DE102005053963A1

DE102005053963A1 - Fahrzeugantriebssystem

Info

Publication number: DE102005053963A1
Application number: DE102005053963A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Toyota Kamada; Atsushi Toyota Tabata; Yuji Toyota Inoue; Ryuji Toyota Ibaraki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2006-05-24
Also published as: US7363996B2; JP2006137333A; US20080173487A1; JP3998016B2; US20060102409A1; CN1772524A

Abstract

Ein zweiter Elektromotor (MG2) ist auf einer ersten Achse (L1) angeordnet, auf der die Antriebswelle der Brennkraftmaschine (12) angeordnet ist, ein Getriebe (16) ist auf einer zweiten Achse (L2) angeordnet, die parallel zur ersten Achse (L1) ist, und eine Kupplung (Ci) ist auf der ersten Achse (Li) angeordnet, um den zweiten Elektromotor (MG2) und das Getriebe (16) selektiv mit der Maschine (12) zu verbinden oder von dieser zu trennen. Kraft auf der ersten Achse (L1) wird über ein Kraftübertragungsmittel (18) auf eine Antriebswelle des Getriebes (16) übertragen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugantriebssystem, das in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Automobil, verwendet wird.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Ein Fahrzeugantriebssystem, das eine Brennkraftmaschine bzw. eine Maschine, zwei Elektromotoren, ein Getriebe und eine Kupplung einschließt, die wirkmäßig mit der Maschine verbunden ist und die das Getriebe selektiv mit der Maschine verbinden und von diesem trennen kann, ist bekannt. Ein Beispiel für solch ein Fahrzeugantriebssystem ist in der US-Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2003/0127262A1 offenbart. In dieser Art von Fahrzeugantriebssystem ist die Kupplung anstelle eines Fluid-Kraftübertragungssystems, wie eines Momentwandlers, bereitgestellt, und das Getriebe führt Gangschaltungen durch, während seine Antriebswelle über die Kupplung wirkmäßig mit der Maschine verbunden ist.

Bei dem in der US-Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2003/0127262A1 offenbarten Getriebe ermöglicht der Verzicht auf einen Momentwandler insgesamt eine Verkürzung. Trotzdem sind die Maschine, die beiden Elektromotoren, die Kupplung und das Getriebe allesamt auf der gleichen Achse angeordnet, was sie insgesamt zu lang macht. Obwohl es möglich ist, das Fahrzeugantriebssystem in Längsrichtung in einem FH-(Frontmaschine/Heckantriebs-)Fahrzeug einzubauen, ist sein Einbau in einem FF-(Frontmaschine/Frontantriebs-)Fahrzeug oder einem HH-(Heckmaschine/Heckan triebs-)Fahrzeug schwierig. Das heißt, der Einbau dieser Art von Antriebssystem kann schwierig sein, wenn es mit seiner axialen Richtung parallel zu den Radachsen eingebaut wird. Darüber hinaus kann es auch schwierig sein, das Antriebssystem in Längsrichtung einzubauen, wenn der Montageraum begrenzt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der oben aufgeführten Umstände zielt diese Erfindung daher auf die Bereitstellung eines Fahrzeugantriebssystems ab, dessen Abmessungen in Querrichtung verkürzt sein können, wenn das Antriebssystem quer, d.h. in axialer Richtung, eingebaut wird.

Ein erster Aspekt dieser Erfindung betrifft daher ein Fahrzeugantriebssystem, das folgendes enthält: eine Maschine, einen ersten Elektromotor, einen zweiten Elektromotor, die auf einer ersten Achse angeordnet sind, auf der eine Abtriebswelle der Maschine angeordnet ist, ein Getriebe, das auf einer zweiten Achse angeordnet ist, die parallel zur ersten Achse verläuft, und eine Kupplung, die auf der ersten Achse angeordnet ist und den zweiten Elektromotor und das Getriebe selektiv mit der Maschine verbinden und von dieser trennen kann, wobei das Getriebe parallel zur Maschine und zur Kupplung angeordnet ist, und Kraftübertragungsmittel auf der ersten Achse zum Übertragen von Kraft auf eine Antriebswelle des Getriebes.

