BR112013017024B1 - Aparelho de transmissão de potência em veículos - Google Patents

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BR112013017024B1
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Takayuki Sugitomo
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Abstract

aparelho de transmissão de potência em veículos. em um veículo que inclui um mecanismo de transmissão auxiliar (6) onde uma faixa de alta velocidade e uma faixa de baixa velocidade são comutáveis, um portador (61ca) de um mecanismo de transmissão auxiliar (6) é acoplado a um motor-gerador (67) para emitir a transmissão de potência. ao comutar a partir de alta velocidade para a faixa de baixa velocidade, o motor-gerador (67) aumenta a velocidade de rotação do portador (61ca) de modo que a velocidade de rotação de uma peça de faixa de baixa velocidade (62l) seja sincronizada com a velocidade de rotação de um eixo de entrada (31). ao comutar a partir da faixa de baixa velocidade para a faixa de alta velocidade, o motor-gerador (67) aumenta a velocidade de rotação do portador (61ca) de modo que a velocidade de rotação de um eixo de saída (32) seja sincronizada com uma velocidade de rotação do eixo de entrada (31). isto permite uma comutação de faixa com um choque de troca de marcha reduzido mesmo enquanto o veículo estiver se deslocando.

Description

Campo Técnico
[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de transmissãode potência em veículos. Especialmente, a presente invenção refere-se a um aperfeiçoamento de um mecanismo que comuta a relação de marchas em uma trajetória de transmissão de potência.
Técnica Antecedente
[002] Convencionalmente, por exemplo, conforme descrito abaixona Literatura de Patente 1 e na Literatura de Patente 2, um veículo com tração nas quatro rodas que inclui uma transmissão auxiliar para mudar adicionalmente uma saída giratória por uma transmissão principal é conhecido. Esta transmissão auxiliar geralmente comuta uma faixa entre uma faixa de alta velocidade (Hi) e uma faixa de baixa velocidade (Lo).
[003] Um mecanismo que realiza esta comutação de faixa,conforme descrito em cada Literatura de Patente, inclui uma manga que é móvel ao longo do centro do eixo de um eixo de saída da transmissão principal. Este mecanismo comuta uma trajetória de transmissão de potência entre um lado de alta velocidade (um lado de relação de marchas pequena) e um lado de baixa velocidade (um lado de relação de marchas grande) correspondente a uma posição de movimento da manga.
[004] Em geral, a comutação de faixa na transmissão auxiliar érealizada em um estado parado do veículo. Isto é obtido considerando- se um choque de troca de marcha grande gerado trocando-se severamente a relação de marchas em associação ao movimento da manga no caso onde a comutação de faixa é realizada em um estado de deslocamento do veículo.Lista de CitaçãoLiteratura de Patente Literatura de Patente 1: Publicação de Pedido de Patente Japonês Não-Examinado No. 2008-260466Literatura de Patente 2: Publicação de Pedido de Patente Japonês Não-Examinado No. 2009-41637
Sumário da InvençãoProblema Técnico
[005] No entanto, no caso onde a transmissão auxiliar comuta afaixa no estado parado do veículo, pode ocorrer o seguinte problema.
[006] Por exemplo, no caso onde um veículo está parado paracomutar a partir da faixa de alta velocidade para a faixa de baixa velocidade enquanto estiver se deslocando em uma estrada ascendente íngreme ou durante o deslocamento em uma estrada esburacada, pode ser difícil iniciar suavemente o movimento do veículo após a comutação de faixa dependendo da condução superficial da estrada.
[007] De modo correspondente, deseja-se uma configuração quemude as marchas com um choque de troca de marcha reduzido mesmo enquanto o veículo estiver se deslocando.
[008] A presente invenção foi concebida tendo em vista ascircunstâncias descritas anteriormente, e um objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um aparelho de transmissão de potência em veículos que permita a mudança de uma relação de marchas em uma trajetória de transmissão de potência considerando um aparelho de transmissão de potência que troca as marchas com um choque de troca de marcha reduzido mesmo enquanto o veículo estiver se deslocando.
Soluções aos Problemas
[009] A presente invenção é concebida para alcançar o objetivodescrito anteriormente, e sua solução se baseia em um aparelho de transmissão de potência em veículos que inclui um mecanismo de engrenagem planetária em uma trajetória de transmissão de potência à qual se transmite uma potência proveniente de uma fonte de potência. O mecanismo de engrenagem planetária inclui elementos giratórios que incluem um elemento giratório configurado para transmitir uma potência a um eixo de saída. Uma operação de troca de engrenagem de um mecanismo de engrenagem comuta o elemento giratório configurado para transmitir a potência ao eixo de saída a fim de mudar uma relação de marchas na trajetória de transmissão de potência. O aparelho de transmissão de potência em veículos inclui uma máquina elétrica configurada para transmitir uma potência a um portador planetário do mecanismo de engrenagem planetária. Quando a operação de troca de engrenagem do mecanismo de engrenagem comutar o elemento giratório configurado para transmitir a potência para o eixo de saída, o aparelho realiza uma operação síncrona onde a potência proveniente da máquina elétrica gira o portador planetário para ajustar uma velocidade de rotação em um lado do eixo de entrada próximo a uma velocidade de rotação em um lado do eixo de saída.
[010] Com esta questão especificada, quando a relação demarchas na trajetória de transmissão de potência for alterada, a potência proveniente da máquina elétrica gira o portador planetário, e a operação de troca de engrenagem do mecanismo de engrenagem é realizada em um estado onde a velocidade de rotação no lado do eixo de entrada e a velocidade de rotação no lado do eixo de saída estão próximas entre si. Isto reduz um choque de troca de marcha em associação à operação de troca de engrenagem do mecanismo de engrenagem mesmo em um estado de deslocamento do veículo onde o elemento giratório do mecanismo de engrenagem planetária estiver girando. Adicionalmente, um mecanismo de sincronização especial não é necessário para reduzir o choque de troca de marcha. Isto não causa uma configuração complicada do mecanismo de engrenagem.
[011] A operação de troca da relação de marchas comuta uma relação de marchas entre uma faixa de baixa velocidade em um lado de relação de marchas grande e uma faixa de alta velocidade em um lado de relação de marchas pequena. O portador planetário é acoplado para transmitir a potência ao eixo de saída na faixa de baixa velocidade. Neste caso, uma operação específica inclui as seguintes operações.
[012] Primeiramente, ao comutar a partir da faixa de altavelocidade para a faixa de baixa velocidade, a potência proveniente da máquina elétrica aumenta a velocidade de rotação do portador planetário para que seja ajustada próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de entrada.
[013] Ademais, ao comutar a partir da faixa de baixa velocidadepara a faixa de alta velocidade, a potência proveniente da máquina elétrica aumenta a velocidade de rotação do portador planetário para ajustar a velocidade de rotação no lado do eixo de saída próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de entrada.
[014] Conforme descrito anteriormente, ao comutar a partir dafaixa de alta velocidade para a faixa de baixa velocidade, a potência proveniente da máquina elétrica aumenta a velocidade de rotação do portador planetário para que seja ajustada próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de entrada. Esta operação realiza suavemente a comutação para a faixa de baixa velocidade. Isto permite uma troca de operação de uma relação de marchas enquanto o veículo estiver se deslocando sem que o veículo emperre.
[015] Ao comutar a partir da faixa de baixa velocidade para a faixade alta velocidade, a potência proveniente da máquina elétrica aumenta a velocidade de rotação do portador planetário para ajustar a velocidade de rotação no lado do eixo de saída próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de entrada. Esta operação também aumenta a velocidade de rotação do eixo de saída em associação a um aumento na velocidade de rotação do portador planetário. Realiza-se uma operação de troca da relação de marchas enquanto inibe a redução da velocidade do veículo.
[016] A configuração que transmite potência da máquina elétricaao portador planetário inclui especificamente uma configuração onde o portador planetário é acoplado a um eixo giratório da máquina elétrica, ou uma configuração onde o mecanismo de engrenagem planetária inclui uma engrenagem de anel acoplado a um eixo giratório da máquina elétrica.
[017] Com a configuração anterior, a velocidade de rotação damáquina elétrica coincide com a velocidade de rotação do portador planetário. Isto garante uma característica de resposta satisfatória de uma alteração na velocidade de rotação do portador planetário e aumenta rapidamente a velocidade de rotação do portador planetário para uma velocidade de rotação almejada (uma velocidade de rotação síncrona). Com a última configuração, o grau de alteração na velocidade de rotação do portador planetário é reduzido em relação ao grau de alteração na velocidade de rotação da engrenagem de anel. Isto permite um ajuste da velocidade de rotação do portador planetário com alta precisão.
[018] Um mecanismo que transmite uma potência proveniente damáquina elétrica ao portador planetário inclui especificamente um mecanismo de engate/desengate configurado para comutar a transmissão de potência e a não transmissão de potência entre o portador planetário e a máquina elétrica. Quando a operação de troca de engrenagem do mecanismo de engrenagem comutar o elemento giratório configurado para transmitir a potência ao eixo de saída, o aparelho de transmissão de potência em veículos ajusta o mecanismo de engate/desengate para um estado de transmissão de potência, e gira o portador planetário por uma potência proveniente da máquina elétrica, o aparelho de transmissão de potência em veículos é configurado para ajustar o mecanismo de engate/desengate para um estado de não- transmissão de potência após esta operação de comutação.
[019] Ou seja, quando o veículo se deslocar somente pelapotência proveniente da fonte de potência, o mecanismo de engate/desengate se encontra em um estado de não transmissão de potência. De modo correspondente, a potência proveniente da fonte de potência não é transmitida à máquina elétrica. Isto evita arrasto mediante uma guinada da máquina elétrica. Isto aperfeiçoa a eficiência energética.
[020] Uma configuração mais específica inclui uma unidade defreio configurada para parar a rotação da engrenagem de anel do mecanismo de engrenagem planetária. Quando a operação de troca de engrenagem do mecanismo de engrenagem comutar o elemento giratório configurado para transmitir a potência ao eixo de saída, o aparelho de transmissão de potência em veículos libera a unidade de freio para permitir que a engrenagem de anel gire, e o aparelho de transmissão de potência em veículos é configurado para engatar a unidade de freio para parar a rotação da engrenagem de anel após a operação de comutação.
[021] De modo correspondente, no caso onde a potência damáquina elétrica gira o portador planetário, a unidade de freio é liberada para permitir que a engrenagem de anel gire. Isto permite um ajuste da velocidade de rotação do portador planetário sem limitação pela velocidade de rotação da engrenagem sol do mecanismo de engrenagem planetária. Isto também permite realizar de modo efetivo uma operação síncrona para ajustar a velocidade de rotação no lado do eixo de entrada próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de saída. Adicionalmente, após a operação de comutação, a unidade de freio é engatada para parar a rotação da engrenagem de anel de modo a evitar que a engrenagem de anel gire pela potência proveniente da fonte de potência. Isto permite uma transmissão efetiva de potência proveniente da fonte de potência ao eixo de saída e aperfeiçoa a eficiência energética.
[022] Adicionalmente, quando uma potência de tração necessáriapara um veículo for igual ou maior que um valor predeterminado, uma potência proveniente da máquina elétrica gira o portador planetário para transmitir a potência proveniente da máquina elétrica ao eixo de saída.
[023] Ou seja, além da potência proveniente da fonte de potência,obtém-se uma potência de tração para um veículo por uma potência (assistida por motor) proveniente da máquina elétrica e aperfeiçoa o desempenho de deslocamento do veículo. Logo, com esta solução, a máquina elétrica se duplica como uma função para realizar a operação síncrona e uma função para aperfeiçoar o desempenho de deslocamento do veículo.
[024] Adicionalmente, em um estado onde a fonte de potência éparada, uma potência proveniente da máquina elétrica gira o portador planetário para transmitir a potência proveniente da máquina elétrica ao eixo de saída.
[025] Ou seja, a potência proveniente da máquina elétrica sozinhapermite que o veículo se desloque. Isto aperfeiçoa uma taxa de consumo de combustível. Logo, com esta solução, a máquina elétrica se duplica como uma função para realizar a operação síncrona e uma função para um deslocamento do veículo sem usar a fonte de potência.
[026] Adicionalmente, quando um veículo for desaceleradodurante o deslocamento, uma força giratória de uma roda é transmitida à máquina elétrica através da trajetória de transmissão de potência para ajustar a máquina elétrica para que fique em um estado acionado a fim de gerar eletricidade pela máquina elétrica.
[027] Isto permite a conversão de uma força de frenagem emenergia elétrica quando o veículo for desacelerado durante o deslocamento, por exemplo, para carregar o dispositivo de armazenamento elétrico. Isto aperfeiçoa a eficiência energética. Logo, com esta solução, a máquina elétrica se duplica como uma função para realizar a operação síncrona e uma função para regenerar a energia de frenagem.Efeitos Vantajosos da Invenção
[028] A presente invenção gira o portador planetário pela potênciaproveniente da máquina elétrica ao trocar a relação de marchas da trajetória de transmissão de potência com o mecanismo de engrenagem planetária para realizar a operação síncrona para ajustar a velocidade de rotação no lado do eixo de entrada próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de saída. Isto permite uma troca de marchas com um choque de troca de marcha reduzido mesmo enquanto o veículo estiver se deslocando.
