jeder Motor/Generator selektiv in einen der folgenden Zustände gebracht wird, nämlich in einen ANTRIEBS-Modus, in einen LADE-Modus und in einen UNBELASTETEN oder FREIEN Modus. In dem ANTRIEBS-Modus wird der Motor/Generator 44, 48 mit einer elektrischen Energie, welche in der Speichervorrichtung 126 gespeichert ist oder durch den anderen Motor/Generator erzeugt oder von diesem zugeführt wird, als Elektromotor betrieben, um ein vorgegebenes Drehmoment bereitzustellen. In dem LADE-Modus wird der Motor durch Nutzbremsung (d. h., durch ein elektrisches Bremsdrehmoment des Motors/Generators für sich allein genommen) als Stromgenerator oder Dynamo betrieben, um die Speichervorrichtung 126 für elektrische Energie zu laden. In dem UNBELASTETEN Modus oder dem FREIEN Modus wird der Motor/Generator 44, 48 in einen UNBELASTETEN Modus gebracht, wodurch sich der Rotor 44r, 48r frei drehen kann.
  • Die Steuervorrichtung 120 weist einen Mikrocomputer mit einer Zentraleinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM) auf und ist dafür ausgelegt, den Hybridantrieb 40 gemäß vorgegebenen Steuerprogrammen zu steuern, so dass der Hybridantrieb 40 in einem Modus betrieben wird, welcher aus einem von verschiedenen Betriebsmodi ausgewählt wird, die einen MOTOR-ANTRIEBS-Modus, einen BRENNKRAFTMASCHINE-ANTRIEBS- und LADE-Modus, einen BRENNKRAFTMASCHINE·MOTOR-ANTRIEBS-Modus, einen NUTZBREMSUNGS-Modus und einen LADE-Modus beinhalten. In dem MOTOR-ANTRIEBS-Modus wird der zweite Motor/Generator 44 in den UNBELASTETEN Modus gesetzt, während der erste Motor/Generator 48 als Elektromotor betrieben wird, der als Antriebsenergiequelle zum Antreiben des Kraftfahrzeugs dient. In dem BRENNKRAFTMASCHINE- ANTRIEBS- und LADE-Modus wird der zweite Motor/Generator 44 als Stromgenerator und in der Funktion eines Reaktionsbauteils betrieben, während der erste Motor/Generator 48 in den UNBELASTETEN Modus gesetzt wird, und der Motor 42 wird als Antriebsenergiequelle zum Antreiben des Kraftfahrzeugs betrieben, während die Speichervorrichtung 126 für elektrische Energie durch den zweiten Motor/Generator 44 geladen wird. In dem BRENNKRAFTMASCHINE·MOTOR-ANTRIEBS-Modus wird der zweite Motor/Generator 44 als Stromgenerator betrieben, während der Motor 42 und der erste Motor/Generator 48 als Antriebsenergiequelle zum Antreiben des Kraftfahrzeugs betrieben werden. In diesem BRENNKRAFTMASCHINE·MOTOR-ANTRIEBS-Modus wird der erste Motor/Generator 48 durch die elektrische Energie betrieben, die durch den zweiten Motor/Generator 44 erzeugt wird oder in der Speichervorrichtung 126 gespeichert ist. Der NUTZBREMSUNGS-Modus wird erhalten, während das Kraftfahrzeug während des Fahrens gebremst wird. In dem NUTZBREMSUNGS-Modus wird der erste Motor/Generator 48 durch die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs als Stromgenerator betrieben, um die Speichervorrichtung 126 zu laden, während auf das Fahrzeug eine Nutzbremsung aufgebracht wird. Der LADE-Modus wird erzielt, während das Fahrzeug gestoppt wird. In diesem LADE-Modus wird der zweite Motor/Generator 44 als Stromgenerator betrieben, während der Motor 42 dazu betrieben wird, den zweiten Motor/Generator 44 als den Stromgenerator zum Laden der Speichervorrichtung 126 zu betreiben.
  • Die Steuervorrichtung 120 empfängt von verschiedenen Erfassungseinrichtungen oder Sensoren verschiedene Signale, die Informationen darstellen, welche notwendig sind, um den geeigneten Betriebsmodus aus den Betriebsmodi auszuwählen. Die von der Steuervorrichtung 120 aufgenommenen Signale beinhalten folgende Signale: Ein Signal, das auf den Betätigungsbetrag eines an dem Fahrzeug vorgesehenen Fahrpedals schließen lässt; ein Signal, das auf die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs schließen lässt; ein Signal, das auf den Betrag an in der Speichervorrichtung 126 gespeicherten elektrischen Energie schließen lässt; ein Signal, das auf einen Betrieb eines Bremsbetätigungsbauteiles (wie z. B. ein Bremspedal) schließen lässt; und ein Signal, das auf die gegenwärtig ausgewählte Position eines Schalthebels schließen lässt.
  • Bei dem Hybridantrieb 40 der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung sind der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 voneinander axial beabstandet. Der zweite Motor/Generator 44 hat einen größeren Durchmesser und eine geringer axiale Abmessung als der zweite Motor/Generator 16 des bekannten Hybridantriebs aus 18, und der erste Motor/Generator 48 hat einen geringeren Durchmesser als der erste Motor/Generator 22 des bekannten Hybridantriebs aus 18.
  • Darüber hinaus ist das Planetengetriebe 46 in dem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 90 vorgesehen ist, die sich zu dem zweiten Motor/Generator 44 axial von dem ersten Motor/Generator 48 erstreckt. Außerdem ist das Planetengetriebe 46 von dem ersten Motor/Generator 48 durch die dritte Trennwand 108, die zwischen ihnen angeordnet ist, isoliert. Durch diese Anordnung kann die axiale Abmessung verringert werden, die notwendig ist, damit das Planetengetriebe 46 in der Nähe des ersten Motors/Generators 48 angeordnet ist, wodurch die gesamte notwendige axiale Abmessung des Hybridantriebs 40 verringert werden kann, oder der Durchmesser des ersten Motors/Generators 48 kann verringert werden, indem seine axiale Abmessung vergrößert wird. Darüber hinaus ist die vorliegende Anordnung dahingehend wirksam, das Eintreten des Schmieröls in den zweiten Motorraum 116 und eine ungünstige Wärmebeeinflussung des ersten Motors/Generators 48 auf das Planetengetriebe 46 zu verhindern, um dadurch eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit des Planetengetriebes 46 und des ersten Motors/Generators 48 sicherzustellen. Der Dämpfer 54 ist in einem Raum angeordnet, welcher radial innerhalb der Statorwicklung 88 vorgesehen ist, die sich von dem zweiten Motor/Generator 44 axial zu dem Schwungrad 52 erstreckt. Durch diese Anordnung kann die axiale Abmessung des Dämpfers 54 verringert werden. Außerdem ist der Dämpfer 54 von dem zweiten Motor/Generator 44 durch die erste Trennwand 98 isoliert, wodurch der erste Motorraum 102 gegen ein Eintreten des Schmieröls und von Schmutz oder anderen Fremdmaterialien geschützt ist.