Entsprechend diesem Aufbau sind die Kupplung und der zweite Elektromotor auf der ersten Achse angeordnet, auf der die Antriebswelle der Maschine angeordnet ist, ist das Getriebe auf der zweiten Achse angeordnet, die sich von der ersten Achse unterscheidet, und sind die Maschine und die Kupplung auf der ersten Achse und das Getriebe auf der zweiten Achse zueinander parallel. Infolgedessen können die Abmessungen in Querrichtung, d.h. in axialer Richtung des Fahrzeugantriebssystems verkürzt werden.

Ferner kann in dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung der erste Elektromotor auf der ersten Achse angeordnet sein.

Gemäß diesem Aufbau ist der erste Elektromotor auch auf einer anderen Welle angeordnet als das Getriebe. Infolgedessen können die Abmessungen in Querrichtung, d.h. in axialer Richtung des Fahrzeugantriebssystems noch weiter verkürzt werden.

Ferner kann in dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Kupplung an der Seite des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors angeordnet sein, die der Seite der Maschine entgegengesetzt ist.

Ferner kann in dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Kupplung zwischen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor angeordnet sein.

Ferner kann in dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung das Kraftübertragungsmittel zwischen der Kupplung und dem zweiten Elektromotor angeordnet sein.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft nun ein Fahrzeugantriebssystem, das folgendes enthält: eine Maschine, einen ersten Elektromotor, einen zweiten Elektromotor, die auf einer zweiten Achse angeordnet sind, die zur ersten Achse, auf der eine Abtriebswelle der Maschine angeordnet ist, parallel ist, ein Getriebe, das auf der zweiten Achse angeordnet ist, eine Kupplung, die auf der ersten Achse angeordnet ist und den zweiten Elektromotor und das Getriebe selektiv mit der Maschine verbinden und von dieser trennen kann, wobei das Getriebe parallel zur Maschine und zur Kupplung angeordnet ist, und ein Kraftübertragungsmittel, das zwischen dem zweiten Elektromotor und dem Getriebe angeordnet ist und Kraft von der ersten Achse auf eine Antriebswelle des Getriebes überträgt.

Entsprechend diesem Aufbau sind der zweite Elektromotor und das Getriebe auf der zweiten Achse angeordnet, wodurch auf der ersten Achse etwas Raum bleibt. Somit ermöglicht das Anordnen des ersten Elektromotors auf der ersten Achse eine effiziente Raumausnutzung, wodurch es möglich ist, die Abmessungen in Querrichtung, d.h. in axialer Richtung des Fahrzeugantriebssystems noch stärker zu verkürzen.

Ferner kann in dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung der erste Elektromotor auf der ersten Achse angeordnet sein.

Ferner kann in dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß den ersten und zweiten Aspekten der Erfindung das Getriebe einen Planetengetriebesatz und eine Bremse einschließen, die selektiv die Drehung eines Drehelements des Planetengetriebesatzes anhält, und der erste und der zweite Elektromotor, die auf der ersten Achse angeordnet sind, und die Bremse können versetzt zueinander in axialer Richtung angeordnet sein.

Die Bremse und die ersten und zweiten Elektromotoren sind allesamt Elemente, die in der Regel große radiale Abmessungen auf ihren jeweiligen Wellen aufweisen. Daher ermöglicht das in axialer Richtung auf ihren jeweiligen Wellen versetzte Anordnen dieser Elemente mit großen radialen Abmessungen, die Wellen einander näher zu bringen, wodurch es möglich ist, die Längsabmessungen des Fahrzeugantriebssystems zu verkleinern.

Ferner kann in dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß den ersten und zweiten Aspekten der Erfindung das Kraftübertragungsmittel an der Seite der Kupplung angeordnet sein, die der Seite der Maschine entgegengesetzt ist.