Breve Descrição dos Desenhos
[029] A figura 1 é um diagrama de configuração esquemática queilustra um sistema de transmissão de potência de um veículo com tração nas quatro rodas de acordo com uma modalidade.
[030] A figura 2 é uma vista ampliada que ilustra uma configuraçãode um caixa de transferência.
[031] A figura 3 é um diagrama que blocos que ilustra umaconfiguração esquemática de um sistema de controle no veículo com tração nas quatro rodas.
[032] As figuras 4A a 4D são diagramas de configuraçãoesquemática que ilustram um estado de tração nas quatro rodas da caixa de transferência, a figura 4A é um diagrama que ilustra um estado de tração nas quatro rodas em um modo em faixa de alta velocidade durante o funcionamento estacionário, a figura 4B é um diagrama que ilustra um estado de tração nas quatro rodas no modo em faixa de alta velocidade durante o deslocamento auxiliado por motor, a figura 4C é um diagrama que ilustra um estado de tração nas quatro rodas em um modo em faixa de baixa velocidade durante o funcionamento estacionário, e a figura 4D é um diagrama que ilustra um estado de tração nas quatro rodas no modo em faixa de baixa velocidade durante o deslocamento auxiliado por motor.
[033] As figuras 5A a 5D são diagramas de configuraçãoesquemática que ilustram um estado de tração em duas rodas da caixa de transferência, a figura 5A é um diagrama que ilustra um estado de tração em duas rodas em um modo em faixa de alta velocidade durante o funcionamento estacionário, a figura 5B é um diagrama que ilustra um estado de tração em duas rodas no modo em faixa de alta velocidade durante o deslocamento auxiliado por motor, a figura 5C é um diagrama que ilustra um estado de tração em duas rodas em um modo em faixa de baixa velocidade durante o funcionamento estacionário, e a figura 5D é um diagrama que ilustra um estado de tração em duas rodas no modo em faixa de baixa velocidade durante o deslocamento auxiliado por motor.
[034] A figura 6 é um fluxograma que ilustra um procedimento decontrole de transmissão auxiliar.
[035] A figura 7 é um diagrama de configuração esquemática deuma caixa de transferência de acordo com uma modificação.
Descrição das Modalidades
[036] Nas partes que se seguem, fornece-se uma descrição deuma modalidade da presente invenção com base nos desenhos em anexo. Nesta modalidade, fornece-se uma descrição de um caso onde a presente invenção é aplicada a um veículo com tração nas quatro rodas com base em um sistema FR (tração traseira com motor dianteiro) em uma configuração de motor longitudinal. Ou seja, fornece-se uma descrição de um caso onde a presente invenção é aplicada a um veículo com tração nas quatro rodas com base em uma tração nas rodas traseiras onde uma potência proveniente de um motor é transmitida somente para as rodas traseiras (rodas de tração principal) em um modo de tração em duas rodas enquanto uma potência proveniente do motor é transmitida tanto às rodas dianteiras (rodas tracionadas) como às rodas traseiras em um modo de tração nas quatro rodas.
[037] A figura 1 é um diagrama de configuração esquemática queilustra um sistema de transmissão de potência (uma trajetória de transmissão de potência) do veículo com tração nas quatro rodas de acordo com esta modalidade. Conforme ilustrado na figura 1, o veículo com tração nas quatro rodas de acordo com esta modalidade inclui um motor 1, uma transmissão (um mecanismo de transmissão principal) 2, e uma caixa de transferência 3. O motor 1 é uma fonte de potência que gera potência para o deslocamento do veículo. A transmissão 2 altera uma velocidade de rotação de um eixo de saída (um virabrequim) do motor 1. A caixa de transferência 3 pode distribuir a potência de rotação emitida a partir da transmissão 2 a um eixo de transmissão dianteiro 40 no lado das rodas dianteiras 4L e 4R e a um eixo de transmissão traseiro 50 no lado das rodas traseiras 5L e 5R.
[038] De modo específico, no caso onde o veículo se encontra nomodo de tração em duas rodas, a potência de rotação proveniente do motor 1 é emitida a partir da transmissão 2. De modo subsequente, esta potência de rotação é transmitida somente ao eixo de transmissão traseiro 50 pela caixa de transferência 3. O veículo entra em um estado de deslocamento onde somente as rodas traseiras 5L e 5R são tracionadas. De modo oposto, no caso onde o veículo se encontra em um modo de tração nas quatro rodas, a potência de rotação proveniente do motor 1 é emitida a partir da transmissão 2. De modo subsequente, esta potência de rotação é transmitida ao eixo de transmissão dianteiro 40 e ao eixo de transmissão traseiro 50 pela caixa de transferência 3. O veículo entra em um estado de deslocamento onde as rodas dianteiras 4L e 4R e as rodas traseiras 5L e 5R são ambas tracionadas.
[039] Nas partes que se seguem, fornecem-se descriçõesespecíficas do motor 1, da transmissão 2, do sistema de transmissão de potências no lado dianteiro e no lado traseiro, da caixa de transferência 3, e de membros similares.(Motor)
[040] O motor 1 é uma unidade de potência conhecida que queimacombustível para produzir potência, por exemplo, um motor a gasolina, um motor a diesel, e um motor LPG. Por exemplo, o motor 1 é configurado para controlar uma posição do estrangulador (uma variável controlada para uma quantidade de admissão de ar) de uma válvula reguladora (não mostrada) disposta em uma passagem de admissão, uma quantidade de injeção de combustível, temporização de ignição, e parâmetros similares. Essas variáveis controladas são controladas por uma ECU 100 (vide a figura 3) descrita mais adiante.
[041] A fonte de potência do veículo com tração nas quatro rodasde acordo com esta modalidade pode empregar uma máquina elétrica, como um motor e um motor-gerador, ou pode empregar uma combinação de motor de combustão interna e uma máquina elétrica. (Transmissão)
[042] A transmissão 2 é disposta em um lado traseiro do motor 1através de um conversor de torque (não mostrado). Esta transmissão 2 é uma transmissão automática escalonada (tipo engrenagem planetária) que ajusta uma posição de engrenagem utilizando-se, por exemplo, uma pluralidade de elementos de engate por atrito, como uma embreagem e um freio e um trem de engrenagem planetária. Esses elementos de engate por atrito são elementos de engate por atrito hidráulicos, como uma embreagem e um freio com múltiplos discos. Os engates dos elementos de engate por atrito hidráulicos são controlados por atuadores hidráulicos. Essa embreagem e freio são comutados entre um estado engatado e um estado liberado por excitação e não excitação ou por um controle de corrente de uma válvula solenoide linear de uma unidade de controle hidráulico (não mostrada). Adicionalmente, uma pressão de óleo transiente e parâmetros similares são controlados no estado engatado e no estado liberado. De modo correspondente, a configuração controla as pressões hidráulicas fornecidas aos elementos de engate por atrito para controlar o engate e a liberação dos respectivos elementos. Isto permite posições de mudança predeterminadas (por exemplo, uma posição de mudança predeterminada dentre seis posições para frente, ou uma posição reversa). De modo correspondente, a transmissão 2 realiza uma operação de mudança de marchas para alterar um torque e uma velocidade de rotação em resposta à potência de rotação inserida a partir do lado do motor 1, e emite o torque alterado e a velocidade de rotação alterada ao lado da caixa de transferência 3. No caso onde uma alavanca de mudança (não mostrada) adjacente a um assento do motorista estiver na posição P (estacionamento) ou na posição N (neutra), a transmissão 2 libera todos os respectivos elementos de engate por atrito a fim de não transmitir a potência de rotação inserida a partir do lado do motor 1. Isto corta a transmissão de torque ao eixo de saída.
[043] A transmissão 2 pode ser uma transmissão continuamentevariável (CVT), como uma transmissão por correias que ajusta continuamente uma relação de marchas. Adicionalmente, pode-se aplicar uma transmissão manual.(Sistema de transmissão de potência no lado dianteiro)
[044] O eixo de transmissão dianteiro 40 se estende para frente apartir da caixa de transferência 3 (uma configuração específica desta caixa de transferência 3 será descrita abaixo). O eixo de transmissão dianteiro 40 é acoplado aos eixos de transmissão dianteiros esquerdo e direito 42L e 42R através de uma unidade de diferencial dianteira 41 que consiste em um mecanismo de diferencial. Os eixos de transmissão dianteiros esquerdo e direito 42L e 42R são acoplados às rodas dianteiras esquerda e direita 4L e 4R descritas anteriormente.
[045] De modo específico, um anel dentado 43 é integrado demodo giratório a um cárter do diferencial 41a da unidade de diferencial dianteira 41. Este anel dentado 43 se engata a uma engrenagem de pinhão de transmissão 44 integralmente disposta em uma porção de extremidade dianteira do eixo de transmissão dianteiro 40.
[046] A unidade de diferencial dianteira 41 tem uma configuraçãoque inclui um par de engrenagens de pinhão 41b e 41b e um par de engrenagens laterais 41c e 41c. O par de engrenagens de pinhão 41b e 41b é disposto dentro do cárter do diferencial 41a. O par de engrenagens laterais 41c e 41c se engata às respectivas engrenagens de pinhão 41b e 41b. As respectivas engrenagens de pinhão 41b e 41b, dentro do cárter do diferencial 41a, são suportadas de modo giratório por um eixo de engrenagem de pinhão 45. O eixo de engrenagem de pinhão 45 é disposto em uma direção perpendicular à direção do centro de eixo dos eixos de transmissão dianteiros 42L e 42R. Ou seja, as respectivas engrenagens de pinhão 41b e 41b revolvem ao redor do centro do eixo dos eixos de transmissão dianteiros 42L e 42R junto ao cárter do diferencial 41a, e são giratórios ao redor do centro do eixo do eixo de engrenagem de pinhão 45. No caso onde uma potência transmitida através da caixa de transferência 3 e do eixo de transmissão dianteiro 40 é inserida ao cárter do diferencial 41a através da engrenagem de anel 43, o cárter do diferencial 41a gira. Neste cárter do diferencial 41a, as engrenagens de pinhão 41b e 41b giram as engrenagens laterais 41c e 41c enquanto revolvem ao redor do centro do eixo dos eixos de transmissão dianteiros 42L e 42R para transmitir a potência aos eixos de transmissão dianteiros 42L e 42R. No caso onde uma diferença de rotação ocorre entre as rodas dianteiras esquerda e direita 4L e 4R (os eixos de transmissão dianteiros esquerdo e direito 42L e 42R), por exemplo, quando o veículo estiver virando, as respectivas engrenagens laterais direita e esquerda 41c e 41c giram relativamente em associação à rotação das engrenagens de pinhão 41b e 41b ao redor do centro do eixo do eixo de engrenagem de pinhão 45 para absorver a diferença de rotação entre os eixos de transmissão dianteiros esquerdo e direito 42L e 42R.(Sistema de transmissão de potência no lado traseiro)
[047] O eixo de transmissão traseiro 50 se estende para trás apartir da caixa de transferência 3. O eixo de transmissão traseiro 50 é acoplado aos eixos de transmissão traseiros esquerdo e direito 52L e 52R através de uma unidade de diferencial traseira 51 que consiste em um mecanismo de diferencial. Os eixos de transmissão traseiros esquerdo e direito 52L e 52R são acoplados às rodas traseiras esquerda e direita 5L e 5R descritas anteriormente.
[048] De modo específico, uma engrenagem de anel 53 éintegrado de modo giratório ao cárter do diferencial 51a da unidade de diferencial traseira 51. Este anel dentado 53 se engata a uma engrenagem de pinhão de transmissão 54 integralmente disposta em uma porção de extremidade traseira do eixo de transmissão traseiro 50.
[049] A unidade de diferencial traseira 51 tem uma configuraçãosimilar àquela da unidade de diferencial dianteira 41 descrita anteriormente. Portanto, a configuração da unidade de diferencial traseira 51 não será adicionalmente elaborada no presente documento. (Caixa de transferência)
[050] A caixa de transferência 3 é disposta em um lado traseiro datransmissão 2, e inclui um eixo de entrada 31 acoplado a um eixo de saída da transmissão 2 (vide a figura 2 que ilustra uma configuração ampliada da caixa de transferência 3). Adicionalmente, a caixa de transferência 3 inclui um mecanismo de transmissão auxiliar 6, um mecanismo de comutação 2WD/4WD 7, e um mecanismo de distribuição de potência 8 (a figura 2 ilustra somente o mecanismo de transmissão auxiliar 6 e o mecanismo de comutação 2WD/4WD 7). Nas partes que se seguem, fornecem-se descrições dos respectivos mecanismos 6, 7, e 8.(Mecanismo de transmissão auxiliar)
[051] O mecanismo de transmissão auxiliar 6 tem umaconfiguração que pode se comutar para qualquer um das faixas de velocidade entre uma faixa de alta velocidade e uma faixa de baixa velocidade mediante a operação de um motorista com uma alavanca de comutação de faixa 97 (vide a figura 3) disposta adjacente ao assento do motorista. Durante o deslocamento normal, o mecanismo de transmissão auxiliar 6 é comutado aa faixa de alta velocidade. De modo oposto, no caso, por exemplo, de um deslocamento fora de estrada (do inglês "off-road"), especialmente, deslocando-se em uma estrada ascendente ou em uma estrada esburacada, o mecanismo de transmissão auxiliar 6 é comutado para a faixa de baixa velocidade. Neste faixa de baixa velocidade, uma relação de marchas grande (maior que uma relação de marchas na faixa de alta velocidade) é ajustada dentro do mecanismo de transmissão auxiliar 6. A redução na velocidade de rotação da potência de rotação emitida a partir da transmissão 2 aumenta um torque. Aqui, não apenas a alavanca de comutação de faixa 97, mas também outra unidade de operação (tal como um comutador) podem ser configuradas para comutar entre a faixa de alta velocidade e a faixa de baixa velocidade. Alternativamente, a configuração pode comutar automaticamente entre a faixa de alta velocidade e a faixa de baixa velocidade correspondente a uma condição de superfície da estrada ou a um parâmetro similar.