  • Der Zahnkranz 50 dient als das Abtriebsteil des Planetengetriebes 46, welches die Funktion des Vereinigungs-/Verteilungsmechanismus 46 hat. Dieser Zahnkranz 50 ist durch die Kette 62 mit dem angetriebenen Zahnkranz 60 verbunden. Bei dieser Anordnung ist es weniger wahrscheinlich, dass auf den Zahnkranz 60 eine Axialbelastung wirkt, wodurch ein Nadellager zum Halten des Zahnkranzes 60 verwendet werden kann. Dadurch, dass das Nadellager zum Halten des Zahnkranzes 50 verwendet wird, kann der vorliegende Hybridantrieb 40 eine geringere axiale Abmessung haben als der bekannte Hybridantrieb, bei welchem der Zahnkranz durch Kugellager gelagert ist. Außerdem schafft die Verwendung der Kette 62 zum Verbinden des Zahnkranzes 50 und der ersten Zwischenwelle 58 des Untersetzungsmechanismus 56 einen vergrößerten Freiheitsgrad beim Positionieren der ersten Zwischenwelle 58. Das heißt, die erste Zwischenwelle 58 kann radial außerhalb des zweiten Motors/Generators 44, der einen relativ kleinen Durchmesser hat, mit einem ausreichenden radialen Abstand von dem Zahnkranz 50 angeordnet sein. Durch diese Anordnung kann der zweite Motor/Generator 44 axial in der Nähe des Zahnkranzes 50 angeordnet sein, was zu einer weiteren Verringerung der axialen Abmessung des Hybridantriebs 40 führt. Weil der Untersetzungsmechanismus 56 radial außerhalb des zweiten Motors/Generators 44, der den relativ kleinen Durchmesser hat, angeordnet ist, kann die radiale Abmessung des Hybridantriebs 40 (in der Richtung senkrecht zur ersten Achse O1) verringert werden.
  • Im Allgemeinen hat der Zahnkranz 50 einen relativ kleinen Durchmesser, während das Hohlrad 72 des Differenzialgetriebes 72 einen relativ großen Durchmesser hat, um das Drehmoment zu verstärken. Dieser Zahnkranz 50 und dieses Hohlrad 72 sind in der axialen Richtung im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet. Außerdem sind in der axialen Richtung das Differenzialgehäuse 92, das einen mittleren Durchmesser hat, und der zweite Motor/Generator 44 im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet, während das Schwungrad 52, das einen relativ großen Durchmesser hat, und das Lager 94, das einen relativ kleinen Durchmesser hat, in der axialen Richtung im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind. Durch diese Anordnungen können der radiale Abstand zwischen der ersten Achse O1 (welches die Achse des Schwungrades 52 des ersten Motors/Generators 48 und des zweiten Motors/Generators 44 ist) und der vierten Achse O4 (welches die Achse der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist) und auch die axiale Abmessung des Hybrindantriebs 40 verringert werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist außerdem dahingehend von Vorteil, dass der radiale Außenabschnitt des Hohlrades 74 der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 die radialen Außenabschnitte des ersten Motors/Generators 48 und des zweiten Motors/Generators 44 überlappt. Das heißt, der Abstand zwischen den ersten und zweiten Achsen O1 und O2 wird durch den überlappenden radialen Abstand verringert, wodurch die radiale Abmessung des Hybridan triebs 40 (in der Richtung senkrecht zu der ersten Achse O1) verringert wird.
  • Somit hat der vorliegende Hybridantrieb 40 wegen der oben beschriebenen verringerten axialen und radialen Messungen eine beträchtlich verringerte Gesamtgröße, wodurch der Hybridantrieb 40 kompakt gemacht ist und bei seiner Anbringung an einem Kraftfahrzeug ein erhöhter Grad an Freiheit besteht.
  • Es muss auch angemerkt werden, dass der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 voneinander durch die Trennwände 98, 100, 108 und das dritte Gehäusebauteil 114 isoliert sind, während die ersten und zweiten Motorräume 102, 116 durch geeignete Öldichtungen fluiddicht abgedichtet sind, um das Eintreten des Schmieröls zu verhindern, welches Eisenpartikel oder andere Fremdmaterialien enthalten kann, die gewisse Fehlfunktionen des Motors/Generators 44, 48 verursachen würden. Somit stellt der vorliegende Hybridantrieb 40 eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit sicher, wobei der Motoren/Generatoren 44, 48 die beabsichtigten Funktionen als Elektromotor und als Stromgenerator beibehalten.
  • Dadurch, dass anstelle der gegenseitig in Eingriff stehenden Zahnräder, die große Durchmesser haben und an der jeweiligen der ersten und zweiten Achsen O1, O2 angeordnet sind, die Kette 62 verwendet wird, kann der Energieverlustbetrag aufgrund der Bewegung des Schmieröls durch diese Zahnräder verringert werden.
  • Die dritte Achse O3, welche die Achse der Zwischenwelle 58 des Untersetzungsmechanismus 56 ist, ist oberhalb und hinter der ersten Achse O1 angeordnet, während die vierte Achse O4, welche die Achse der zweiten Zwischenwelle 64 ist, unterhalb und hinter der dritten Achse O3 angeordnet ist. Außerdem ist die zweite Achse O2, welche die Achse der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist, unterhalb der vierten Achse O4 angeordnet. Bei dieser Anordnung wird oberhalb der ersten Achse O1, das heißt oberhalb des Motors 42, des ersten Motors/Generators 48 und des zweiten Motors/Generators 44 ein Raum geschaffen, so dass dieser Raum dafür verwendet werden kann, geeignete Bauteile aufzunehmen, wie z. B. die Motor-/Generator-Steuerungen 122, 124 und die Speichervorrichtung 126 für elektrische Energie, die oberhalb unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wurden. Weil der Untersetzungsmechanismus 56 hinter der ersten Achse O1 angeordnet ist, wird vor dem Motor 42, dem ersten Motor/Generator 48 und dem zweiten Motor/Generator 44 ein relativ großer Raum bereitgestellt, so dass dieser Raum dafür verwendet werden kann, Stöße beim Auftreten einer Kollision des Fahrzeugs wirkungsvoll zu absorbieren.
  • Als nächstes wird auf die 8 bis 10 Bezug genommen. Darin ist ein Hybridantrieb 130 gezeigt, der gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist. Die entwickelten Querschnittsansichten der 8 und 9 entsprechen denen der 2 und 3, während die Seitenansicht von 10 der von 5 entspricht. Wie der Hybridantrieb 40 beinhaltet der Hybridantrieb 130 den Motor 42, das Schwungrad 52, den Dämpfer 54, den Zahnkranz 50, das Planetengetriebe 46, den zweiten Motor/Generator 44, den ersten Motor/Generator 48, den Untersetzungsmechanismus 46 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72, die miteinander so verbunden sind, wie es oben in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde. Das positionelle Verhältnis dieser Bauteile (mit Ausnahme der Einrichtung 72) entlang der ersten Achse O1 unterscheidet sich in dieser zweiten Ausführungsform jedoch von dem der ersten Ausführungsform.
  • Wie in dem Hybridantrieb 40 der ersten Ausführungsform ist das Planetengetriebe 46 in einem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 90 vorgesehen ist, die sich von dem ersten Motor/Generator 48 axial erstreckt, und der Zahnkranz 50 ist auf einer dem ersten Motor/Generator 48 abgewandten Seite des Planetengetriebes 46 angeordnet. Der zweite Motor/Generator 44 ist jedoch auf einer von dem Planetengetriebe 46 angewandten Seite des ersten Motors/Generators 48 angeordnet, während der Zahnkranz 50 zwischen dem Planetengetriebe 56 und dem Motor 42, genauer gesagt zwischen dem Planetengetriebe 46 und dem Schwungrad 52 (dem Dämpfer 54) angeordnet ist. Das heißt, der Motor 42, das Schwungrad 52, der Dämpfer 54, der Zahnkranz 50, das Planetengetriebe 46, der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 sind entlang der ersten Achse O1 in der Reihenfolge ihrer Beschreibung axial angeordnet, so dass diese Bauteile in der Nähe voneinander angeordnet sind. Es ist anzumerken, dass der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 voneinander axial beabstandet sind.