Das Anordnen des Kraftübertragungsmittels auf der Seite der Kupplung, die der Seite der Maschine entgegengesetzt ist, führt dazu, dass die Bauteile in der Reihenfolge Maschine, Kupplung und Kraftübertragungsmittel angeordnet werden. Infolgedessen kehrt der Kraftübertragungsweg nur einmal um, und zwar am Kraftübertragungsmittel, was gut für die Kraftübertragung ist.

In dem obigen Fahrzeugantriebssystem gemäß den ersten und zweiten Aspekten der Erfindung kann das Kraftübertragungsmittel ferner einen Getriebesatz einschließen.

Durch die Verwendung eines Getriebesatzes als Kraftübertragungsmittel zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse entfällt die Notwendigkeit für eine dritte Achse, um die Drehung der zweiten Achse umzukehren, was notwendig ist, wenn ein Riemen als Kraftübertragungsmittel verwendet wird. Infolgedessen kann die Gesamtzahl der Wellen verringert werden, wodurch es möglich ist, die Abmessungen in Längsrichtung, d.h. in radialer Richtung des Antriebssystems noch mehr zu verkürzen.

Die Antriebswelle der Kupplung und die Abtriebswelle der Maschine können direkt verbunden sein, oder ein pulsationsabsorbierender Dämpfer (d.h. eine Pulsationen verringernde Einrichtung) kann zwischen den beiden angeordnet sein. Ebenso kann die Kupplung an der Seite des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors, die der Seite der Maschine entgegengesetzt ist, auf der ersten Achse angeordnet sein, d.h. an der dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor im Kraftübertragungsweg nachgelagerten Seite auf der ersten Achse. Alternativ dazu kann die Kupplung zwischen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor oder zwischen dem ersten Elektromotor und dem Kraftübertragungsmittel angeordnet sein.

Bei dem ersten Elektromotor und/oder dem zweiten Elektromotor kann es sich um einen sogenannten Motor-Generator handeln, der eine Leistungserzeugungsfunktion aufweist, oder beide können Motor-Generatoren sein. Es kann auch ein anderer Elektromotor als die ersten und zweiten Elektromotoren bereitgestellt sein.

Wenn der zweite Elektromotor auf der ersten Achse angeordnet ist, kann das Kraftübertragungsmittel zwischen der Kupplung und dem zweiten Elektromotor angeordnet sein. Wenn der zweite Elektromotor auf der zweiten Achse angeordnet ist, kann das Kraftübertragungsmittel zwischen dem zweiten Elektromotor und dem Getriebe angeordnet sein. Es ist möglich, das Kraftübertragungsmittel in axialer Richtung des Fahrzeugantriebssystems an einem Ende anzuordnen, unabhängig davon, auf welcher Achse der zweite Elektromotor angeordnet ist.

Das Getriebe ist nicht beschränkt, solange es die Antriebsdrehzahl durch eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen ändern kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Getriebe um ein Planeten-Stufengetriebe oder ein stufenlos variables Toroidalgetriebe handeln.