[052] Conforme ilustrado na figura 2, o mecanismo de transmissãoauxiliar 6 inclui um mecanismo de engrenagem planetária 61, uma peça de faixa de alta velocidade 62H, uma peça de faixa de baixa velocidade 62L, uma primeira manga 63, um cubo de saída 64, e um membro similar.
[053] O mecanismo de engrenagem planetária 61 emprega, porexemplo, um mecanismo de engrenagem planetária de pinhão único. De modo específico, o mecanismo de engrenagem planetária 61 inclui elementos giratórios de uma engrenagem sol 61S, uma engrenagem de anel 61R, uma pluralidade de engrenagens de pinhão 61P, e um portador planetário (nas partes que se seguem referido como um portador) 61CA. A engrenagem de anel 61R é disposto de modo concêntrico à engrenagem sol 61S. A pluralidade de engrenagens de pinhão 61P se engata à engrenagem sol 61S e aa engrenagem de anel 61R. O portador 61CA suporta de modo giratório e rotatório a pluralidade de engrenagens de pinhão 61P.
[054] A engrenagem sol 61S é acoplada ao eixo de entrada 31 dacaixa de transferência 3 para girar integralmente. Adicionalmente, a peça de faixa de alta velocidade 62H é integrada de modo giratório à engrenagem sol 61S, mas não pode se mover na direção de centro do eixo (por exemplo, a peça de faixa de alta velocidade 62H é integralmente formada pela engrenagem sol 61S). A peça de faixa de alta velocidade 62H inclui uma superfície periférica externa onde uma pluralidade de dentes externos (ranhuras) 62a são igualmente espaçados por uma direção circunferencial da superfície periférica externa.
[055] A engrenagem de anel 61R pode ser seletivamente preso aum compartimento 33 da caixa de transferência 3 por um freio 65. Este freio 65 é um elemento de engate por atrito hidráulico que é engatado e liberado por um circuito de controle hidráulico 400 (vide a figura 3). Em um estado onde este freio 65 está engatado, a rotação da engrenagem de anel 61R é interrompida de modo forçado. De modo contrário, em um estado onde o freio 65 está liberado, a rotação da engrenagem de anel 61R é permitida. Este freio 65 não comuta apenas entre engate e liberação, mas também pode estar em um estado semiengatado pelo controle hidráulico do circuito de controle hidráulico 400 para ajustar uma força de engate do freio 65.
[056] O portador 61CA inclui a peça de faixa de baixa velocidade62L que é integrada de modo giratório ao portador 61CA, mas não pode se mover na direção de centro do eixo (por exemplo, integrada de modo giratório por encaixe em ranhura). A peça de faixa de baixa velocidade 62L inclui uma superfície periférica interna onde uma pluralidade de dentes internos (ranhuras) 62b são igualmente espaçados por uma direção circunferencial da superfície periférica interna. Adicionalmente, uma posição da peça de faixa de baixa velocidade 62L é ajustada para uma posição em um lado traseiro em relação a uma posição da peça de faixa de alta velocidade 62H.
[057] A primeira manga 63 é externamente montada para girarintegralmente junto ao eixo de saída 32 coaxialmente ao eixo de entrada 31 através do cubo de saída 64. De modo específico, o cubo de saída 64 é integrado de modo giratório a uma porção de extremidade dianteira do eixo de saída 32, mas não pode se mover na direção de centro do eixo do cubo de saída 64. O cubo de saída 64 inclui uma superfície periférica externa onde uma pluralidade de dentes externos (ranhuras) 64a são igualmente espaçados por uma direção circunferencial da superfície periférica externa. De modo contrário, a primeira manga 63 inclui uma superfície periférica interna onde uma pluralidade de dentes internos (ranhuras) 63a são igualmente espaçados por uma direção circunferencial da superfície periférica interna. A pluralidade de dentes internos 63a se estende aproximadamente em todo o comprimento da primeira manga 63 na direção de centro do eixo. Os dentes internos 63a se engatam aos dentes externos 64a do cubo de saída 64. De modo correspondente, a primeira manga 63 é externamente montada para girar integralmente junto ao eixo de saída 32 através do cubo de saída 64.
[058] Os dentes internos 63a da primeira manga 63 sãoengatáveis aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H (a figura 2 ilustra um estado onde os dentes internos 63a da primeira manga 63 se engatam aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H). Adicionalmente, a primeira manga 63 inclui uma superfície periférica externa onde uma pluralidade de dentes externos (ranhuras) 63b são igualmente espaçados por uma direção circunferencial da superfície periférica externa. Os dentes externos 63b são engatáveis aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L (a figura 2 ilustra um estado onde os dentes externos 63b da primeira manga 63 não se engatam aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L). Uma faixa de formação dos dentes externos 63b na primeira manga 63 se encontra somente em uma porção lateral dianteira da primeira manga 63 na direção de centro do eixo.
[059] A primeira manga 63 é configurada para que seja deslizávelparalela ao eixo de saída 32 por um atuador de comutação de faixa 66. Ou seja, o atuador de comutação de faixa 66 permite que a primeira manga 63 se mova entre uma primeira posição de deslizamento e uma segunda posição de deslizamento. A primeira posição de deslizamento é, conforme ilustrado na figura 2 e na figura 4A, uma posição onde os dentes internos 63a da primeira manga 63 se engatam aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H, enquanto os dentes externos 63b da primeira manga 63 não se engatam aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L. A segunda posição de deslizamento é, conforme ilustrado na figura 4C, uma posição onde os dentes externos 63b da primeira manga 63 se engatam aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L, enquanto os dentes internos 63a da primeira manga 63 não se engatam aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H.
[060] O atuador de comutação de faixa 66 inclui, por exemplo, ummotor elétrico, e inclui um mecanismo de transmissão que desacelera uma potência de rotação a ser gerada e converte a potência de rotação em potência de transmissão linear. O atuador de comutação de faixa 66 é configurado para transmitir a potência de transmissão linear à primeira manga 63. Este atuador de comutação de faixa 66 pode ser um atuador hidráulico.
[061] A primeira manga 63, o atuador de comutação de faixa 66, ocubo de saída 64, a peça de faixa de alta velocidade 62H, a peça de faixa de baixa velocidade 62L, e membros similares, constituem um mecanismo de engrenagem da presente invenção. O mecanismo de engrenagem comuta os elementos giratórios que podem transmitir potência ao eixo de saída 32 dentre os elementos giratórios que constituem o mecanismo de engrenagem planetária 61 a fim de alterar uma relação de marchas na trajetória de transmissão de potência.
[062] Adicionalmente, considerando o mecanismo de transmissãoauxiliar 6, no caso onde a faixa de alta velocidade é selecionado, por exemplo, através de uma operação da alavanca de comutação de faixa 97 por um motorista, o atuador de comutação de faixa 66 desliza a primeira manga 63 (desliza em direção à primeira posição de deslizamento) na direção X1 da figura 2. Quando a primeira manga 63 for deslizada para a primeira posição de deslizamento, conforme ilustrado na figura 2, os dentes internos 63a da primeira manga 63 se engatam aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H. Isto permite uma trajetória de transmissão de potência para a faixa de alta velocidade onde uma entrada de torque ao eixo de entrada 31 é transmitida à peça de faixa de alta velocidade 62H, à primeira manga 63, ao cubo de saída 64, e ao eixo de saída 32 nesta ordem. Então, o mecanismo de transmissão auxiliar 6 é comutado aa faixa de alta velocidade. Neste faixa de alta velocidade, um elemento giratório de saída do mecanismo de engrenagem planetária 61 é a engrenagem sol 61S. Adicionalmente, o eixo de entrada 31 e o eixo de saída 32 são diretamente acoplados entre si.
[063] De modo contrário, no caso onde a faixa de baixa velocidadeé selecionado, por exemplo, através de uma operação da alavanca de comutação de faixa 97 pelo motorista, o atuador de comutação de faixa 66 desliza a primeira manga 63 (desliza em direção à segunda posição de deslizamento) na direção X2 da figura 2. Quando a primeira manga 63 for deslizada para a segunda posição de deslizamento, conforme ilustrado na figura 4C, os dentes externos 63b da primeira manga 63 se engatam aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L. Isto permite uma trajetória de transmissão de potência para a faixa de baixa velocidade onde uma entrada de torque ao eixo de entrada 31 é transmitida à engrenagem sol 61S, ao portador 61CA, à peça de faixa de baixa velocidade 62L, à primeira manga 63, ao cubo de saída 64, e ao eixo de saída 32 nesta ordem. De modo subsequente, o mecanismo de transmissão auxiliar 6 é comutado aa faixa de baixa velocidade. Neste faixa de baixa velocidade, o elemento giratório de saída do mecanismo de engrenagem planetária 61 é o portador 61CA. Adicionalmente, a velocidade de rotação do eixo de entrada 31 é desacelerada pelo mecanismo de engrenagem planetária 61, e emitida ao eixo de saída 32.
[064] O eixo de saída 32 onde o cubo de saída 64 é montado éacoplado ao eixo de transmissão traseiro 50 (vide a figura 1) para girar integralmente. A potência de rotação emitida a partir da caixa de transferência 3 é transmitida ao eixo de transmissão traseiro 50 a partir do eixo de saída 32.
[065] Como um recurso desta modalidade, o portador 61CA podeser acoplado a um motor-gerador (uma máquina elétrica) 67 através de um mecanismo de engate/desengate 68.
[066] Este motor-gerador 67 é um gerador síncrono CA que incluium rotor 67a e um estator 67b. O rotor 67a é formado por um ímã permanente. O estator 67b é enrolado a um enportador trifásico. O motor-gerador 67 funciona como uma máquina elétrica (o motor elétrico) e também como um gerador elétrico.
[067] Este motor-gerador 67 é acoplado a uma bateria (umdispositivo de armazenamento elétrico) B através de um inversor 200 (vide a figura 3). O inversor 200 é controlado pela ECU 100. Este controle do inversor 200 permite ajustar a regeneração ou o deslocamento de potência (auxiliar) do motor-gerador 67. Durante a regeneração do motor-gerador 67, a energia elétrica gerada é carregada à bateria B através do inversor 200. A energia elétrica de transmissão para o motor-gerador 67 é fornecida através do inversor 200 a partir da bateria B.
[068] O mecanismo de engate/desengate 68 comuta atransmissão e a não transmissão da potência entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA. O mecanismo de engate/desengate 68 inclui uma peça lateral de portador 68a, uma peça lateral de motor 68b, e uma segunda manga 68c. A peça lateral de portador 68a é integrada de modo giratório ao portador 61CA. A peça lateral de motor 68b é integrada de modo giratório ao rotor 67a do motor-gerador 67. A segunda manga 68c é móvel ao longo do centro do eixo do eixo de entrada 31. Nas partes que se seguem, fornece-se uma descrição específica.
[069] A peça lateral de portador 68a e a peça lateral de motor 68btêm aproximadamente o mesmo tamanho de diâmetro externo, e incluem superfícies periféricas externas onde uma pluralidade de dentes externos (ranhuras) 68d e 68e são igualmente espaçados por direções circunferenciais das respectivas superfícies periféricas externas. De modo contrário, a segunda manga 68c inclui uma superfície periférica interna onde uma pluralidade de dentes internos (ranhuras) 68f são igualmente espaçados por uma direção circunferencial da superfície periférica interna. A pluralidade de dentes internos 68f se estende aproximadamente em todo o comprimento da segunda manga 68c na direção de centro do eixo.
[070] A segunda manga 68c é deslizável paralela ao eixo deentrada 31 por um atuador de comutação de acoplamento ao motor 69. Ou seja, este atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 permite que a segunda manga 68c se mova entre a primeira posição de deslizamento e a segunda posição de deslizamento. A primeira posição de deslizamento é, conforme ilustrado na figura 2 e na figura 4A, uma posição onde os dentes internos 68f da segunda manga 68c se engatam aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b sem se engatar aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a. A segunda posição de deslizamento é, conforme ilustrado na figura 4B, uma posição onde os dentes internos 68f da segunda manga 68c se engatam tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente.