  • Der Rotor 44r des zweiten Motors/Generators 44 ist mit einem Endabschnitt einer Verbindungswelle 132 kerbverzahnt, so dass der Rotor 44r und die Verbindungswelle 132 zusammengedreht werden. Die Verbindungswelle 132 erstreckt sich durch die Bohrung des Rotors 48r des ersten Motors/Generators 48 derart, dass die Verbindungswelle 132 in Bezug auf den Rotor 48r drehbar ist. Das Sonnenrad 46s des Planetengetriebes 46 ist mit dem anderen Endabschnitt der Verbindungswelle 132 integral ausgeformt. Durch den radialen Innenabschnitt des Zahnkranzes 50 erstreckt sich eine Antriebswelle 134 derart, dass die Antriebswelle 134 in Bezug auf den Zahnkranz 50 drehbar ist. Das radiale Innenteil des Dämpfers 54 ist mit einem Endabschnitt der Antriebswelle 134 kerbverzahnt, so dass der Dämpfer 54 und die Antriebswelle 134 gemeinsam gedreht werden. Der Träger 46c des Planetengetriebes 46 ist mit dem anderen Endabschnitt der Antriebswelle 134 integral ausgeformt.
  • Zwischen dem Dämpfer 54 und dem Zahnkranz 50 ist eine erste Trennwand 138 angeordnet, die mit einem ersten Gehäusebauteil 136 integral ausgeformt ist, das an dem Motor 42 angebracht ist. An der ersten Trennwand 138 ist ein Haltebauteil 140 angebracht, das den Zahnkranz 50 über ein Nadellager frei drehbar hält. Die oben erwähnte Antriebswelle 134 erstreckt sich durch Bohrungen in der ersten Trennwand 138 und in dem Haltebauteil 140, so dass die Antriebswelle 134 in Bezug auf die Trennwand 138 und das Haltebauteil 140 drehbar ist. Zwischen der Antriebswelle 134 und der ersten Trennwand 138 ist zur Fluiddichtheit eine Öldichtung vorgesehen, um zu verhindern, dass das Schmieröl zu dem Motor 42 austritt. Die erste Trennwand 138, das Haltebauteil 140 und die Antriebswelle 134 weisen Ölkanäle auf, um das Planetengetriebe 46 und die anderen Einrichtungen zu schmieren.
  • An dem ersten Gehäusebauteil 136 ist ein zweites Gehäusebauteil 142 integral angebracht, und an dem zweiten Gehäusebauteil 142 ist eine zweite Trennwand 144 integral angebracht. Die zweite Trennwand 144 ist zwischen dem ersten Motor/Generator 48 und dem Planetengetriebe 46 angeordnet. Das erste Gehäusebauteil 136, das zweite Gehäusebauteil 142 und die zweite Trennwand 144 stehen in Wirkverbindung, um einen ersten Raum 146 zu bilden, in welchem das Planetengetriebe 46, der Zahnkranz 50, der Untersetzungsmechanismus 56 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 untergebracht sind. In dem ersten Raum 146 ist eine geeignete Menge an Schmieröl enthalten, um die gegenseitig in Eingriff stehenden Zahnräder und die La gerabschnitte durch ein Ölbad zu schmieren. Zur Fluiddichtheit zwischen dem Abtriebswellenpaar 76, 78 der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 und den ersten und zweiten Gehäusebauteilen 136, 142 sind Öldichtungen vorgesehen. Die Gehäusebauteile 136, 142 sind an dem Motor 42 durch Bolzen 147 befestigt, welche innerhalb des Umlaufes der Kette 62 angeordnet sind. An dem Untersetzungszahnrad 68 des Untersetzungsmechanismus 56 ist ein separates Parkzahnrad 80 angebracht.
  • Das zweite Gehäusebauteil 142 weist eine integral ausgeformte dritte Trennwand 148 auf, welche zwischen dem zweiten Motor/Generator 44 und dem ersten Motor/Generator 48 angeordnet ist. Die dritte Trennwand 148 steht mit der zweiten Trennwand 144 in Wirkverbindung, um einen zweiten Raum 150 (einen ersten Motorraum) zu bilden, in welchem der Rotor 48r und der Stator des ersten Motors/Generators 48 untergebracht sind. Der Stator des ersten Motors/Generators 48 ist an dem zweiten Gehäusebauteil 142 angebracht, während der Rotor 48r durch ein Paar von Kugellagern von den Trennwänden 144, 148 gehalten wird, so dass der Rotor 48r frei um seine Achse drehbar ist. Durch diese Anordnung wird die Prüfung des ersten Motors/Generators 48 hinsichtlich seiner Leistung (der Funktion als Elektromotor sowie der Funktion als Stromgenerator) erleichtert. Zur Fluiddichtheit ist zwischen dem Rotor 48r und der zweiten Trennwand 144 eine Öldichtung vorgesehen, um das Eintreten des Schmieröls von dem ersten Raum 146 in den zweiten Raum 150 zu verhindern. Die sich durch den Rotor 48r erstreckende Verbindungswelle 132 wird durch den Rotor 48r derart gehalten, dass die Verbindungswelle 132 und der Rotor 48r in Bezug zueinander drehbar sind. Der axiale Endabschnitt des Rotors 48r, der sich von der zweiten Trennwand 144 in den ersten Raum 146 axial erstreckt, weist radiale Ölkanäle für eine Schmierung zwischen dem Rotor 48r und der Ver bindungswelle 132 auf. Die Verbindungswelle 132 weist einen Ölkanal auf, welcher entlang ihrer Mittellinie ausgeformt ist und zum Schmieren ihres Endabschnittes vorgesehen ist, an welchem die Verbindungswelle 132 mit der Antriebswelle 134 drehbar in Eingriff steht. Zwischen dem anderen Endabschnitt der Verbindunsgswelle 132 und dem Rotor 48r ist eine Öldichtung vorgesehen. Bei dem vorliegenden Hybridantrieb 130 ist der Drehmelder 118 in dem zweiten Raum 150 (dem ersten Motorraum) angeordnet.
  • Das zweite Gehäusebauteil 142 weist einen Endabschnitt auf, welcher sich über die dritte Trennwand 148 hinaus zu dem zweiten Motor/Generator 44 erstreckt. Dieser Endabschnitt steht mit einer Abdeckung 152 in Wirkverbindung, um einen dritten Raum 154 (einen zweiten Motorraum) zu bilden, in welchem der Rotor 44r und der Stator des zweiten Motors/Generators 44 und der Drehmelder 104 untergebracht sind. Die Abdeckung 152 ist an den Endabschnitt des zweiten Gehäusebauteils 142 geschraubt. Der Stator des zweiten Motors/Generators 44 ist an dem zweiten Gehäusebauteil 142 befestigt, während der Rotor 44r durch die dritte Trennwand 148 und die Abdeckung 152 mittels einem Paar von Kugellagern gehalten wird, so dass der Rotor 44r um seine Achse frei drehbar ist. Diese Anordnung erleichtert eine Prüfung des zweiten Motors/Generators 44 hinsichtlich seiner Leistung.
  • Der Hybridantrieb 130 der vorliegenden zweiten Ausführungsform hat im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie der Hybridantrieb 40 der ersten Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform sind der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 zueinander relativ benachbart angeordnet und voneinander durch die dritte Trennwand 158 isoliert, die teilweise die ersten und zweiten Motorräume 150, 154 bildet. Durch den vorliegenden Aufbau kann die axiale Abmessung des Hybridantriebs 130 verringert werden.