Als Kraftübertragungsmittel kann beispielsweise auch ein Riemen oder eine Kette verwendet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die genannten und/oder weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitende Zeichnung klarer, wobei gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und worin:
1 eine Skelettansicht des Aufbaus eines Fahrzeugantriebssystems ist, auf das die Erfindung angewendet wurde;
2 eine Linien-Graph ist, welcher die Aktionen eines in 1 dargestellten Automatikgetriebes darstellt;
3 eine Kupplungs- und Bremsen-Betätigungstabelle ist, welche die Beziehung zwischen der Übersetzung des in 1 dargestellten Automatikgetriebes und der Kombination von Betätigungen hydraulischer Reibschließeinrichtungen zeigt, die erforderlich sind, um diese Übersetzungen einzurichten;
4 eine Darstellung sowohl von Signalen ist, die in eine ECU eingegeben werden, als auch von Signalen, die von ihr ausgegeben werden, um das in 1 dargestellte Antriebssystem zu steuern;
5 eine vereinfachte Schnittansicht eines Aufbaus des in 1 dargestellten Antriebssystems ist;
6 eine Skelettansicht eines Fahrzeugantriebssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
7 eine Skelettansicht des Aufbaus eines Fahrzeugantriebssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; und
8 eine Skelettansicht eines Fahrzeugantriebssystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun werden Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
1 ist eine Skelettansicht des Aufbaus eines (im folgenden einfach als „Antriebssystem" bezeichneten) Fahrzeugantriebssystems 10, auf das die Erfindung angewendet wurde. Dieses Antriebssystem 10 schließt eine Maschine 12 und ein Getriebegehäuse 14 ein, bei dem es sich um ein drehfestes Element handelt, das an einer Fahrzeugkarosserie montiert ist. In dem Getriebegehäuse 14 sind ein erster Motor-Generator MG1, der als erster Elektromotor dient, ein zweiter Motor-Generator MG2, der als zweiter Elektromotor dient, eine Überbrückungskupplung Ci, ein (im folgenden einfach als "Automatikgetriebe" bezeichnetes) automatisches Stufengetriebe 16, das als Ge triebe dient, und ein Vorgelegesatz 18, der als Kraftübertragungsmittel dient, und dergleichen angeordnet.
Der erste Motor-Generator MG1, der zweite Motor-Generator MG2 und die Überbrückungskupplung Ci sind in dieser Reihenfolge ausgehend von der stromaufwärtigen Seite des Kraftübertragungsweges (d.h. ausgehend von der Seite der Maschine 12) allesamt auf einer ersten Achse L1 angeordnet. Dagegen ist das Automatikgetriebe 16 auf einer zweiten Achse L2 angeordnet, die parallel zur ersten Achse L1 verläuft.
Eine Kurbelwelle 20, d.h. die Abtriebswelle der Maschine 12, ist ebenfalls auf der ersten Achse L1 angeordnet. Eine Drehwelle 22 des ersten Motor-Generators MG1 ist über ein Schwungrad 62 und ein Getriebeelement 64 oder einen Dämpfer, die in 1 nicht dargestellt sind (siehe 5), mit der Kurbelwelle 20 verbunden. Wenn die Drehwelle 22 des ersten Motor-Generators MG1 ohne die Verwendung eines Riemens oder dergleichen direkt mit der Kurbelwelle 20 der Maschine 12 verbunden ist, wird die Kurbelwelle 20 somit direkt von der Drehwelle 22 des ersten Motor-Generators MG1 gedreht. Daher kann die Maschine leicht gestartet werden, auch wenn eine große Kraft beim Starten der Maschine erforderlich ist, beispielsweise wenn die Maschine 12 kalt ist. Diese Drehwelle 22 dient ferner auch als Antriebswelle der Überbrückungskupplung Ci.