[071] O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69,similarmente ao atuador de comutação de faixa 66, inclui, por exemplo, um motor elétrico, e inclui um mecanismo de transmissão que desacelera uma potência de rotação a ser gerada e converte a potência de rotação em uma potência de transmissão linear. O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 é configurado para transmitir a potência de transmissão linear à segunda manga 68c. Este atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 pode ser um atuador hidráulico.
[072] No caso onde a segunda manga 68c é deslizada na direçãoY1 da figura 2 e disposta na primeira posição de deslizamento, a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA. De modo contrário, no caso onde a segunda manga 68c é deslizada na direção Y2 da figura 2 e disposta na segunda posição de deslizamento, a potência pode ser transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA. Neste estado, quando o motor-gerador 67 for acionado para gerar um torque de motor, o torque de motor é transmitido à peça lateral de motor 68b, à segunda manga 68c, à peça lateral de portador 68a, ao portador 61CA, e à peça de faixa de baixa velocidade 62L nesta ordem. Isto controla uma velocidade de rotação do motor-gerador 67 para ajustar uma velocidade de rotação do portador 61CA. Como resultado, esta configuração é configurada para ajustar uma velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L.
[073] Neste estado, um torque de motor pode ser transmitido aoeixo de saída 32. Isto permite um deslocamento por assistência a motor quando o motor 1 estiver operando ou um deslocamento EV que usa somente o torque de motor como uma potencia de transmissão para o deslocamento. Ou seja, no caso da faixa de alta velocidade, o torque de motor é transmitido à peça lateral de motor 68b, à segunda manga 68c, à peça lateral de portador 68a, ao portador 61CA, à engrenagem sol 61S, à peça de faixa de alta velocidade 62H, à primeira manga 63, ao cubo de saída 64, e ao eixo de saída 32 nesta ordem. No caso da faixa de baixa velocidade, o torque de motor é transmitido à peça lateral de motor 68b, à segunda manga 68c, à peça lateral de portador 68a, ao portador 61CA, à peça de faixa de baixa velocidade 62L, à primeira manga 63, ao cubo de saída 64, e ao eixo de saída 32 nesta ordem. Adicionalmente, neste estado onde a potência pode ser transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA, colocando-se o motor- gerador 67 em um estado acionado enquanto o veículo estiver em deslocamento também permite uma operação regenerativa onde o motor-gerador 67 gera eletricidade. (Mecanismo de comutação 2WD/4WD)
[074] O mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 é disposto em umlado traseiro do mecanismo de transmissão auxiliar 6, e inclui uma peça lateral de eixo de saída 71, uma peça de tração nas quatro rodas 73, e uma terceira manga 74. A peça lateral de eixo de saída 71 é integrada de modo giratório ao eixo de saída 32. A peça de tração nas quatro rodas 73 é montada para girar integralmente junto a um membro cilíndrico 72 disposto em um perímetro externo do eixo de saída 32. A terceira manga 74 é móvel ao longo do centro do eixo do eixo de saída 32. Nas partes que se seguem, fornece-se especificamente uma descrição.
[075] A peça lateral de eixo de saída 71 e a peça de tração nasquatro rodas 73 têm aproximadamente o mesmo tamanho de diâmetro externo, e incluem superfícies periféricas externas onde uma pluralidade de dentes externos (ranhuras) 71a e 73a são igualmente espaçados por direções circunferenciais das respectivas superfícies periféricas externas. De modo contrário, a terceira manga 74 inclui uma superfície periférica interna onde uma pluralidade de dentes internos (ranhuras) 74a são igualmente espaçados por uma direção circunferencial da superfície periférica interna. A pluralidade de dentes internos 74a se estende aproximadamente em todo o comprimento da terceira manga 74 na direção de centro do eixo.
[076] A terceira manga 74 é deslizável paralela ao eixo de saída32 por um atuador de comutação 2WD/4WD 75. Ou seja, este atuador de comutação 2WD/4WD 75 permite que a terceira manga 74 se mova entre a primeira posição de deslizamento e a segunda posição de deslizamento. A primeira posição de deslizamento é, conforme ilustrado na figura 2 e na figura 4A, uma posição onde os dentes internos 74a da terceira manga 74 se engatam aos respectivos dentes externos 71a e 73a da peça lateral de eixo de saída 71 e da peça de tração nas quatro rodas 73. A segunda posição de deslizamento é, conforme ilustrado na figura 5A, uma posição onde os dentes internos 74a da terceira manga 74 se engatam aos dentes externos 73a da peça de tração nas quatro rodas 73 sem se engatar aos dentes externos 71a da peça lateral de eixo de saída 71.
[077] O atuador de comutação 2WD/4WD 75, similarmente aosrespectivos atuadores 66 e 69, inclui um motor elétrico e um membro similar, e inclui um mecanismo de transmissão que desacelera uma potência de rotação a ser gerada e converte a potência de rotação em uma potência de transmissão linear. O atuador de comutação 2WD/4WD 75 é configurado para transmitir a potência de transmissão linear à terceira manga 74. Adicionalmente, este atuador de comutação 2WD/4WD 75 pode ser um atuador hidráulico.
[078] No caso onde a terceira manga 74 é deslizada na direção Z1da figura 2 e disposta na primeira posição de deslizamento, a potência pode ser transmitida entre a peça lateral de eixo de saída 71 e a peça de tração nas quatro rodas 73. Neste estado, uma parte da potência transmitida ao eixo de saída 32 é transmitida ao mecanismo de distribuição de potência 8 através da peça de tração nas quatro rodas 73. Este é um estado de tração nas quatro rodas onde a potência pode ser transmitida ao eixo de transmissão dianteiro 40. De modo contrário, no caso onde a terceira manga 74 é deslizada na direção Z2 da figura 2 e disposta na segunda posição de deslizamento, a potência não é transmitida entre a peça lateral de eixo de saída 71 e a peça de tração nas quatro rodas 73. Neste estado, a potência transmitida ao eixo de saída 32 é transmitida somente ao eixo de transmissão traseiro 50, que se encontra em um estado de tração em duas rodas.(Mecanismo de distribuição de potência)
[079] O mecanismo de distribuição de potência 8 inclui, conformeilustrado na figura 1, uma roda dentada de acionamento 81, uma roda dentada acionada 82, uma correia 83, e um membro similar. A correia 83 é enrolada entre a roda dentada de acionamento 81 e a roda dentada acionada 82. A roda dentada de acionamento 81 é integrada de modo giratório à peça de tração nas quatro rodas 73 através do membro cilíndrico 72 do mecanismo de comutação 2WD/4WD 7. A roda dentada acionada 82 é acoplada ao eixo de transmissão dianteiro 40 para girar integralmente. Visto que a correia 83 é enrolada às respectivas rodas dentadas 81 e 82, no mecanismo de distribuição de potência 8, uma parte da potência (que pode ser um torque de motor proveniente do motor- gerador 67) proveniente do motor 1 é transmitida ao eixo de transmissão traseiro 50 no caso onde o mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 se encontra no estado de tração nas quatro rodas. A outra parte da potência é transmitida à roda dentada acionada 82 através da roda dentada de acionamento 81 e da correia 83. De modo subsequente, esta potência é transmitida ao eixo de transmissão dianteiro 40.(Mecanismo de desconexão)
[080] No veículo com tração nas quatro rodas de acordo com estamodalidade, conforme ilustrado na figura 1, um mecanismo de desconexão 300 é disposto no eixo de transmissão dianteiro 42R no lado direito entre os eixos de transmissão dianteiros esquerdo e direito 42L e 42R. Este mecanismo de desconexão 300 é configurado para comutar entre um estado de transmissão e um estado de não transmissão (um estado de desconexão). No estado de transmissão, um torque é transmitido entre a unidade de diferencial dianteira 41 e a roda dianteira direita 4R. No estado de não transmissão, o torque não é transmitido.
[081] De modo específico, o eixo de transmissão dianteiro 42R nolado direito é dividido em um eixo de transmissão dianteiro do lado do diferencial 42Ra no lado da unidade de diferencial dianteira 41 e em um eixo de transmissão dianteiro do lado da roda 42Rb no lado da roda dianteira direita 4R. O mecanismo de desconexão 300 inclui uma placa de engate do lado do diferencial 301, uma placa de engate do lado da roda dianteira 302, uma manga de desconexão 303, e um membro similar. A placa de engate do lado do diferencial 301 é montada em uma extremidade externa do eixo de transmissão dianteiro do lado do diferencial 42Ra em uma direção de largura do veículo. A placa de engate do lado da roda dianteira 302 é montada em uma extremidade interna do eixo de transmissão dianteiro do lado da roda 42Rb na direção de largura do veículo. A manga de desconexão 303 comuta o engate e o não engate entre a placa de engate do lado do diferencial 301 e a placa de engate do lado da roda dianteira 302.
[082] A placa de engate do lado do diferencial 301 e a placa deengate do lado da roda dianteira 302 têm os mesmos diâmetros, visto que incluem uma superfície periférica externa onde os dentes externos (não mostrado) são dispostos. De modo contrário, na superfície periférica interna da manga de desconexão 303, os dentes internos (não mostrados) são formados. Os dentes internos são engatáveis aos dentes externos formados nas respectivas superfícies periféricas externas da placa de engate do lado do diferencial 301 e da placa de engate do lado da roda dianteira 302. A manga de desconexão 303 é configurada para se mover de modo deslizante em uma direção ao longo do centro do eixo do eixo de transmissão dianteiro 42R pelo atuador de desconexão 304. Isto permite que a manga de desconexão 303 para se mover de modo deslizante entre as posições seguintes. Em uma posição (uma posição ilustrada na figura 1), a manga de desconexão 303 se engata somente à placa de engate do lado da roda dianteira 302 (ou à placa de engate do lado do diferencial 301). Na outra posição, a manga de desconexão 303 se engata tanto à placa de engate do lado da roda dianteira 302 como à placa de engate do lado do diferencial 301. No caso onde esta manga de desconexão 303 é disposta na posição onde a manga de desconexão 303 se engata somente a uma placa de engate (tal como a placa de engate do lado da roda dianteira 302), o torque não é transmitido à roda dianteira direita 4R a partir da unidade de diferencial dianteira 41 (que se encontra no estado de não-transmissão; um estado liberado do mecanismo de desconexão 300). Em contrapartida, no caso onde a manga de desconexão 303 é disposta na posição onde a manga de desconexão 303 se engata tanto à placa de engate do lado da roda dianteira 302 como à placa de engate do lado do diferencial 301, o torque pode ser transmitido à roda dianteira direita 4R a partir da unidade de diferencial dianteira 41 (um estado engatado do mecanismo de desconexão 300). O atuador de desconexão 304 pode empregar, por exemplo, um atuador elétrico acionado por um motor elétrico ou por um atuador hidráulico.
[083] Este mecanismo de desconexão 300 é comutado ao estadode transmissão quando o veículo estiver no estado de tração nas quatro rodas enquanto é comutado ao estado de não transmissão quando o veículo estiver no estado de tração em duas rodas. Para mais detalhes, quando o veículo for comutado ao estado de tração em duas rodas a partir do estado de tração nas quatro rodas, o mecanismo de desconexão 300 é comutado ao estado de não transmissão. De modo contrário, quando o veículo for comutado ao estado de tração nas quatro rodas a partir do estado de tração em duas rodas, o mecanismo de desconexão 300 é comutado ao estado de transmissão.
[084] De modo específico, no caso onde o motorista opera umcomutador seletor 2WD/4WD 96 (vide a figura 3) para selecionar o modo de tração em duas rodas, a manga de desconexão 303 é deslizada na direção D1 da figura 1. De modo correspondente, o engate entre a manga 303 e a placa de engate do lado do diferencial 301 é liberado. O acoplamento entre as placas de engate 301 e 302 é liberado. Portanto, o lado da unidade de diferencial dianteira 41 e o lado da roda dianteira direita 4R são separados. O mecanismo de desconexão 300 é comutado ao estado de não transmissão onde um torque não é transmitido entre a unidade de diferencial dianteira 41 e a roda dianteira direita 4R. Neste estado de não transmissão, as respectivas rodas dianteiras esquerda e direita 4L e 4R giram, porém, a terceira manga 74 do mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 é disposta na segunda posição de deslizamento (em um estado onde a potência não é transmitida à peça de tração nas quatro rodas 73). Em associação a este estado, o cárter do diferencial 41a da unidade de diferencial dianteira 41, o eixo de transmissão dianteiro 40, as respectivas rodas dentadas 81 e 82 do mecanismo de distribuição de potência 8, e um membro similar, entram em um estado de não rotação.
[085] De modo contrário, no caso onde o motorista opera ocomutador seletor 2WD/4WD 96 para selecionar o modo de tração nas quatro rodas, a manga de desconexão 303 é deslizada na direção D2 da figura 1. De modo correspondente, a manga de desconexão 303 e as respectivas placas de engate 301 e 302 se engatam entre si para acoplar as placas de engate 301 e 302 entre si através da manga de desconexão 303. Portanto, o lado da unidade de diferencial dianteira 41 e o lado da roda dianteira direita 4R são integralmente acoplados entre si. O mecanismo de desconexão 300 é comutado ao estado de transmissão onde um torque pode ser transmitido entre a unidade de diferencial dianteira 41 e a roda dianteira direita 4R.(ECU)
[086] A ECU 100 é um dispositivo de controle eletrônico querealiza um controle de operação do motor 1, controles dos respectivos atuadores 66, 69, 75, e 304, um controle de torque do motor-gerador 67, e um controle similar. A ECU 100 inclui uma unidade de processamento central (CPU), uma memória somente para leitura (ROM), uma memória de acesso aleatório (RAM), uma RAM de backup, e um membro similar.