  • Im Folgenden wird auf die 11 bis 13 Bezug genommen, die den 2, 3 und 5 entsprechen. Darin ist ein Hybridantrieb 160 gezeigt, der gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist.
  • Wie der Hybridantrieb 40 beinhaltet der Hybridantrieb 160 den Motor 42, das Schwungrad 52, den Dämpfer 54, den zweiten Motor/Generator 44, den ersten Motor/Generator 48, das Planetengetriebe 46, den Zahnkranz 50, den Untersetzungsmechanismus 56 und die Diffenzialgetriebeeinrichtung 42, die miteinander so verbunden sind, wie es oben in Bezug auf die ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Das positionelle Verhältnis dieser Elemente (mit Ausnahme der Einrichtung 72) entlang der ersten Achse O1 unterscheidet sich jedoch in dieser dritten Ausführungsform von der in der ersten Ausführungsform.
  • Wie bei den Hybridantrieben 40 und 130 der ersten und zweiten Ausführungsformen ist das Planetengetriebe 46 in einem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 90 vorgesehen ist, die sich von dem ersten Motor/Generator 48 axial erstreckt, und der Zahnkranz 50 ist auf einer von dem ersten Motor/Generator 48 abgewandten Seite des Planetengetriebes 46 angeordnet. Der zweite Motor/Generator 44 ist jedoch auf einer dem Planetengetriebe 46 abgewandten Seite des ersten Motors/Generators 48 angeordnet, während der zweite Motor/Generator 44 zwischen dem ersten Motor/Generator 48 und dem Motor 42, genauer gesagt, zwischen dem ersten Motor/Generator 48 und dem Schwungrad 52 (dem Dämpfer 54) angeordnet ist. Das heißt, der Motor 42, das Schwungrad 52, der Dämpfer 54, der zweite Motor/Generator 44, der erste Motor/Generator 48, das Planetengetriebe 46 und der Zahnkranz 50 sind axial in der Reihenfolge der Beschreibung entlang der ersten Achse O1 angeordnet, so dass diese Elemente zueinander benachbart angeordnet sind. Es ist anzumerken, dass der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 voneinander axial beabstandet sind.
  • Der Rotor 44r des zweiten Motors/Generators 44 ist mit einem Endabschnitt einer Verbindungswelle 162 kerbverzahnt, so dass der Rotor 44r und die Verbindungswelle 162 zusammen gedreht werden. Die Verbindungswelle 162 erstreckt sich auf die Bohrung des Rotors 48r des ersten Motor/Generators 48 derart, dass die Verbindungswelle 162 in Bezug auf den Rotor 48r drehbar ist. Das Sonnenrad 46s des Planetengetriebes 46 ist mit dem anderen Endabschnitt der Verbindungswelle 162 integral ausgeformt. Die Antriebswelle 164 erstreckt sich durch die Verbindungswelle 162 und den Rotor 48r derart, dass die Antriebswelle 164 in Bezug auf die Verbindungswelle 162 und den Rotor 48r drehbar ist. Das radiale Innenteil des Dämpfers 54 ist mit einem Endabschnitt der Antriebswelle 164 kerbverzahnt, so dass der Dämpfer 54 und die Antriebswelle 164 gemeinsam gedreht werden. Der Träger 46c des Planetengetriebes 46 ist mit dem anderen Endabschnitt der Antriebswelle 164 kerbverzahnt, so dass der Träger 46c und die Antriebswelle 164 gemeinsam gedreht werden.
  • Bei dem Planetengetriebe 56 in dem Hybridantrieb 160 sind der angetriebene Zahnkranz 60 und das Untersetzungszahnrad 66 voneinander axial beabstandet, und sie sind durch eine relativ lange erste Zwischenwelle 166 miteinander verbunden. Genauer gesagt ist der Zahnkranz 50 an einem von dem Motor 42 abgewandten Endabschnitt der ersten Achse O1 angeordnet während die Untersetzungszahnräder 66, 68 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 radial außerhalb des zweiten Motors/Generators 44 und des Dämpfers 54 angeordnet sind, welche relativ geringe Durchmesser haben. Dieser Aufbau ist dahingehend wirksam, die axiale Abmessung des Hybridantriebs 160 zu verringern. Zu diesem Zweck hat die erste Zwischenwelle 166 eine relativ große Länge, so dass die Ausgabe des Zahnkranzes 50 zu der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 übertragen wird, die an der Position des zweiten Motors/Generators 44 angeordnet ist.
  • Der Dämpfer 54 und der zweite Motor/Generator 44 sind voneinander durch eine erste Trennwand 170 isoliert, die mit einem ersten Gehäusebauteil 168 integral ausgeformt ist, das an dem Motor 42 angebracht ist. Die oben erwähnte Antriebswelle 164 wird an ihrem einen Endabschnitt durch die erste Trennwand 170 frei drehbar gehalten. Zur Fluiddichtheit ist zwischen der Antriebswelle 164 und der Trennwand 170 eine Öldichtung vorgesehen, um ein Austreten des Schmieröls zu dem Motor 42 zu verhindern. An dem ersten Gehäusebauteil 168 ist ein zweites Gehäusebauteil 172 befestigt und an dem zweiten Gehäusebauteil 172 ist eine zweite Trennwand 174 befestigt. Das erste Gehäusebauteil 168, das zweite Gehäusebauteil 172 und die zweite Trennwand 174 stehen in Wirkverbindung, um einen ersten Raum 176 zu bilden, in welchem die Untersetzungszahnräder 66, 68 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 untergebracht sind. In dem ersten Raum 176 ist eine geeignete Menge an Schmieröl enthalten, um die miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder und die Lagerabschnitte durch ein Ölbad zu schmieren. Zur Fluidddichtheit zwischen dem Abtriebswellenpaar 76, 78 und den ersten und zweiten Gehäusebauteilen 168, 172 sind Öldichtungen vorgesehen. Bei dem vorliegenden Hybridantrieb 160 ist ebenfalls ein separates Parkzahnrad 80 an dem Untersetzungszahnrad 68 angebracht.
  • Das zweite Gehäusebauteil 172 weist eine integral ausgeformte dritte Trennwand 178 auf, welche zwischen dem zweiten Motor/Generator 44 und dem ersten Motor/Generator 48 angeordnet ist. Die zweiten und dritten Trennwände 174, 178 stehen miteinander in Wirkverbindung, um einen zweiten Raum 180 (einen ersten Motorraum) zu bilden, in welchem der Rotor 44r und der Stator des zweiten Motors/Generators 44 und der Drehmelder 104 untergebracht sind. Der Stator des zweiten Motors/Generators 44 ist an dem zweiten Gehäusebauteil 172 befestigt, während der Rotor 44r durch die Trennwände 174, 178 über ein Paar Kugellager frei drehbar gehalten wird. Durch diesen Aufbau wird die Prüfung des zweiten Motors/Generators 44 hinsichtlich seiner Leistung erleichtert. Zur Fluiddichtheit sind zwischen dem Rotor 44r und den Trennwänden 174, 178 Öldichtungen vorgesehen, um ein Eintreten des Schmieröls von dem ersten Raum 176 in den zweiten Raum 180 zu verhindern.