Bei der Überbrückungskupplung Ci handelt es sich beispielsweise um eine hydraulische Reibschließ-Lamelleneinrichtung, in der die Lamellen durch einen Hydraulikzylinder reibschlüssig miteinander verbunden werden. Die Überbrückungskupplung Ci schließt eine Reibplatte 26 ein, die sich zusammen mit der Antriebswelle dreht, bei der es sich um die Hauptwelle, d.h. die Drehwelle 22 handelt, sowie Reibplatten 30, die sich zusammen mit einer Kupplungstrommel 28, bei der es sich um ein gedrehtes Element handelt, drehen. Die Kupplungstrommel 28 ist mit einer Rotorwelle 32 des zweiten Motor-Generators MG2 verbunden. Diese Überbrückungskupplung Ci verbindet und trennt den ersten Motor-Generator MG1 und das Automatikgetriebe 16 selektiv mit der bzw. von der Maschine 12. Demgemäß dient die Überbrückungskupplung Ci auch als Eingangskupplung, die Kraft von der Maschine 12 und vom ersten Motor-Generator MG1 auf das Automatikgetriebe 16 überträgt.
Der Vorgelegesatz 18 schließt ein Antriebsrad 34 und ein angetriebenes Rad 36 ein, die miteinander kämmen. Das Antriebsrad 34 ist auf der Abtriebswelle 38 der Überbrückungskupplung Ci solchermaßen bereitgestellt, dass es sich nicht bezüglich der Abtriebswelle 38 drehen kann, und befindet sich an der Seite der Überbrückungskupplung Ci, die der Seite der Maschine 12 entgegengesetzt ist, auf der ersten Achse L1, d.h. der Überbrückungskupplung Ci nachgelagert auf der ersten Achse L1 im Kraftübertragungsweg. Das angetriebene Rad 36 ist an einem Ende der Antriebswelle 40 des Automatikgetriebes 16 auf der zweiten Achse L2 solchermaßen vorgesehen, dass es sich nicht in Bezug auf die Antriebswelle 40 drehen kann. Dieser Vorgelegesatz 18 überträgt die Drehung von der Rotorwelle 32 des zweiten Motor-Generators MG2, bei der es sich um eine Drehwelle auf der ersten Achse L1 handelt, auf die Antriebswelle 40 des Automatikgetriebes 16, die auf der zweiten Achse L2 bereitgestellt ist. Da der Vorgelegesatz 18 ein Ende des Antriebssystems 10 bildet, befindet sich die Überbrückungskupplung Ci, die dem Vorgelegesatz am nächsten angeordnet ist, auch nahe am Getriebegehäuse 14. Daher kann Hydraulikfluid über das Getriebegehäuse 14 oder ein Tragelement, das im Getriebegehäuse 14 befestigt ist, zur Überbrückungskupplung 14 geliefert werden. Dieses Zuführen von Hydraulikfluid über das Getriebegehäuse 14 oder das Tragelement macht es möglich, den Ölzufuhrweg im Vergleich zu dem Fall, dass Hydraulikfluid über eine Welle zugeführt wird, zu vereinfachen.
Das Automatikgetriebe 16 ist in der Zeichnung rechts vom Vorgelegesatz 18 auf der zweiten Achse L2 bereitgestellt, d.h. auf der gleichen Seite des Vorgelegesatzes 18 wie die Maschine 12. Somit ist das Automatikgetriebe 16 in einer Lage angeordnet, in der es sich in axialer Richtung im Wesentlichen mit der Maschine 12, dem ersten Motor-Generator MG1, der zweite Motor-Generator MG2 und der Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse L1 überschneidet. Das heißt, das Automatikgetriebe 16 ist parallel zur Maschine 12, dem ersten Motor-Generator MG1, dem zweiten Motor-Generator MG2 und der Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse L1 angeordnet.
Dieses Automatikgetriebe 16 schließt einen ersten Getriebeabschnitt 44 und einen zweiten Getriebeabschnitt 50 ein. Die Hauptkomponente des ersten Getriebeabschnitts 44 ist ein erster Planetengetriebesatz 42. Die Hauptkomponenten des zweiten Getriebeabschnitts 50 sind ein zweiter Planetengetriebesatz 46 und ein dritter Planetengetriebesatz 48.