[087] A ROM armazena, por exemplo, vários programas decontrole e mapas referenciados quando os vários programas de controle forem executados. A CPU executa processos aritméticos com base nos vários programas de controle e nos mapas armazenados na ROM. A RAM e uma memória que armazena temporariamente os resultados das operações aritméticas na CPU, os dados inseridos a partir dos respectivos sensores, e dados similares. A RAM de backup é uma memória não volátil que armazena dados a serem salvos, por exemplo, quando o motor 1 estiver parado, e dados similares.
[088] Conforme ilustrado na figura 3, a ECU 100 é acoplada, porexemplo, a um sensor de posição de manivela 91, um sensor de posição do estrangulador 92, um sensor de posição do acelerador 93, um sensor de pedal de freio 94, um sensor de posição de mudança 95, o comutador seletor 2WD/4WD 96, a alavanca de comutação de faixa 97, um comutador seletivo de deslocamento EV 98, um sensor de velocidade de rotação da roda dianteira esquerda 99LF, um sensor de velocidade de rotação da roda dianteira direita 99RF, um sensor de velocidade de rotação da roda traseira esquerda 99LR, e um sensor de velocidade de rotação da roda traseira direita 99RR. O sensor de posição de manivela 91 envia um sinal de pulso sempre que o virabrequim do motor 1 girar por um ângulo predeterminado. O sensor de posição do estrangulador 92 detecta o grau de abertura da válvula reguladora disposta na passagem de admissão do motor 1. O sensor de posição do acelerador 93 detecta uma posição do acelerador Acc que consiste em um grau no qual um pedal do acelerador é pressionado. O sensor de pedal de freio 94 detecta uma força de pedal (força de pedal de freio) sobre o pedal de freio. O sensor de posição de mudança 95 detecta uma posição da alavanca de mudança da transmissão 2. O comutador seletor 2WD/4WD 96 é disposto adjacente ao assento do motorista, e operado pelo motorista. De modo similar, a alavanca de comutação de faixa 97 é disposta adjacente ao assento do motorista, e operada pelo motorista. O comutador seletivo de deslocamento EV 98 permite a seleção de deslocamento EV (deslocamento onde somente o motor-gerador 67 é usado como a fonte de potência). O sensor de velocidade de rotação da roda dianteira esquerda 99LF detecta uma velocidade de rotação da roda dianteira esquerda 4L. O sensor de velocidade de rotação da roda dianteira direita 99RF detecta uma velocidade de rotação da roda dianteira direita 4R. O sensor de velocidade de rotação da roda traseira esquerda 99LR detecta uma velocidade de rotação da roda traseira esquerda 5L. O sensor de velocidade de rotação da roda traseira direita 99RR detecta uma velocidade de rotação da roda traseira direita 5R. Além disso, a ECU 100 é acoplada a um sensor de temperatura de água, um medidor de fluxo de ar, um sensor G, e sensor similar. O sensor de temperatura de água detecta uma temperatura de refrigerante do motor. O medidor de fluxo de ar detecta uma quantidade de admissão de ar. O sensor G detecta uma aceleração do veículo na direção dianteira-traseira. Os respectivos sinais provenientes destes sensores são inseridos à ECU 100. Conforme necessário, um sensor de velocidade de rotação é disposto para detectar, por exemplo, uma velocidade de rotação do eixo de entrada 31, uma velocidade de rotação do eixo de saída 32, e uma velocidade de rotação da peça de faixa de alta velocidade 62H. Os sinais provenientes deste sensor de velocidade de rotação são inseridos à ECU 100.
[089] A ECU 100 realiza vários controles para o motor 1 incluindo,por exemplo, um controle de posição do estrangulador (um controle da quantidade de admissão de ar), um controle da quantidade de injeção de combustível, um controle de temporização de ignição para o motor 1 com base nos sinais de saída dos vários sensores. Adicionalmente, a ECU 100 realiza controles dos respectivos atuadores 66, 69, 75, e 304, um controle de torque do motor-gerador 67, e um controle similar correspondente ao estado de deslocamento do veículo ou uma operação (operações dos comutadores 96 e 98 e da alavanca 97) pelo motorista. Adicionalmente, a ECU 100 controla o circuito de controle hidráulico 400 para comutar entre o engate e a liberação do freio 65 e ajustar a força de engate do freio 65.(Modo de deslocamento do veículo)
[090] A seguir, fornecem-se descrições dos modos dedeslocamento do veículo com tração nas quatro rodas configurado conforme descrito anteriormente.
[091] O veículo com tração nas quatro rodas de acordo com estamodalidade pode se deslocar nos respectivos modos de deslocamento a seguir correspondentes às posições de movimento deslizante das respectivas mangas 63, 68c, e 74 e do controle de torque do motor- gerador 67. Nas partes que se seguem, fornece-se uma descrição específica. Em geral, o mecanismo de transmissão auxiliar 6 é mantido na faixa de alta velocidade no caso do estado de tração em duas rodas do veículo. O mecanismo de transmissão auxiliar 6 é comutável entre a faixa de alta velocidade e a faixa de baixa velocidade no caso do estado de tração nas quatro rodas. Em contrapartida, o veículo com tração nas quatro rodas de acordo com esta modalidade é comutável entre a faixa de alta velocidade e a faixa de baixa velocidade mesmo no caso do estado de tração em duas rodas.(Modo em faixa de alta velocidade com tração nas quatro rodas)
[092] Primeiramente, fornece-se uma descrição de um modo emfaixa de alta velocidade com tração nas quatro rodas.
[093] A figura 4A é um diagrama de configuração esquemática dacaixa de transferência 3 durante um funcionamento estacionário (durante o deslocamento que usa somente um torque de saída proveniente do motor 1) neste modo em faixa de alta velocidade com tração nas quatro rodas.
[094] Conforme ilustrado na figura 4A, no modo em faixa de altavelocidade com tração nas quatro rodas, o atuador de comutação de faixa 66 do mecanismo de transmissão auxiliar 6 dispõe a primeira manga 63 na primeira posição de deslizamento. Os dentes internos 63a da primeira manga 63 e os dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H se engatam entre si. Os dentes externos 63b da primeira manga 63 não se engatam aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L. O atuador de comutação 2WD/4WD 75 do mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 dispõe a terceira manga 74 na primeira posição de deslizamento. Os dentes internos 74a da terceira manga 74 se engatam a ambos os dentes externos 71a e 73a da peça lateral de eixo de saída 71 e da peça de tração nas quatro rodas 73, respectivamente. Adicionalmente, o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 dispõe a segunda manga 68c na primeira posição de deslizamento. Os dentes internos 68f da segunda manga 68c se engatam aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b sem se engatar aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a.
[095] Neste modo em faixa de alta velocidade com tração nasquatro rodas, a terceira manga 74 na primeira posição de deslizamento permite um deslocamento com tração nas quatro rodas do veículo. A primeira manga 63 na primeira posição de deslizamento ajusta a faixa de alta velocidade onde a desaceleração não é realizada no mecanismo de transmissão auxiliar 6. Adicionalmente, visto que a segunda manga 68c é disposta na primeira posição de deslizamento, a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA do mecanismo de engrenagem planetária 61.
[096] Neste modo em faixa de alta velocidade com tração nasquatro rodas, conforme ilustrado na figura 4B, quando o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 mover a segunda manga 68c para a segunda posição de deslizamento, os dentes internos 68f da segunda manga 68c são dispostos em uma posição onde os dentes internos 68f se engatam tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente. Neste estado, quando o motor-gerador 67 for acionado para gerar um torque de motor, o torque de motor é transmitido ao portador 61CA para ajustar uma velocidade de rotação do portador 61CA. Adicionalmente, a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L se torna ajustável. Da mesma forma, o deslocamento com tração nas quatro rodas por auxílio de motor e o deslocamento EV por tração nas quatro rodas são possíveis.(Modo em faixa de baixa velocidade com tração nas quatro rodas)
[097] A seguir, fornece-se uma descrição de um modo em faixa debaixa velocidade com tração nas quatro rodas.
[098] A figura 4C é um diagrama de configuração esquemática dacaixa de transferência 3 durante o funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade com tração nas quatro rodas.
[099] Conforme ilustrado na figura 4C, no modo em faixa de baixavelocidade com tração nas quatro rodas, o atuador de comutação de faixa 66 do mecanismo de transmissão auxiliar 6 dispõe a primeira manga 63 na segunda posição de deslizamento. Os dentes externos 63b da primeira manga 63 se engatam aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L enquanto os dentes internos 63a da primeira manga 63 não se engatam aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H. Adicionalmente, de modo similar ao caso do modo em faixa de alta velocidade com tração nas quatro rodas, o atuador de comutação 2WD/4WD 75 do mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 dispõe a terceira manga 74 na primeira posição de deslizamento. O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 dispõe a segunda manga 68c na primeira posição de deslizamento.
[0100] Neste modo em faixa de baixa velocidade com tração nasquatro rodas, a terceira manga 74 na primeira posição de deslizamento permite um deslocamento com tração nas quatro rodas do veículo. A primeira manga 63 na segunda posição de deslizamento ajusta a faixa de baixa velocidade onde a desaceleração é realizada no mecanismo de transmissão auxiliar 6. Adicionalmente, no caso onde a segunda manga 68c é disposta na primeira posição de deslizamento, a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA do mecanismo de engrenagem planetária 61.
[0101] Neste modo em faixa de baixa velocidade com tração nasquatro rodas, conforme ilustrado na figura 4D, quando o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 mover a segunda manga 68c para a segunda posição de deslizamento, os dentes internos 68f da segunda manga 68c se engatam tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente. Neste estado, quando o motor-gerador 67 for acionado para gerar um torque de motor, o torque de motor é transmitido ao portador 61CA para ajustar uma velocidade de rotação do portador 61CA. Adicionalmente, a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L se torna ajustável. Da mesma forma, o deslocamento com tração nas quatro rodas por auxílio de motor e o deslocamento EV por tração nas quatro rodas são possíveis.(Modo em faixa de alta velocidade com tração em duas rodas)
[0102] A seguir, fornece-se uma descrição de um modo em faixa dealta velocidade com tração em duas rodas.
[0103] A figura 5A é um diagrama de configuração esquemática dacaixa de transferência 3 durante o funcionamento estacionário no modo em faixa de alta velocidade com tração em duas rodas.
[0104] Conforme ilustrado na figura 5A, no modo em faixa de altavelocidade com tração em duas rodas, o atuador de comutação 2WD/4WD 75 do mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 dispõe a terceira manga 74 na segunda posição de deslizamento onde os dentes internos 74a da terceira manga 74 se engatam aos dentes externos 73a da peça de tração nas quatro rodas 73 sem se engatar aos dentes externos 71a da peça lateral de eixo de saída 71. De modo similar ao caso do modo em faixa de alta velocidade com tração nas quatro rodas, o atuador de comutação de faixa 66 do mecanismo de transmissão auxiliar 6 dispõe a primeira manga 63 na primeira posição de deslizamento enquanto o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 dispõe a segunda manga 68c na primeira posição de deslizamento.
[0105] Neste modo em faixa de alta velocidade com tração em duasrodas, a terceira manga 74 na segunda posição de deslizamento permite um deslocamento com tração em duas rodas do veículo. A primeira manga 63 na primeira posição de deslizamento ajusta a faixa de alta velocidade onde a desaceleração não é realizada no mecanismo de transmissão auxiliar 6. Adicionalmente, no caso onde a segunda manga 68c é disposta na primeira posição de deslizamento, a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA do mecanismo de engrenagem planetária 61.
[0106] Neste modo em faixa de alta velocidade com tração em duasrodas, conforme ilustrado na figura 5B, quando o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 mover a segunda manga 68c para a segunda posição de deslizamento, os dentes internos 68f da segunda manga 68c se engatam tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente. Neste estado, quando o motor-gerador 67 for acionado para gerar um torque de motor, o torque de motor é transmitido ao portador 61CA para ajustar uma velocidade de rotação do portador 61CA. Adicionalmente, a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L se torna ajustável. Da mesma forma, o deslocamento com tração em duas rodas assistido por motor e o deslocamento EV por tração em duas rodas são possíveis.(Modo em faixa de baixa velocidade com tração em duas rodas)
[0107] A seguir, fornece-se uma descrição de um modo em faixa debaixa velocidade com tração em duas rodas.
[0108] A figura 5C é um diagrama de configuração esquemática dacaixa de transferência 3 durante o funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade com tração em duas rodas.