  • Das zweite Gehäusebauteil 172 weist einen Endabschnitt auf, der sich über die dritte Trennwand 178 hinaus zu dem ersten Motor/Generator 48 erstreckt. An diesem Endabschnitt des zweiten Gehäusebauteils 172 ist eine vierte Trennwand 182 befestigt. Der erste Motor/Generator 48 ist von dem Planetengetriebe 46 durch die vierte Trennwand 182 isoliert. Die dritten und vierten Trennwände 178, 182 stehen miteinander in Wirkverbindung, um einen dritten Raum 184 (einen zweiten Motorraum) zu bilden, in welchem der Rotor 48r und der Stator des ersten Motors/Generators 48 untergebracht sind. Der Stator des ersten Motors/Generators 48 ist an dem zweiten Gehäusebauteil 172 befestigt, während der Rotor 48r durch die dritten und vierten Trennwände 178, 182 über ein Paar Kugellager frei drehbar gehalten wird. Durch diesen Aufbau wird die Prüfung des ersten Motors/Generators 48 hinsichtlich seiner Leistung erleichtert. Zur Fluiddichtheit sind zwischen dem Rotor 48r und den Trennwänden 178, 182 Öldichtungen vorgesehen, um ein Eintreten des Schmieröls in den dritten Raum 184 zu verhindern.
  • An dem Endabschnitt des zweiten Gehäusebauteils 172 ist ebenfalls eine Abdeckung 186 angebracht, die axial außerhalb der vierten Trennwand 182 angeordnet ist. Diese Abdeckung 186 steht mit der vierten Trennwand 182 in Wirkverbindung, um einen vierten Raum 188 zu bilden, in welchem das Planetengetriebe 46, der Zahnkranz 50 und der angetriebene Zahnkranz 60 untergebracht sind. Der vierte Raum 188 steht mit dem ersten Raum 176 durch Kugellager in Verbindung, welche das Untersetzungszahnrad drehbar halten. In diesen Räumen 176, 188 ist eine geeignete Menge an Schmieröl enthalten, um die miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder und die Lagerabschnitte durch ein Ölbad zu schmieren. An der Abdeckung 186 ist ein ringförmiger Halteabschnitt 190 angebracht. Der Zahnkranz 50 ist an der Außenumfangsfläche dieses Halteabschnittes 190 über ein Nadellager angebracht, so dass der Zahnkranz 50 um seine Achse in Bezug auf den Lagerabschnitt 190 frei drehbar ist. Die Antriebswelle 164, die an ihrem einen Endabschnitt durch die erste Trennwand 170 frei drehbar gehalten wird, wird an dem anderen Endabschnitt durch die Innenumfangsfläche des Lagerabschnitts 190 frei drehbar gehalten.
  • Die Abdeckung 186 und die Antriebswelle 164 haben Ölkanäle zum Schmieren der Lagerabschnitte der Antriebswelle 164, des Planetengetriebes 46 und der gegenseitig in Eingriff stehenden Abschnitte der Antriebswelle 164 und der Verbindungswelle 162. Durch den axialen Endabschnitt des Rotors 48r des ersten Motors/Generators 48, der sich in dem vierten Raum 188 erstreckt, sind radiale Ölkanäle ausgeformt, so dass die gegenseitig in Eingriff stehenden Abschnitte des Rotors 48r und der Verbindungs welle 162 durch das von diesen Ölkanälen zugeführte Öl geschmiert werden. Die Verbindungswelle 162 hat ebenfalls radiale Ölkanäle zur Schmierung.
  • Der Hybridantrieb 160 der vorliegenden dritten Ausführungsform hat im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie der Hybridantrieb 160 der zweiten Ausführungsform. Bei der dritten Ausführungsform sind die Untersetzungszahnräder 66, 68 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 radial außerhalb des zweiten Motors/Generators 44 und des Dämpfers 54 angeordnet, die relativ geringe Durchmesser aufweisen. Durch diese Anordnung kann die radiale Abmessung des Hybridantriebs 160 wie in der ersten Ausführungsform verringert werden. Außerdem erstreckt sich die Antriebswelle 184 derart, dass sie die Abdeckung 186 erreicht, und sie wird an dem entsprechenden Endabschnitt durch die Abdeckung 186 gehalten. Die Antriebswelle 164 wird durch das Öl geschmiert, welches von dem durch die Abdeckung 186 hindurch ausgeformten Ölkanal zugeführt wird. Diese Schmierung wird nicht durch eine Zentrifugalkraft beeinflusst und erfordert notwendigerweise keine Ölpumpe.
  • Anschließend wird auf 14 Bezug genommen. Darin ist ein Hybridantrieb 200 gezeigt, der gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist. Wie bei dem Hybridantrieb 40 der ersten Ausführungsform beinhaltet dieser Hybridantrieb 200 den Motor 42, das Schwungrad 52, den Dämpfer 54, den zweiten Motor/Generator 44, den ersten Motor/Generator 48, das Planetengetriebe 46, den Zahnkranz 50, den Untersetzungsmechanismus 56 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72, die miteinander so verbunden sind, wie es oben in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde. Das positionelle Verhältnis dieser Bauteile (mit Ausnahme der Einrichtung 72) entlang der ersten Achse O1 unterscheidet sich in dieser vierten Ausführungsform jedoch von der in der ersten Ausführungsform.
  • Bei dem Hybridantrieb 200 ist das Planetengetriebe 46 in einem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 90 vorgesehen ist, die sich axial von dem ersten Motor/Generator 48 in der Richtung weg von dem Motor 42 erstreckt. Der Zahnkranz 50 ist auf einer dem Planetengetriebe 46 abgewandten Seite des ersten Motors/Generators 48 angeordnet. Der zweite Motor/Generator 44 ist auf einer dem ersten Motor/Generator 48 abgewandten Seite des Zahnkranzes 50 und zwischen dem Zahnkranz 50 und dem Motor 42, genauer gesagt zwischen dem Zahnkranz 50 und dem Dämpfer 54, angeordnet. Der Dämpfer 54 ist in einem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 88 vorgesehen ist, die sich axial von dem zweiten Motor/Generator 44 zu dem Schwungrad 52 erstreckt. Daher sind der Motor 42, das Schwungrad 52, der Dämpfer 54, der zweite Motor/Generator 44, der Zahnkranz 50, der erste Motor/Generator 48 und das Planetengetriebe 46 entlang der ersten Achse O1 in der Reihenfolge ihrer Beschreibung derart angeordnet, dass diese Bauteile koaxial miteinander und benachbart zueinander angeordnet sind. Der zweite Motor/Generator 44 und der erste Motor/Generator 48 sind voneinander axial beabstandet, aber ein axialer Zwischenraum zwischen ihnen ist so gering und geringfügig größer als die Breite der Kette 62.
  • Durch den Rotor 48r des ersten Motors/Generators 48 und den Zahnkranz 50 erstreckt sich eine Verbindungswelle 202 derart, dass die Verbindungswelle hinsichtlich des Rotors 48r und des Zahnkranzes 50 drehbar ist. Der Rotor 44r des zweiten Motors/Generators 44 ist mit einem Endabschnitt der Verbindungswelle 202 kerbverzahnt, so dass der Rotor 44r mit der Verbindungswelle 202 gedreht wird.
  • Das Sonnenrad 46s des Planetengetriebes 46 ist an dem anderen Endabschnitt der Verbindungswelle 202 angebracht, so dass das Sonnenrad 46s und die Verbindungswelle 202 gemeinsam gedreht werden. Durch die Verbindungswelle 202 und den Rotor 44r erstreckt sich eine Antriebswelle 203, so dass die Antriebswelle 204 in Bezug auf die Verbindungswelle 202 und den Rotor 44r drehbar ist. Der radiale Innenabschnitt des Dämpfers 54 ist mit einem Endabschnitt der Antriebswelle 204 derart verbunden, dass der Dämpfer 54 mit der Antriebswelle 204 gedreht wird. Der Träger 46c des Planetengetriebes 46 ist mit dem anderen Endabschnitt der Antriebswelle 204 verbunden, so dass der Träger 46c und die Antriebswelle 204 gemeinsam gedreht werden.