Der erste Planetengetriebesatz 42 ist ein Doppelritzel-Planetengetriebesatz und schließt ein Sonnenrad S1, eine Vielzahl von Ritzelsätzen P1, die miteinander kämmen, einen Träger CA1 der die Ritzelsätze P1 so trägt, dass sie sich um sich selbst und um einen anderen Körper drehen, und einen Zahnkranz R1, der über die Ritzel P1 mit dem Sonnenrad S1 kämmt. Der Träger CA1 ist mit der Antriebswelle 40 verbunden und wird von dieser drehbar angetrieben, während das Sonnenrad S1 integral am Getriebegehäuse 14 festgelegt ist, so dass es sich nicht drehen kann. Der Zahnkranz R1 dient als Zwischenabtriebselement und verlangsamt die von der Antriebswelle 40 mitgeteilte Drehung und überträgt sie auf den zweiten Getriebeabschnitt 50. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Zwischenabtriebsweg PA1 vorhanden, der die Drehung von der ersten Antriebswelle 40 auf den zweiten Getriebeabschnitt 50 überträgt, ohne die Drehzahl zu ändern. Dieser Weg überträgt die Drehung bei einem konstanten Übersetzungsverhältnis (= 1,0). Dieser erste Zwischenabtriebsweg PA1 schließt einen direkten Weg PA1a und einen indirekten Weg PA1b ein. Der direkte Weg PA1a überträgt die Drehung von der Antriebswelle 40 auf den zweiten Getriebeabschnitt 50, ohne den ersten Planetengetriebesatz 42 zu benutzen. Der indirekte Weg PA1b überträgt die Drehung von der Antriebswelle 40 über den Träger CA1 des ersten Planetengetriebesatzes 42 auf den zweiten Getriebeabschnitt 50. Es ist außerdem ein zweiter Zwischenabtriebsweg PA2 vorhanden, der die Drehung von der Antriebswelle 40 über den Träger CA1, die auf dem Träger CA1 angeordneten Ritzel P1 und den Zahnkranz R1 auf den zweiten Getriebeabschnitt 50 überträgt. Dieser Weg verlangsamt die Drehung, die von der Antriebswelle mitgeteilt wird, und überträgt diese mit einem größeren Übersetzungsverhältnis (> 1,0) als der erste Zwischenabtriebsweg PA1.
Der zweite Planetengetriebesatz 46 ist ein Einzelritzel-Planetengetriebesatz, der ein Sonnenrad S2, ein Ritzel P2, einen Träger CA2, der diesen Planetenradsatz P2 um sich selbst und um einen anderen Körper drehbar trägt, und einen Zahnkranz R2, der über das Ritzel P2 mit dem Sonnenrad S2 kämmt. Der dritte Planetengetriebesatz 48 ist ein Doppelritzel-Planetengetriebesatz und schließt ein Sonnenrad S3, eine Vielzahl von Ritzeln P2 und P3, die miteinander kämmen, einen Träger CA3, der diese Ritzel P2 und P3 um sich selbst und um einen anderen Körper drehbar trägt, und einen Zahnkranz R3, der über die Ritzel P2 und P3 mit dem Sonnenrad S3 kämmt, ein.
Im zweiten Planetengetriebesatz 46 und im dritten Planetengetriebesatz 48 sind vier Drehelemente RM1, RM2, RM3 und RM4 durch gemeinsame Verwendung der Träger CA2 und CA3, die das Ritzel P2 drehbar tragen, und des Zahnkranzes R2 und R3 ausgebildet. Das heißt, das Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 46 dient als erstes Drehelement RM1, der Träger CA2 des zweiten Planetengetriebesatzes 46 und der Träger CA3 des dritten Planetengetriebesatzes 48 sind integral miteinander verbunden und dienen als zweites Drehelement RM2, der Zahnkranz R2 des zweiten Planetengetriebesatzes 46 und der Zahnkranz R3 des dritten Planetengetriebesatzes 48 sind integral miteinander verbunden und dienen als drittes Drehelement RM3, und das Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebesatzes 48 dient als viertes Drehelement RM4.