[0109] Conforme ilustrado na figura 5C, no modo em faixa de baixavelocidade com tração em duas rodas, o atuador de comutação de faixa 66 do mecanismo de transmissão auxiliar 6 dispõe a primeira manga 63 na segunda posição de deslizamento. Então, os dentes externos 63b da primeira manga 63 se engatam aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L enquanto os dentes internos 63a da primeira manga 63 não se engatam aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H. De modo similar ao caso do modo em faixa de alta velocidade com tração em duas rodas, o atuador de comutação 2WD/4WD 75 do mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 dispõe a terceira manga 74 na segunda posição de deslizamento. O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 dispõe a segunda manga 68c na primeira posição de deslizamento.
[0110] Neste modo em faixa de baixa velocidade com tração emduas rodas, a terceira manga 74 na segunda posição de deslizamento permite um deslocamento com tração em duas rodas do veículo. A primeira manga 63 na segunda posição de deslizamento ajusta a faixa de baixa velocidade onde a desaceleração é realizada no mecanismo de transmissão auxiliar 6. Adicionalmente, visto que a segunda manga 68c é disposta na primeira posição de deslizamento, a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA do mecanismo de engrenagem planetária 61.
[0111] Neste modo em faixa de baixa velocidade com tração emduas rodas, conforme ilustrado na figura 5D, quando o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 mover a segunda manga 68c para a segunda posição de deslizamento, os dentes internos 68f da segunda manga 68c se engatam tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente. Neste estado, quando o motor-gerador 67 for acionado para gerar um torque de motor, o torque de motor é transmitido ao portador 61CA para ajustar uma velocidade de rotação do portador 61CA. Adicionalmente, a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L se torna ajustável. Da mesma forma, o deslocamento com tração em duas rodas assistido por motor e o deslocamento EV por tração em duas rodas são possíveis.(Operação de comutação de transmissão auxiliar)
[0112] A seguir, fornece-se uma descrição de uma operação decomutação de transmissão auxiliar no mecanismo de transmissão auxiliar 6. Aqui, fornecem-se respectivas descrições de uma operação de comutação a partir do modo em faixa de alta velocidade para o modo em faixa de baixa velocidade e uma operação de comutação a partir do modo em faixa de baixa velocidade para o modo em faixa de alta velocidade. Estas operações de comutação podem ser realizadas em qualquer entre um estado de deslocamento em tração nas quatro rodas e um estado de deslocamento em tração em duas rodas. (Operação de comutação a partir do modo em faixa de alta velocidade para o modo em faixa de baixa velocidade)
[0113] Primeiramente, fornece-se uma descrição de uma operaçãode comutação a partir de um estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de alta velocidade para um estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade. No estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de alta velocidade, conforme ilustrado na figura 4A ou na figura 5A, o freio 65 é engatado para interromper a rotação da engrenagem de anel 61R. A primeira manga 63 do mecanismo de transmissão auxiliar 6 é disposta na primeira posição de deslizamento. A segunda manga 68c do mecanismo de engate/desengate 68 é disposta na primeira posição de deslizamento.
[0114] Quando um comando de comutação (um comando decomutação para o modo em faixa de baixa velocidade em associação, por exemplo, a uma operação da alavanca de comutação de faixa 97 pelo motorista) para o modo em faixa de baixa velocidade durante o funcionamento estacionário no modo em faixa de alta velocidade for emitido a partir da ECU 100, uma operação de comutação para o modo em faixa de baixa velocidade é realizada no procedimento a seguir.
[0115] (L1) O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69do mecanismo de engate/desengate 68 comuta a segunda manga 68c a partir da primeira posição de deslizamento para a segunda posição de deslizamento (a partir do estado ilustrado na figura 4A para o estado ilustrado na figura 4B, ou a partir do estado ilustrado na figura 5A para o estado ilustrado na figura 5B). Ou seja, o estado é comutado para um estado onde a potência pode ser transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA.
[0116] (L2) O controle hidráulico do circuito de controle hidráulico400 comuta o freio 65 a partir do estado engatado para o estado liberado. Ou seja, o estado é comutado para um estado que permite a rotação da engrenagem de anel 61R. Logo, permitir a rotação da engrenagem de anel 61R garante um estado onde o motor-gerador 67 pode ajustar a velocidade de rotação do portador 61CA sem limitação pela velocidade de rotação da engrenagem sol 61S.
[0117] (L3) O controle de torque pelo motor-gerador 67 aumenta avelocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L) do portador 61CA para a velocidade de rotação do eixo de entrada 31. Ou seja, a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L e a velocidade de rotação da primeira manga 63 são sincronizadas entre si (uma operação síncrona para ajustar uma velocidade de rotação em um lado do eixo de entrada próxima a uma velocidade de rotação em um lado do eixo de saída na presente invenção). Neste caso, por exemplo, a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L) do motor-gerador 67 é controlada para que tenha aproximadamente a mesma velocidade de rotação que uma velocidade de rotação detectada pelo sensor de velocidade de rotação que pode detectar a velocidade de rotação do eixo de entrada 31 ou a velocidade de rotação da primeira manga 63.
[0118] (L4) O atuador de comutação de faixa 66 do mecanismo detransmissão auxiliar 6 comuta a primeira manga 63 a partir da primeira posição de deslizamento para a segunda posição de deslizamento (a partir do estado ilustrado na figura 4B para o estado ilustrado na figura 4D, ou a partir do estado ilustrado na figura 5B para o estado ilustrado na figura 5D). Ou seja, os dentes externos 63b da primeira manga 63 são engatados aos dentes internos 62b da peça de faixa de baixa velocidade 62L. Neste estado, a potência inserida ao eixo de entrada 31 é desacelerada pelo mecanismo de engrenagem planetária 61, e é emitida ao eixo de saída 32.
[0119] (L5) O controle hidráulico pelo circuito de controle hidráulico400 comuta o freio 65 a partir do estado liberado para o estado engatado. Ou seja, o estado é retornado para um estado onde a rotação da engrenagem de anel 61R é interrompida de modo forçado.
[0120] (L6) O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69do mecanismo de engate/desengate 68 comuta a segunda manga 68c a partir da segunda posição de deslizamento para a primeira posição de deslizamento (a partir do estado ilustrado na figura 4D para o estado ilustrado na figura 4C, ou a partir do estado ilustrado na figura 5D para o estado ilustrado na figura 5C). Ou seja, o estado é retornado para um estado onde a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA. As operações de (L5) e (L6) podem ser realizadas simultaneamente. Alternativamente, a operação de (L5) pode ser realizada após a operação de (L6).
[0121] As operações descritas anteriormente completam acomutação a partir do estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de alta velocidade para o estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade. Neste caso, quando a primeira manga 63 for comutada a partir da primeira posição de deslizamento para a segunda posição de deslizamento (o procedimento (L4) descrito anteriormente), a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L) do portador 61CA é preliminarmente aumentada para a velocidade de rotação (a velocidade de rotação do cubo de saída 64) do eixo de saída 32. Estas velocidades de rotação são sincronizadas entre si. Isto reduz significativamente um choque de troca de marcha durante a comutação de faixa. Adicionalmente, a comutação para o modo em faixa de baixa velocidade é realizada suavemente. Isto permite que esta operação de comutação de faixa seja realizada sem que o veículo fique emperrado.(Operação de comutação a partir do modo em faixa de baixa velocidade para o modo em faixa de alta velocidade)
[0122] A seguir, fornece-se uma descrição da operação decomutação a partir do estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade para o estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de alta velocidade. No estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade, conforme ilustrado na figura 4C ou na figura 5C, o freio 65 é engatado para interromper a rotação da engrenagem de anel 61R. A primeira manga 63 do mecanismo de transmissão auxiliar 6 é disposta na segunda posição de deslizamento enquanto a segunda manga 68c do mecanismo de engate/desengate 68 é disposta na primeira posição de deslizamento.
[0123] Quando um comando de comutação (um comando decomutação para o modo em faixa de alta velocidade em associação, por exemplo, a uma operação da alavanca de comutação de faixa 97 pelo motorista) para o modo em faixa de alta velocidade durante o funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade for emitida a partir da ECU 100, uma operação de comutação para o modo em faixa de alta velocidade é realizada no procedimento a seguir.
[0124] (H1) O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69do mecanismo de engate/desengate 68 comuta a segunda manga 68c a partir da primeira posição de deslizamento para a segunda posição de deslizamento (a partir do estado ilustrado na figura 4C para o estado ilustrado na figura 4D, ou a partir do estado ilustrado na figura 5C para o estado ilustrado na figura 5D). Ou seja, o estado é comutado para um estado onde a potência pode ser transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA.
[0125] (H2) O controle hidráulico do circuito de controle hidráulico400 comuta o freio 65 a partir do estado engatado para o estado liberado. Ou seja, o estado é comutado para um estado que permite a rotação da engrenagem de anel 61R. Logo, permitir a rotação da engrenagem de anel 61R garante um estado onde o motor-gerador 67 pode ajustar a velocidade de rotação do portador 61CA sem limitação pela velocidade de rotação da engrenagem sol 61S.
[0126] (H3) O controle de torque do motor-gerador 67 aumenta avelocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L e a velocidade de rotação do eixo de saída 32) do portador 61CA para a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de alta velocidade 62H) do eixo de entrada 31. Ou seja, a velocidade de rotação da primeira manga 63 e a velocidade de rotação da peça de faixa de alta velocidade 62H são sincronizadas entre si (a operação síncrona para ajustar a velocidade de rotação no lado do eixo de entrada próximo à velocidade de rotação no lado do eixo de saída na presente invenção). Neste caso, por exemplo, a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L) do motor-gerador 67 é controlada para que tenha aproximadamente a mesma velocidade de rotação que uma velocidade de rotação detectada pelo sensor de velocidade de rotação que pode detectar a velocidade de rotação do eixo de entrada 31 ou a velocidade de rotação da peça de faixa de alta velocidade 62H.
[0127] (H4) O atuador de comutação de faixa 66 do mecanismo detransmissão auxiliar 6 comuta a primeira manga 63 a partir da segunda posição de deslizamento para a primeira posição de deslizamento (a partir do estado ilustrado na figura 4D para o estado ilustrado na figura 4B, ou a partir do estado ilustrado na figura 5D para o estado ilustrado na figura 5B). Ou seja, os dentes internos 63a da primeira manga 63 se engatam aos dentes externos 62a da peça de faixa de alta velocidade 62H. Logo, a potência inserida ao eixo de entrada 31 é emitida ao eixo de saída 32 sem que seja desacelerada.
[0128] (H5) O controle hidráulico pelo circuito de controle hidráulico 400 comuta o freio 65 a partir do estado liberado para o estado engatado. Ou seja, o estado é retornado para um estado onde a rotação da engrenagem de anel 61R é interrompida de modo forçado.
[0129] (H6) O atuador de comutação de acoplamento ao motor 69do mecanismo de engate/desengate 68 comuta a segunda manga 68c a partir da segunda posição de deslizamento para a primeira posição de deslizamento (a partir do estado ilustrado na figura 4B para o estado ilustrado na figura 4A, ou a partir do estado ilustrado na figura 5B para o estado ilustrado na figura 5A). Ou seja, o estado é retornado para um estado onde a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA. As operações de (H5) e (H6) podem ser realizadas simultaneamente. Alternativamente, a operação de (H5) pode ser realizada após a operação de (H6).
[0130] As operações descritas anteriormente completam a comutação a partir do estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de baixa velocidade para o estado de funcionamento estacionário no modo em faixa de alta velocidade. Neste caso, quando a primeira manga 63 for comutada a partir da segunda posição de deslizamento para a primeira posição de deslizamento (o procedimento (H4) descrito anteriormente), a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L) do portador 61CA é preliminarmente aumentada para a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de alta velocidade 62H) do eixo de entrada 31. Estas velocidades de rotação são sincronizadas entre si. Isto reduz significativamente um choque de troca de marcha durante a comutação de faixa. Quando a comutação para o modo em faixa de alta velocidade for realizada, a velocidade de rotação do eixo de saída 32 também pode ser aumentada em associação ao aumento na velocidade de rotação do portador 61CA. Permite-se que a operação de comutação de faixa seja realizada enquanto se inibe a redução na velocidade do veículo.(Controle de transmissão auxiliar)
[0131] A seguir, fornece-se uma descrição de um controle detransmissão auxiliar no mecanismo de transmissão auxiliar 6. Este controle de transmissão auxiliar selecionar um modo de deslocamento de veículo correspondente a um estado de deslocamento do veículo ou a uma operação (as operações dos comutadores 96 e 98 e da alavanca 97) pelo motorista.
[0132] A figura 6 é um fluxograma que ilustra um procedimento docontrole de transmissão auxiliar. O procedimento neste fluxograma ilustrado na figura 6 é realizado a cada vários mseg após uma comutação de ignição (ou uma comutação de partida) ser LIGADA.