  • Der Dämpfer 54 und der zweite Motor/Generator 44 sind voneinander durch eine erste Trennwand 208 isoliert, die mit einem ersten Gehäusebauteil 206 integral ausgeformt ist, welches an dem Motor 42 befestigt ist. An dem ersten Gehäusebauteil 206 ist eine zweite Trennwand 210 angebracht, und sie steht mit der ersten Trennwand 208 in Wirkverbindung, um einen ersten Raum 202 (einen ersten Motorraum) zu bilden, in welchem der Rotor 44r und der Stator des zweiten Motors/Generators 44 untergebracht sind. Der Stator des zweiten Motors/Generators 44 ist an dem ersten Gehäusebauteil 206 angebracht, während der Rotor 44r (die Verbindungswelle 202) durch die ersten und zweiten Trennwände 208, 210 über Kugellager frei drehbar gehalten wird. Durch diesen Aufbau wird die Prüfung des zweiten Motors/Generators 44 hinsichtlich seiner Leistung erleichtert. Zur Fluiddichtheit sind zwischen dem Rotor 44r und den Trennwänden 208, 210 Öldichtungen vorgesehen, um ein Eintreten des Schmieröls in den ersten Motorraum 212 zu verhindern. Durch die erste Trennwand 208 wird eine Antriebswelle 204 an ihrem einen Endabschnitt frei drehbar gehalten. Zwischen der Antriebswelle 204 und der Trennwand 208 ist zur Fluiddichtheit eine Öldichtung vor gesehen, um ein Austreten des Schmieröls zu verhindern, das zwischen der Antriebswelle 204 und dem Rotor 44r und der Verbindungswelle 202 zugeführt wird. Der oben erwähnte Drehmelder 104 ist in dem ersten Motorraum 212 an einer Position radial innerhalb der Statorwicklung 88 angeordnet, die sich zu dem Zahnkranz 50 axial erstreckt.
  • An dem ersten Gehäusebauteil 206 ist ein zweites Gehäusebauteil 216 angebracht, das eine integral ausgeformte dritte Trennwand 214 aufweist. Die zweiten und dritten Trennwände 210, 214 bilden einen zweiten Raum 218, in welchem der Zahnkranz 50, der Untersetzungsmechanismus 56 und die Differenzialgetriebeeinrichtung 72 untergebracht sind. In dem zweiten Raum 218 ist eine geeignete Menge an Schmieröl enthalten, um die gegenseitig in Eingriff stehenden Zahnräder und die Lagerabschnitte durch ein Ölbad zu schmieren. Zur Fluiddichtheit sind zwischen dem Abtriebswellenpaar 76m, 78 und den ersten und zweiten Gehäusebauteilen 206, 216 Öldichtungen vorgesehen, um ein Austreten des Schmieröls von dem zweiten Raum 218 zu verhindern.
  • Der Zahnkranz 50 und der erste Motor/Generator 48 sind voneinander durch die dritte Trennwand 214 isoliert, während der erste Motor/Generator 48 und das Planetengetriebe 46 voneinander durch eine vierte Trennwand 220 isoliert sind, die an dem zweiten Gehäusebauteil 216 befestigt ist. Die dritten und vierten Trennwände 214, 220 stehen miteinander in Wirkverbindung, um einen dritten Raum 222 (einen zweiten Motorraum) zu bilden, in welchem der Rotor 48r und der Stator des ersten Motors/Generators 48 untergebracht sind. Der Stator des ersten Motors/Generators 48 ist an dem zweiten Gehäusebauteil 216 angebracht, während der Rotor 48r durch die Trennwände 214, 220 über ein Paar Kugellager frei drehbar gehalten wird. Durch diesen Aufbau kann der erste Motor/Generator 48 hinsichtlich seiner Leistung leicht überprüft werden. Zur Fluiddichtheit sind zwischen dem Rotor 48r und den Trennwänden 214, 220 Öldichtungen vorgesehen, um ein Eintreten des Schmieröls in den zweiten Motorraum 222 zu verhindern. An der vierten Trennwand 222 ist eine Abdeckung 224 angebracht. Die vierte Trennwand 220 und die Abdeckung 224 stehen miteinander in Wirkverbindung, um einen vierten Raum 226 zu bilden, in welchem das Planetengetriebe 46 untergebracht ist. In diesem vierten Raum 226 ist eine geeignete Menge an Schmieröl untergebracht, um die miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder und die Lagerabschnitte des Planetengetriebes 46 durch ein Ölbad zu schmieren. Der oben erwähnte Drehmelder 118 ist in dem zweiten Motorraum 222 an einer Position radial innerhalb der Statorwicklung 90 angebracht, die sich axial zu dem Zahnkranz 50 erstreckt.
  • Der Hybridantrieb 200 dieser vierten Ausführungsform der Erfindung hat im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie der Hybridantrieb 40 der ersten Ausführungsform.
  • Es wird auf 15 Bezug genommen. Darin ist ein Hybridantrieb 230 gezeigt, der gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Wie der Hybridantrieb 40 der ersten Ausführungsform beinhaltet der Hybridantrieb 230 den Motor 32, das Schwungrad 52, den Dämpfer 54, den zweiten Motor/Generator 44, den ersten Motor/Generator 48 und das Planetengetriebe 46, die miteinander so verbunden sind, wie es oben in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde. Das positionelle Verhältnis dieser Bauteile entlang der ersten Achse O1 in dieser fünften Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von dem in der ersten Ausführungsform. Außerdem ist der Hybridantrieb 230 dafür geeignet, dass er in einem Fahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb (einem FR-Fahrzeug) verwendet wird. Bei dem Hybridantrieb 230 ist ein Ab triebsteil, das mit der Gelenkwelle des FR-Fahrzeugs verbunden ist, an Stelle des Zahnkranzes 50 auf der ersten Achse O1 angeordnet.
  • Genauer gesagt ist das Planetengetriebe 46 in einem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 90 vorgesehen ist, die sich von dem ersten Motor/Generator 48 axial erstreckt, der den relativ großen Durchmesser hat. Das Abtriebsteil 232 ist auf einer dem Planetengetriebe 46 abgewandten Seite des ersten Motors/Generators 48 angeordnet. Der zweite Motor/Generator 44 ist auf einer dem ersten Motor/Generator 48 abgewandten Seite des Planetengetriebes 46 angeordnet. Das heißt, das Planetengetriebe 46 ist zwischen dem zweiten Motor/Generator 44 und dem ersten Motor/Generator 48 angeordnet. Der Motor 42 ist auf einer dem Planetengetriebe 46 abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators 44 angeordnet. Der Dämpfer 54 ist in einem radialen Innenraum angeordnet, der radial innerhalb der Statorwicklung 88 vorgesehen ist, die sich von dem zweiten Motor/Generator 44 axial zu dem Motor 42 erstreckt. Somit sind der Motor 42, das Schwungrad 52, der Dämpfer 54, der zweite Motor/Generator 44, das Planetengetriebe 46, der erste Motor/Generator 48 und das Abtriebsteil 232 entlang der ersten Achse O1 in der Reihenfolge der Beschreibung angeordnet, so dass diese Bauteile koaxial und benachbart zueinander angeordnet sind. Der erste Motor/Generator 48 und der zweite Motor/Generator 44 sind voneinander axial beabstandet.