[0133] Primeiramente, na etapa ST1, determina-se se o estado doveículo atual ocorre durante um modo de deslocamento EV ou durante um modo de partida do veículo. Uma condição de execução para o modo de deslocamento EV é, por exemplo, de modo que uma operação de introdução do comutador seletivo de deslocamento EV 98 seja completada e uma quantidade restante (uma quantidade carregada) da potência elétrica na bateria B, que se encontra em um estado de carga (SOC), seja igual ou maior que uma quantidade predeterminada. Determina-se se a operação de introdução do comutador seletivo de deslocamento EV 98 é completada ou não com base no sinal de saída proveniente do comutador seletivo de deslocamento EV 98. O SOC da bateria B é calculado com base em um valor integrado de correntes de carga/descarga detectadas por um sensor de corrente (não mostrado). O sensor de corrente é montado em uma linha de potência elétrica acoplada a um terminal de saída da bateria B. uma condição de execução para o modo de partida do veículo ocorre de modo que o veículo fique parado, a posição da alavanca de mudança da transmissão 2 se encontre em uma posição de deslocamento (uma posição diferente da P posição e da N posição), e a posição do acelerador seja igual ou maior que uma quantidade predeterminada. Determina-se se o veículo está ou não sendo parado com base nos respectivos sinais de saída provenientes dos sensores de velocidade de rotação da roda 99LF a 99RR. A posição da alavanca de mudança da transmissão 2 é determinada com base em um sinal de saída proveniente do sensor de posição de mudança 95. A posição do acelerador é detectada pelo sensor de posição do acelerador 93.
[0134] No caso onde o estado do veículo atual não ocorre duranteo modo de deslocamento EV nem durante o modo de partida do veículo, NÃO é determinado na etapa ST1. Então, o processo procede para a etapa ST2. Na etapa ST2, determina-se se a faixa de corrente do mecanismo de transmissão auxiliar 6 está ou não em uma faixa de alta velocidade. Esta determinação é realizada, por exemplo, com base em um sinal proveniente de um sensor para detectar uma posição de deslizamento da primeira manga 63 ou um sinal proveniente de um sensor para detectar uma posição de operação da alavanca de comutação de faixa 97.
[0135] No caso onde o mecanismo de transmissão auxiliar 6 éajustado para a faixa de alta velocidade e SIM é determinado na etapa ST2, o processo procede para a etapa ST3. De modo subsequente, determina-se se uma condição de comutação de faixa de baixa velocidade é satisfeita ou não. Esta condição de comutação de faixa de baixa velocidade inclui, por exemplo, um caso onde a faixa de baixa velocidade é selecionado por uma operação da alavanca de comutação de faixa 97 pelo motorista. A inclinação da superfície da estrada, a irregularidade da superfície da estrada, as diferenças entre as respectivas velocidades de rotação das rodas 4L, 4R, 5L, e 5R, e parâmetros similares podem ser detectados para determinar se a condição de comutação de faixa de baixa velocidade é satisfeita ou não. Neste caso, a satisfação de qualquer uma das condições a seguir é determinada como a satisfação da condição de comutação de faixa de baixa velocidade. As condições incluem um caso onde a inclinação da superfície da estrada é igual ou maior que uma inclinação predeterminada, um caso onde a superfície da estrada tem grandes irregularidades é determinado como uma estrada esburacada, e um caso onde as diferenças entre as respectivas velocidades de rotação das rodas 4L, 4R, 5L, e 5R são iguais ou maiores que uma quantidade predeterminada (um caso onde os desvios entre as respectivas velocidades das rodas são iguais ou maiores que um valor predeterminado devido ao deslocamento em uma estrada esburacada, ao deslocamento em uma estrada com baixo μ, ou um deslocamento similar).
[0136] No caso onde a condição de comutação de faixa de baixavelocidade não é satisfeita e NÃO é determinado na etapa ST3, o processo procede para a etapa ST7 enquanto a faixa atual da faixa de alta velocidade é mantida.
[0137] De modo contrário, no caso onde a condição de comutaçãode faixa de baixa velocidade é satisfeita e SIM é determinado na etapa ST3, o processo procede para a etapa ST4. De modo subsequente, a operação de comutação de faixa de baixa velocidade é realizada. Ou seja, as operações dos procedimentos (L1) a (L6) descritos anteriormente permitem a comutação a partir do modo em faixa de alta velocidade para o modo em faixa de baixa velocidade. Ou seja, quando a primeira manga 63 for comutada a partir da primeira posição de deslizamento para a segunda posição de deslizamento, o motor-gerador 67 aumenta a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L) do portador 61CA para a velocidade de rotação do eixo de entrada 31. De modo subsequente, estas velocidades de rotação são sincronizadas entre si. Isto realiza uma operação de comutação para o modo em faixa de baixa velocidade com o choque de troca de marcha reduzido.
[0138] De modo contrário, no caso onde o mecanismo detransmissão auxiliar 6 é atualmente ajustado para a faixa de baixa velocidade e NÃO é determinado na etapa ST2, o processo procede para a etapa ST5. De modo subsequente, determina-se se uma condição de comutação de faixa de alta velocidade é satisfeita ou não. Esta condição de comutação de faixa de alta velocidade inclui, por exemplo, um caso onde a faixa de alta velocidade é selecionada por uma operação da alavanca de comutação de faixa 97 pelo motorista. A inclinação da superfície da estrada, a irregularidade da superfície da estrada, as diferenças entre as respectivas velocidades de rotação das rodas 4L, 4R, 5L, e 5R, e parâmetros similares, podem ser detectados para determinar se a condição de comutação de faixa de alta velocidade é satisfeita ou não. Neste caso, a satisfação de todas as condições a seguir é determinada como a satisfação da condição de comutação de faixa de alta velocidade. As condições incluem um caso onde a inclinação da superfície da estrada é menor que uma inclinação predeterminada, um caso onde a superfície da estrada tem irregularidades pequenas e a estrada é determinada como sendo uma estrada pavimentada, e um caso onde as diferenças entre as respectivas velocidades de rotação das rodas 4L, 4R, 5L, e 5R são menores que uma quantidade predeterminada.
[0139] No caso onde a condição de comutação de faixa de altavelocidade não é satisfeita e NÃO é determinado na etapa ST5, o processo procede para a etapa ST7 enquanto a faixa atual da faixa de baixa velocidade é mantida.
[0140] De modo contrário, no caso onde a condição de comutaçãode faixa de alta velocidade é satisfeita e SIM é determinado na etapa ST5, o processo procede para a etapa ST6. De modo subsequente, a operação de comutação de faixa de alta velocidade é realizada. Ou seja, as operações dos procedimentos (H1) a (H6) descritos anteriormente permitem a comutação a partir do modo em faixa de baixa velocidade para o modo em faixa de alta velocidade. Ou seja, quando a primeira manga 63 for comutada a partir da segunda posição de deslizamento para a primeira posição de deslizamento, o motor-gerador 67 aumenta a velocidade de rotação (a velocidade de rotação da peça de faixa de baixa velocidade 62L e a velocidade de rotação do eixo de saída 32) do portador 61CA para a velocidade de rotação do eixo de entrada 31 (a velocidade de rotação da peça de faixa de alta velocidade 62H). Estas velocidades de rotação são sincronizadas entre si. Realiza-se uma operação de comutação para o modo em faixa de alta velocidade enquanto se inibe o choque de troca de marcha.
[0141] Logo, após a faixa do mecanismo de transmissão auxiliar 6ser mantido ou comutado, o processo procede para a etapa ST7. Determina-se se a potência necessária para acionar o veículo é ou não igual ou maior que um valor predeterminado. Esta determinação é feita com base na magnitude da potência de acionamento necessária. Esta magnitude da potência de acionamento é lida a partir de um mapa de potência de acionamento necessária (um mapa armazenado na ROM da ECU 100) que inclui uma velocidade do veículo e uma posição do acelerador como parâmetros. Por exemplo, no caso onde a velocidade do veículo é igual ou maior que um valor predeterminado e a posição do acelerador é igual ou maior que um grau predeterminado de abertura, a potência de acionamento necessária é determinada como sendo igual ou maior que um valor predeterminado.
[0142] A potência de acionamento necessária é igual ou maior que ovalor predeterminado e SIM é determinado na etapa ST7, o processo procede para a etapa ST8. De modo subsequente, realiza-se uma operação assistida a motor. Ou seja, enquanto a faixa atual do mecanismo de transmissão auxiliar 6 for mantido, o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 move a segunda manga 68c para a segunda posição de deslizamento. Os dentes internos 68f da segunda manga 68c são engatados tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente. De modo subsequente, o motor-gerador 67 é acionado para gerar um torque de motor. O torque de motor é transmitido ao portador 61CA para iniciar o deslocamento por assistência a motor.
[0143] Nesta operação assistida a motor, basicamente, o freio 65 éengatado para parar de modo forçado a rotação da engrenagem de anel 61R. No caso onde o controle hidráulico no circuito de controle hidráulico 400 coloca o freio 65 em um estado de semiengate para ajustar a força de engate, um grau de assistência pelo motor-gerador 67 pode ser ajustado.
[0144] De modo contrário, no caso onde a potência de acionamentonecessária é menor que o valor predeterminado e NÃO é determinado na etapa ST7, o processo procede para a etapa ST9. De modo subsequente, determina-se se o veículo está ou não sendo desacele- rado. Nesta determinação, enquanto o veículo estiver se deslocando, no caso onde a posição do acelerador detectada pelo sensor de posição do acelerador 93 se torna menor que um grau predeterminado de abertura, ou no caso onde uma operação de pressionamento do pedal de freio é detectada pelo sensor de pedal de freio 94, determina-se que o veículo está sendo desacelerado.
[0145] No caso onde SIM é determinado na etapa ST9 enquanto oveículo desacelera, o processo procede para a etapa ST10 e a operação regenerativa é realizada. Ou seja, enquanto a faixa atual do mecanismo de transmissão auxiliar 6 for mantido, o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 move a segunda manga 68c para a segunda posição de deslizamento. Os dentes internos 68f da segunda manga 68c são engatados tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente. De modo subsequente, colocando-se o motor-gerador 67 no estado acionado permite que o motor-gerador 67 gere eletricidade, e esta potência elétrica gerada carrega a bateria B através do inversor 200.
[0146] Nesta operação regenerativa, basicamente, o freio 65 éengatado para parar de modo forçado a rotação da engrenagem de anel 61R. No caso onde o controle hidráulico no circuito de controle hidráulico 400 colocar o freio 65 em um estado de semiengate para ajustar a força de engate, uma velocidade de rotação do motor-gerador 67 no estado acionado pode ser ajustada. Isto permite um ajuste de uma quantidade a ser regenerada.
[0147] Adicionalmente, no caso onde o veículo não está sendodesacelerado, NÃO é determinado na etapa ST9. O processo retorna enquanto a faixa atual do mecanismo de transmissão auxiliar 6 é mantido.
[0148] De modo contrário, no caso onde o estado do veículo atual édeterminado como estando no modo de deslocamento EV ou no modo de partida do veículo, SIM é determinado na etapa ST1. Então, o processo procede para a etapa ST11. Nesta etapa ST11, enquanto a faixa atual do mecanismo de transmissão auxiliar 6 é mantido, o atuador de comutação de acoplamento ao motor 69 do mecanismo de engate/desengate 68 move a segunda manga 68c para a segunda posição de deslizamento. Os dentes internos 68f da segunda manga 68c são engatados tanto aos dentes externos 68e da peça lateral de motor 68b como aos dentes externos 68d da peça lateral de portador 68a, respectivamente. De modo subsequente, o motor-gerador 67 é acionado para gerar um torque de motor. O torque de motor é transmitido ao portador 61CA para realizar um deslocamento EV ou iniciar o veículo utilizando-se o torque proveniente do motor-gerador 67. Ou seja, na faixa de alta velocidade, o torque de motor é transmitido à peça lateral de motor 68b, à segunda manga 68c, à peça lateral de portador 68a, ao portador 61CA, à engrenagem sol 61S, à peça de faixa de alta velocidade 62H, à primeira manga 63, ao cubo de saída 64, e ao eixo de saída 32 nesta ordem para realizar um deslocamento EV ou iniciar o veículo. De modo contrário, na faixa de baixa velocidade, o torque de motor é transmitido à peça lateral de motor 68b, à segunda manga 68c, à peça lateral de portador 68a, ao portador 61CA, à peça de faixa de baixa velocidade 62L, à primeira manga 63, ao cubo de saída 64, e ao eixo de saída 32 nesta ordem para realizar um deslocamento EV ou iniciar o veículo. As operações descritas anteriormente são realizadas repetidamente.
[0149] No deslocamento EV e na partida do veículo, o freio 65 éliberado e a transmissão 2 ajustada para uma faixa P (estacionamento). Transmite-se de modo eficiente o torque de motor a partir do motor-gerador 67 para o eixo de saída 32 sem uma rotação do eixo de entrada 31.
[0150] Conforme descrito anteriormente, nesta modalidade, quandoa faixa do mecanismo de transmissão auxiliar 6 for comutado, a potência proveniente do motor-gerador 67 gira o portador 61CA. A operação de troca de engrenagem é realizada por um movimento deslizante da primeira manga 63 em um estado onde a velocidade de rotação no lado do eixo de entrada 31 e a velocidade de rotação no lado do eixo de saída 32 são ajustadas próximas entre si. Isto reduz o choque de troca de marcha associado à comutação de faixa mesmo no estado de deslocamento do veículo. Adicionalmente, um mecanismo de sincronização especial não é necessário para reduzir o choque de troca de marcha, o que resulta em uma configuração que não é complicada.