  • Durch den zweiten Motor/Generator 44 erstreckt sich eine Antriebswelle 234 derart, dass die Antriebswelle 234 in Bezug auf den zweiten Motor/Generator 44 drehbar ist. Das radiale Innenteil des Dämpfers 54 ist mit einem Endabschnitt der Antriebswelle 234 kerbverzahnt, so dass der Dämpfer 54 mit der Antriebswelle 234 gedreht wird.
  • Der Träger 46c des Planetengetriebes 46 ist mit dem anderen Endabschnitt der Antriebswelle 234 verbunden, so dass der Träger 46c und die Antriebswelle 234 miteinander gedreht werden. An dem Motor 42 ist ein erstes Gehäusebauteil 236 angebracht und weist eine integral ausgeformte erste Trennwand 238 auf. Der Dämpfer 54 und der zweite Motor/Generator 44 sind voneinander durch die erste Trennwand 238 isoliert. An dem ersten Gehäusebauteil 236 ist eine zweite Trennwand 240 angebracht. Die ersten und zweiten Trennwände 238, 240 stehen in Wirkverbindung, um einen ersten Raum (einen ersten Motorraum) 242 zu bilden, in welchem der Rotor 44r und der Stator des zweiten Motors/Generators 44 untergebracht sind. Der Stator und der zweite Motor/Generator 44 sind an dem ersten Gehäusebauteil angebracht, während der Rotor 44r durch die Trennwände 238, 240 über ein Paar Kugellager frei drehbar gehalten wird. Durch diesen Aufbau wird die Überprüfung des zweiten Motors/Generators 44 hinsichtlich seiner Leistung erleichtert. Zur Fluiddichtheit sind zwischen dem Rotor 44r und den Trennwänden 238, 240 Öldichtungen vorgesehen, um ein Eintreten des Schmieröls in den ersten Motorraum 242 zu verhindern. Die Antriebswelle 234 wird an einem ihrer Endabschnitte durch die Trennwand 238 frei drehbar gehalten. Zur Fluiddichtheit ist zwischen der Antriebswelle 234 und der Trennwand 238 eine Öldichtung vorgesehen, um ein Austreten des Schmieröls zu verhindern, das zwischen der Antriebswelle 234 und dem Rotor 44r zugeführt wird. Der oben erwähnte Drehmelder 104 ist in dem ersten Motorraum 242 an einer Position radial innerhalb der Statorwicklung 88 angeordnet, die sich zu dem Planetengetriebe 46 axial erstreckt.
  • An dem ersten Gehäusebauteil 236 ist ein zweites Gehäusebauteil 246 angebracht, das eine integral ausgeformte dritte Trennwand 244 aufweist. Die zweiten und dritten Trennwände 240, 244 stehen miteinander in Wirk verbindung, um einen zweiten Raum 248 zu bilden, in welchem das Planetengetriebe 46 untergebracht ist. In dem zweiten Raum 248 ist eine geeignete Menge an Schmieröl untergebracht, um die gegenseitig in Eingriff stehenden Zahnräder und die Lagerabschnitte des Planetengetriebes 46 durch ein Ölbad zu schmieren. Das Planetengetriebe 46 und der erste Motor/Generator 48 sind voneinander durch die dritte Trennwand 244 isoliert. An dem zweiten Gehäusebauteil 246 sind eine vierte Trennwand 250 und eine Abdeckung 252 angebracht und sie stehen mit der dritten Trennwand 244 in Wirkverbindung, um einen dritten Raum (einen zweiten Motorraum) 254 zu bilden, in welchem der Rotor 48r und der Stator des ersten Motors/Generators 48 untergebracht sind. Der Stator des ersten Motors/Generators 48 ist an dem zweiten Gehäusebauteil 246 angebracht, während eine Rotorwelle 256 des Rotors 48r durch die dritte Trennwand 244 und die Abdeckung 252 über ein Paar Kugellager frei drehbar gehalten wird. Durch diesen Aufbau wird eine Überprüfung des ersten Motors/Generators 48 hinsichtlich seiner Leistung erleichtert. Zur Fluiddichtheit sind zwischen der Rotorwelle 256 und der Trennwand 244 und der Abdeckung 252 Öldichtungen vorgesehen, um ein Eintreten des Schmieröls in den zweiten Motorraum 254 zu verhindern. Das oben erwähnte Abtriebsteil 232 ist mit einem Endabschnitt der Rotorwelle 256 integral ausgeformt, der sich durch die Abdeckung 252 nach außen, weg von der Abdeckung 252 erstreckt. Der oben erwähnte Drehmelder 118 ist in dem zweiten Motorraum 254 an einer Position radial innerhalb der Statorwicklung 90 angeordnet, die sich zu dem Abtriebsteil 232 axial erstreckt. An der Rotorwelle 256 ist ein separates Parkzahnrad 258 eines mechanischen Parkmechanismus angebracht.
  • Somit ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung gleichzeitig bei einem Hybridantrieb anwendbar, der bei einem Kraftfahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb verwendet wird. Der fünfte Hybridantrieb 230 der fünften Ausführungsform hat im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie der Hybridantrieb 40 der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der Vorteile des Zahnkranzes 50 und der Differenzialgetriebeeinrichtung 72.
  • Es wird auf 16 Bezug genommen. Darin ist ein Hybridantrieb 260 gezeigt, der gemäß einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist. Dieser Hybridantrieb 260 ist dafür ausgelegt, dass er derart angebracht wird, dass die Achsen O1 bis O4 zur Querrichtung eines Kraftfahrzeugs parallel sind, wie in einem Fahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb (FF-Fahrzeug). Wie bei dem Hybridantrieb 160 der dritten Ausführungsform in den 11 bis 13 ist der Zahnkranz 50 vorgesehen (an Stelle des Abtriebsteils 232, das bei der fünften Ausführungsform von 15 verwendet wird), und die Ausgabe des Zahnkranzes 50 wird durch eine erste Zwischenwelle 262 zu dem Untersetzungsmechanismus 56 und der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 übertragen, die radial außerhalb des zweiten Motors/Generators 44 angeordnet sind, welcher den relativ kleinen Durchmesser hat. Wie die erste Zwischenwelle 166, die bei der Ausführungsform der 11 bis 13 verwendet wird, hat die erste Zwischenwelle 262 eine relativ große Länge. Der vorliegende Hybridantrieb 260 hat im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie der Hybridantrieb 160 der 11 bis 13.
  • Es wird auf 17 Bezug genommen. Darin ist eine Abwandlung des Hybridantriebs 40 der ersten Ausführungsform gezeigt, worin an einem Abschnitt des ersten Gehäuses 96, der radial außerhalb des zweiten Motors/Generators 44 liegt, durch geeignete Einrichtungen, wie zum Beispiel einem Haltering, ein ringförmiges Deckelbauteil 196 angebracht ist. Dieses ringförmige Deckel bauteil 196 steht mit der ersten Trennung 98 in Wirkverbindung, um einen Kühlkanal 194 zu bilden, durch welchen ein Kühlmittel zirkuliert, um den zweiten Motor/Generator 44 zu kühlen. Ein ähnlicher Kühlkanal kann bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein, die beschrieben worden sind.
  • Auch bei den Ausführungsformen der 14, 16 und 17 hat das Hohlrad 74, welches das Antriebsteil der Differenzialgetriebeeinrichtung 72 ist, einen radialen Außenabschnitt, der den radialen Außenabschnitt des ersten Motors/Generators 48 in der radialen Richtung überlappt.
  • Während die verschiedenen gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im Detail beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Details der gezeigten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern sie kann mit verschiedenen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden, die sich dem Fachmann im Lichte der vorausgegangenen Lehren ohne weiteres erschließen.

Claims (17)

  1. Hybridantrieb (40, 130, 160, 200, 230, 260) für ein Kraftfahrzeug mit (a) einem durch Kraftstoffverbrennung betriebenen Motor (42), (b) einem Planetengetriebe (46) mit einem Sonnenrad (46s) und einem Träger (46c), wobei eines der Elemente mit dem Motor verbunden ist, und einem mit einem Abtriebsteil (50, 232) verbundenen Hohlrad (46r), (c) einem mit dem Abtriebsteil verbundenen ersten Motor/Generator (48), wobei der erste Motor/Generator, das Planetengetriebe und das Abtriebsteil miteinander koaxial entlang einer ersten Achse (O1) angeordnet sind, wobei der erste Motor/Generator (48) eine Statorwicklung (90) aufweist, welche sich axial so erstreckt, dass radial innerhalb der Statorwicklung ein radialer Innenraum vorgesehen ist, in dem das Planetengetriebe (46) angeordnet ist, und wobei der Hybridantrieb ferner eine Trennwand (108, 144, 182, 220, 244) aufweist, welche den ersten Motor/Generator (48) und das Planetengetriebe (46) voneinander isoliert.
  2. Hybridantrieb (40, 130, 160, 200, 230, 260) nach Anspruch 1, ferner mit einem auf der ersten Achse (O1) angeordneten zweiten Motor/Generator (44), wobei das andere der Elemente von Sonnenrad und Träger des Planetengetriebes mit dem zweiten Motor/Generator verbunden ist.
  3. Hybridantrieb (40, 200, 230, 260) nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem Dämpfer (54) zwischen dem Motor und dem Planetengetriebe.
  4. Hybridantrieb (40, 200, 230, 260) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Dämpfer (54) radial innerhalb der Statorwicklung des zweiten Motors/Generators (44) angeordnet ist.
  5. Hybridantrieb (40, 130, 160, 200, 230, 260) für ein Kraftfahrzeug mit (a) einem durch Kraftstoffverbrennung betriebenen Motor (42), (b) einem Planetengetriebe (46) mit einem Sonnenrad (46s) und einem Träger (46c), wovon einer mit dem Motor verbunden ist, und einem mit einem Abtriebsteil (50, 232) verbundenen Hohlrad (46r), (c) einem mit dem Abtriebsteil verbundenen ersten Motor/Generator (48), und (d) einem zweiten Motor/Generator (44), der mit dem anderen aus Sonnenrad und Träger des Planetengetriebes verbunden ist, wobei der erste Motor/Generator, der zweite Motor/Generator, das Planetengetriebe und das Abtriebsteil miteinander koaxial entlang einer ersten Achse (O1) angeordnet sind, wobei der erste Motor/Generator (48) eine Statorwicklung (90) aufweist, welche sich axial so erstreckt, dass radial innerhalb der Statorwicklung ein radialer Innenraum vorgesehen ist, in dem das Planetengetriebe (46) angeordnet ist, der Motor (42) eine Abtriebswelle (84, 86, 204, 234) und einen mit der Abtriebswelle verbundenen Dämpfer (54) aufweist, der zweite Motor/Generator (44) eine Statorwicklung (88) aufweist, welche sich axial in Richtung Motor so erstreckt, dass radial innerhalb der Statorwicklung des zweiten Motors/Generators ein radialer Innenraum vorgesehen ist, der Dämpfer in dem radial innerhalb der Statorwicklung des Motors/Generators vorgesehenen radialen Innenraum angeordnet ist, und der Hybridantrieb ferner eine Trennwand (98, 208, 238) aufweist, welche den zweiten Motor/Generator vom Dämpfer isoliert.
  6. Hybridantrieb (40, 130, 160, 200, 230, 260) nach Anspruch 5, ferner mit einer zweiten Trennwand (108, 144, 182,220, 244), welche den ersten Motor/Generator (48) und das Planetengetriebe (46) voneinander isoliert.
  7. Hybridantrieb (40, 130, 160) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Abtriebsteil (50) auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des Planetengetriebes angeordnet ist.
  8. Hybridantrieb (200, 230, 260) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Abtriebsteil (50, 232) auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des ersten Motors/Generators angeordnet ist.
  9. Hybridantrieb (40) nach Anspruch 7, wobei der zweite Motor/Generator (44) auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des Abtriebsteils (50) und der Motor (42) auf einer dem Abtriebsteil abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet sind.
  10. Hybridantrieb (130) nach Anspruch 7, wobei der zweite Motor/Generator (44) auf einer dem Planetengetriebe (46) abgewandten Seite des ersten Motors/-Generators (48) und der Motor (42) auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des Abtriebsteils (50) angeordnet sind.
  11. Hybridantrieb (160) nach Anspruch 7, wobei der zweite Motor/Generator (44) auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des ersten Motors/Generators (48) und der Motor (42) auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet sind.
  12. Hybridantrieb (200) nach Anspruch 8, wobei der zweite Motor/Generator (44) auf einer dem ersten Motor/Generator abgewandten Seite des Abtriebsteils (50) und der Motor (42) auf einer dem Planetengetriebe (46) abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet sind.
  13. Hybridantrieb (230, 260) nach Anspruch 8, wobei der zweite Motor/Generator (44) auf einer dem ersten Motor/Generator (48) abgewandten Seite dem Planetengetriebes (46) und der Motor (42) auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des zweiten Motors/Generators angeordnet sind.
  14. Hybridantrieb (40, 130, 160, 200, 230, 260) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Abtriebsteil aus einem Zahnkranz (50) besteht, welches in eine Kette (62) zur Kraftübertragung davon eingreift.
  15. Hybridantrieb (40, 130, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner mit einer Differenzialgetriebeeinrichtung (72), welche eine Antriebskraft vom Abtriebsteil (50) erhält und die erhaltene Antriebskraft auf die rechten und linken Antriebsräder des Kraftfahrzeugs verteilt, wobei die Differenzialgetriebeeinrichtung ein Abtriebswellenpaar (76, 78) enthält, welches entlang einer zur ersten Achse (O1) im Wesentlichen parallelen zweiten Achse (O2) angeordnet ist, und einem Antriebsteil (74), welches mit dem Antriebsteil (50) im Wesentlichen in einer axialen Richtung der Abtriebswellen ausgerichtet ist.
  16. Hybridantrieb (40, 130, 160, 200, 230, 260) nach einem der Ansprüche 2 bis 15, wobei der erste Motor/-Generator (48) und der zweite Motor/Generator (44) axial voneinander beabstandet sind.
  17. Hybridantrieb (40, 130, 160, 200, 260) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ferner mit einer Differenzialgetriebeeinrichtung (72), welche eine Antriebskraft vom Antriebsteil (50) erhält und die erhaltene Antriebskraft auf die rechten und linken Antriebsräder des Kraftfahrzeugs verteilt, die Differenzialgetriebeeinrichtung ein Abtriebswellenpaar (76, 78) enthält, welches entlang einer zur ersten Achse (O1) im Wesentlichen parallelen zweiten Achse (O2) angeordnet ist, und ein Eingabeteil (74), welches durch eine vom Abtriebsteil erhaltene Antriebskraft um die zweite Achse drehbar ist, und wobei das Antriebsteil (74) einen radial äußeren Abschnitt enthält, welches einen radial äußeren Abschnitt des ersten Motors/Generators (48) in radialer Richtung des Eingabeteils und des ersten Motors/Generators überlappt.
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