[0151] Nesta modalidade, visto que o motor-gerador 67 é acopladoao portador 61CA, a velocidade de rotação do motor-gerador 67 coincide com a velocidade de rotação do portador 61CA. Isto garante uma responsividade de alteração na velocidade de rotação do portador 61CA e aumenta rapidamente a velocidade de rotação do portador 61CA até uma velocidade de rotação almejada (uma velocidade de rotação síncrona) que seja satisfatória.
[0152] Nesta modalidade, as operações (L6) e (H6) comutam asegunda manga 68c a partir da segunda posição de deslizamento para a primeira posição de deslizamento de modo a retornar o estado para um estado onde a potência não é transmitida entre o motor-gerador 67 e o portador 61CA. De modo correspondente, quando o veículo se deslocar somente pela potência proveniente do motor 1, a potência proveniente do motor 1 não é transmitida ao motor-gerador 67. Isto evita um arrasto mediante uma guinada do motor-gerador 67. Isto aperfeiçoa a eficiência energética.
[0153] Adicionalmente, nesta modalidade, as operações (L5) e (H5)comutam o freio 65 a partir do estado liberado para o estado engatado para parar de modo forçado a rotação da engrenagem de anel 61R. De modo correspondente, a potência proveniente do motor 1 evita que a engrenagem de anel 61R gire. Isto transmite a potência a partir do motor 1 para o eixo de saída 32, aperfeiçoando, assim, a eficiência energética. (Modificação)
[0154] A seguir, fornece-se uma descrição de uma modificação.Esta modificação é diferente em configuração do mecanismo de engate/desengate 68 na modalidade descrita anteriormente. Outras configurações e operações são similares àquelas da modalidade descrita anteriormente. Aqui, descreve-se somente a configuração do mecanismo de engate/desengate 68.
[0155] A figura 7 é um diagrama de configuração esquemática dacaixa de transferência 3 montada em um veículo com tração nas quatro rodas de acordo com esta modificação. Conforme ilustrado na figura 7, o mecanismo de engate/desengate 68 da caixa de transferência 3 nesta modificação é acoplado aa engrenagem de anel 61R do mecanismo de engrenagem planetária 61. Ou seja, o mecanismo de engate/desengate 68 nesta modificação inclui uma peça lateral de anel dentado 68g, a peça lateral de motor 68b, e a segunda manga 68c. a peça lateral de anel dentado 68g é integrada de modo giratório aa engrenagem de anel 61R. a peça lateral de motor 68b é integrada de modo giratório ao rotor 67a do motor-gerador 67. A segunda manga 68c é móvel ao longo do centro do eixo do eixo de entrada 31.
[0156] As configurações e as operações da peça lateral de aneldentado 68g, da peça lateral de motor 68b, e da segunda manga 68c são similares àquelas da peça lateral de portador 68a, da peça lateral de motor 68b, da segunda manga 68c na modalidade descrita anteriormente, estas não serão adicionalmente elaboradas aqui. Na figura 7, as referências numéricas similares designam elementos correspondentes ou idênticos àqueles da caixa de transferência 3 na modalidade descrita anteriormente.
[0157] Nesta modificação, durante a comutação de faixa domecanismo de transmissão auxiliar 6, a velocidade de rotação do portador 61CA é ajustada pelo ajuste da velocidade de rotação da engrenagem de anel 61R.
[0158] A configuração desta modificação diminui um grau de alteraçãona velocidade de rotação do portador 61CA em relação a um grau de alteração na velocidade de rotação da engrenagem de anel 61R. isto permite um ajuste da velocidade de rotação do portador 61CA com alta precisão, aperfeiçoando, assim, a confiabilidade da operação síncrona.(Outras modalidades)
[0159] Embora na modalidade e na modificação descritasanteriormente, tenha sido fornecida a descrição do caso onde a presente invenção é aplicada a um veículo com tração nas quatro rodas à base de FR, a presente invenção não se limita a isto. A presente invenção pode ser aplicada a um veículo com tração nas quatro rodas à base de FF (tração dianteira com motor dianteiro).
[0160] Embora na modalidade e na modificação descritasanteriormente, tenha sido fornecida a descrição do caso onde a presente invenção é aplicada a um veículo com tração nas quatro rodas onde o estado de tração em duas rodas e o estado de tração nas quatro rodas são comutáveis, a presente invenção não se limita a isto. A presente invenção pode ser aplicada a um veículo (um veículo 4WD em tempo integral) que sempre se desloca no estado de tração nas quatro rodas ou a um veículo com tração em duas rodas (um veículo que não inclui o mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 e o mecanismo de divisão de potência 8, mas inclui o mecanismo de transmissão auxiliar 6).
[0161] Embora na modalidade e na modificação descritasanteriormente, a máquina elétrica inclua o motor-gerador 67 e gere eletricidade quando o veículo for desacelerado, uma configuração que emprega um motor elétrico que não gera eletricidade também se encontra no escopo técnico da presente invenção.
[0162] Embora na modalidade e na modificação descritasanteriormente, o mecanismo de comutação 2WD/4WD 7 e o mecanismo de engate/desengate 68 sejam mecanismos de engate de engrenagem onde as mangas 74 e 68c se movem de modo deslizante, um mecanismo de acoplamento de controle elétrico pode ser empregado.
[0163] Adicionalmente, nas respectivas operações de comutação demodo (as operações (L1) a (L6) e as operações (H1) a (H6)), as operações subsequentes podem ser realizadas após o término das respectivas operações de comutação de modo com base em sinais de detecção dos sensores e de um membro similar. Por exemplo, configura-se de modo que a posição deslizante da segunda manga 68c seja detectável pelo sensor. Na operação (L1), uma transição para a operação (L2) é realizada após se confirmar que a segunda manga 68c deve ser comutada para a segunda posição de deslizamento. Adicionalmente, por exemplo, configura-se de modo que a comutação do freio 65 para o estado liberado seja detectável por uma detecção da pressão hidráulica. Na operação (L2), uma transição para a operação (L3) é realizada após se confirmar que o freio 65 deve ser comutado para o estado liberado.
[0164] Adicionalmente, embora na modalidade e na modificaçãodescritas anteriormente as respectivas mangas 63, 68c, 74, e 303 sejam dispostas em atuadores separados 66, 69, 75, e 304, a presente invenção não se limita a isto. A presente invenção pode ter uma configuração onde um atuador move uma pluralidade de mangas.
Aplicabilidade Industrial
[0165] A presente invenção é aplicável a um mecanismo detransmissão auxiliar que pode comutar entre uma faixa de alta velocidade e uma faixa de baixa velocidade em um estado de deslocamento do veículo.Descrição dos Sinais de Referência1 - motor (fonte de potência)31 - eixo de entrada32 - eixo de saída61 - mecanismo de engrenagem planetária61S - engrenagem sol (elemento giratório)61R - anel dentado (elemento giratório)61CA - portador (elemento giratório)62H - peça de faixa de alta velocidade62L - peça de faixa de baixa velocidade63 - primeira manga65 - freio (unidade de freio)67 - motor-gerador (máquina elétrica)67a - rotor68 - mecanismo de engate/desengate100 - ECU

Claims (9)

1. Aparelho de transmissão de potência em veículos, que compreende:um mecanismo de engrenagem planetária (61) em uma trajetória de transmissão de potência, sendo que uma potência proveniente de uma fonte de potência (1) é transmitida à trajetória de transmissão de potência,sendo que o mecanismo de engrenagem planetária (61) inclui elementos giratórios, sendo que os elementos giratórios incluem um elemento giratório configurado para transmitir uma potência a um eixo de saída (32),sendo que uma operação de troca de engrenagem de um mecanismo de engrenagem (62H, 62L, 63, 64, 66) comuta o elemento giratório configurado para transmitir a potência ao eixo de saída (32) a fim de alterar uma relação de marchas na trajetória de transmissão de potência;caracterizado pelo fato de queo mecanismo de engrenagem planetária (61) inclui: uma engrenagem sol (61S) acoplada a um eixo de entrada (31) para girar integralmente, uma engrenagem de anel (61R) disposta concêntricamente com a engrenagem sol (61S), uma pluralidade de engrenagens de pinhão (61P) que engatam a engrenagem sol (61S) e a engrenagem de anel (61R) e um portador planetário (61CA) que suporta de modo giratório e revolvente a pluralidade de engrenagens de pinhão (61P);o mecanismo de engrenagem (62H, 62L, 63, 64, 66) inclui uma primeira manga (63) configurada para ser comutada entre:uma primeira posição em que o eixo de saída (32) é conectado ao eixo de entrada (31) mas não conectado ao portador planetário (61CA) de modo que o eixo de entrada (31) sirva como o elemento rotacional configurado para transmitir a potência ao eixo de saída (32); euma segunda posição em que o eixo de saída (32) é conectado ao portador planetário (61CA) mas não conectado ao eixo de entrada (31) de modo que o portador planetário (61CA) sirva como o elemento rotacional configurado para transmitir a potência para o eixo de saída (32);uma unidade de freio (65) configurada para prender seletivamente a engrenagem de anel (61R) do mecanismo de engrenagem planetária (61) a um alojamento (33); euma máquina elétrica (67) configurada para transmitir uma potência a um portador planetário (61CA) do mecanismo de engrenagem planetária (61), em quequando a operação de troca de engrenagem da primeira manga (63) comuta o elemento giratório configurado para transmitir a potência ao eixo de saída (32), o aparelho realiza uma operação síncrona onde a unidade de freio (65) é liberada para permitir que a engrenagem anel (61R) gire e a potência proveniente da máquina elétrica (67) gire o portador planetário (61CA) para ajustar uma velocidade de rotação em um lado do eixo de entrada próxima a uma velocidade de rotação em um lado do eixo de saída, e após a operação comutação, o aparelho engata a unidade de freio (65) para parar a rotação da engrenagem de anel (61R).
2. Aparelho de transmissão de potência em veículos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quea alteração da relação de marchas comuta uma relação de marchas entre uma faixa de baixa velocidade em um lado de relação de marchas grande e uma faixa de alta velocidade em um lado de relação de marchas pequena, sendo que o portador planetário (61CA) é acoplado para transmitir a potência ao eixo de saída (32) na faixa de baixa velocidade, e ao comutar a partir da faixa de alta velocidade para a faixa de baixa velocidade, a potência proveniente da máquina elétrica (67) aumenta a velocidade de rotação do portador planetário (61CA) para que seja ajustada próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de entrada.
3. Aparelho de transmissão de potência em veículos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quea alteração da relação de marchas comuta uma relação de marchas entre uma faixa de baixa velocidade em um lado de relação de marchas grande e uma faixa de alta velocidade em um lado de relação de marchas pequena, sendo que o portador planetário (61CA) é acoplado para transmitir a potência ao eixo de saída (32) na faixa de baixa velocidade, eao comutar a partir da faixa de baixa velocidade para a faixa de alta velocidade, a potência proveniente da máquina elétrica (67) aumenta a velocidade de rotação do portador planetário (61CA) para ajustar a velocidade de rotação no lado do eixo de saída (32) próxima à velocidade de rotação no lado do eixo de entrada.
4. Aparelho de transmissão de potência em veículos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de queum eixo giratório da máquina elétrica é configurado para ser seletivamente acoplado ao portador planetário do mecanismo de engrenagem planetária.
5. Aparelho de transmissão de potência em veículos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de queum eixo giratório da máquina elétrica é configurado para ser seletivamente acoplado à engrenagem de anel do mecanismo de engrenagem planetária.
6. Aparelho de transmissão de potência em veículos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende, aindaum mecanismo de engate/desengate (68) configurado para comutar a transmissão de potência e a não transmissão de potência entre o portador planetário (61A) e a máquina elétrica (67), em quequando a operação de troca de engrenagem do mecanismo de engrenagem (62H, 62L, 63, 64, 66) comutar o elemento giratório configurado para transmitir a potência ao eixo de saída (32), o aparelho de transmissão de potência em veículos ajusta o mecanismo de engate/de- sengate (68) para um estado de transmissão de potência, e gira o portador planetário (61CA) por uma potência proveniente da máquina elétrica (67), sendo que o aparelho de transmissão de potência em veículos é configurado para ajustar o mecanismo de engate/desengate (68) para um estado de não transmissão de potência após esta operação de comutação.
7. Aparelho de transmissão de potência em veículos (6), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de quequando uma potência de acionamento necessária para um veículo for igual ou maior que um valor predeterminado, uma potência proveniente da máquina elétrica (67) gira o portador planetário (61A) para transmitir a potência proveniente da máquina elétrica (67) ao eixo de saída (32).
8. Aparelho de transmissão de potência em veículos (6), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de queem um estado onde a fonte de potência (1) é parada, uma potência proveniente da máquina elétrica (67) gira o portador planetário (61A) para transmitir a potência proveniente da máquina elétrica (67) ao eixo de saída (32).
9. Aparelho de transmissão de potência em veículos (6), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que quando um veículo for desacelerado durante o deslocamento, uma força giratória de uma roda é transmitida à máquina elétrica (67) através da trajetória de transmissão de potência para ajustar a máquina elétrica (67) para que fique em um estado acionado para gerar eletricidade pela máquina elétrica.
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