Das erste Drehelement RM1 (d.h. das Sonnenrad S2) wird von einer ersten Bremse B1, die es vom Drehen abhält, selektiv am Getriebegehäuse 14 gehalten. Das erste Drehelement RM1 (d.h. das Sonnenrad S2) wird über eine dritte Kupplung C3 (d.h. das Zwischenabtriebselement PA2) ebenfalls selektiv mit dem Zahnkranz R1 des ersten Planetengetriebesatzes 42 verbunden (d.h. der zweiten Zwischenabtriebsweg PA2). Das erste Drehelement RM1 (d.h. das Sonnenrad S2) wird ferner über eine vierte Kupplung C4 selektiv mit dem Träger CA1 des ersten Planetengetriebesatzes 42 verbunden (d.h. über den indirekten Weg PA1b des ersten Zwischenabtriebswegs PA1). Das zweite Drehelement RM2 (d.h. die Träger CA2 und CA3) werden von einer zweiten Bremse B2, der es vom Drehen abhält, selektiv am Getriebegehäuse 14 gehalten, und wird außerdem über die zweite Kupplung C2 selektiv mit der Antriebswelle 40 ver bunden (d.h. über den direkten Weg PA1a des Zwischenabtriebswegs PA1). Das dritte Drehelement RM3 (d.h. die Zahnkränze R2 und R3) ist integral mit einer Abtriebswelle 52 des Automatikgetriebes 16 verbunden und gibt eine Drehung aus. Das vierte Drehelement RM4 (d.h. das Sonnenrad S3) ist über eine erste Kupplung C1 mit dem Zahnkranz R1 verbunden. Die Bremsen B1 und B2 und die Kupplungen C1 bis C4 sind allesamt hydraulische Reibschließ-Lamelleneinrichtungen, die mittels eines Hydraulikzylinders in Reibschluss gebracht werden.
Die Abtriebswelle 52 des Automatikgetriebes 16 ist auf der gleichen Endseite des Antriebssystems 10 vorgesehen wie die Maschine 12 und weist ein Antriebsritzel 54 auf, das nicht in der Lage ist, sich relativ zur Abtriebswelle 52 zu drehen. Dieses Antriebsritzel 54 kämmt mit einem Zahnkranz 58, der sich zusammen mit einer Differentialgetriebeeinheit 56 dreht. Bei einem Fahrzeugantriebssystem 10 mit diesem Aufbau wird die Antriebskraft, die durch die Drehung der Maschine, des ersten Motor-Generators MG1 und des zweiten Motorgenerators MG2, die allesamt auf der ersten Achse L1 angeordnet sind, erzeugt wird, durch den Vorgelegesatz 18 auf die zweite Achse L2 übertragen, wo sie in die axial entgegengesetzte Richtung geschickt wird, d.h. zurück zu der Seite, wo in axialer Richtung die Maschine bereitgestellt ist, und von der Abtriebswelle 52 des Automatikgetriebes 16, das in axialer Richtung an der gleichen Endseite vorgesehen ist wie die Maschine 12, ausgegeben.
2 ist ein Linien-Graph, die mit geraden Linien die Drehzahl jedes Drehelements des ersten Getriebeabschnitts 44 und des zweiten Getriebeabschnitts 50 darstellen kann. Die untere horizontale Linie stellt eine Drehzahl "0" dar, während die obere horizontale Linie eine Drehzahl "1,0" darstellt, d.h. eine Drehzahl, die der der Antriebswelle 40 gleich ist. Ebenso stellen die vertikalen Linien auf der Seite des ersten Getriebeabschnitts 44 in der Reihenfolge von links nach rechts das Sonnenrad S1, den Zahnkranz R1 und den Träger CA1 dar. Die Abstände zwischen diesen vertikalen Linien werden gemäß dem Übersetzungs- bzw. Zähnezahlverhältnis ρ1 (= Anzahl der Zähne auf dem Sonnenrad S1/Anzahl der Zähne auf dem Zahnkranz R1) des ersten Planetenradsatzes 42 gesetzt. In 2 ist das Übersetzungsverhältnis ρ1 beispielsweise 0,463. Die vier vertikalen Linien auf der Seite des zweiten Getriebeabschnitts 50 stellen, in der Reihenfolge von links nach rechts, das erste Drehelement RM1 (d.h. das erste Sonnenrad S2), das zweite Drehelement RM2 (d.h. den Träger CA2 und den Träger CA3), das dritte Drehelement RM3 (d.h. den Zahnkranz R2 und den Zahnkranz R3) und das vierte Drehelement RM4 (d.h. das Sonnenrad S3) dar. Die Abstände zwischen diesen vertikalen Linien werden gemäß dem Übersetzungsverhältnis ρ2 des zweiten Planetenradsatzes 46 und des Übersetzungsverhältnisses ρ3 des dritten Planetengetriebesatzes 48 gesetzt. In 2 ist ρ2 beispielsweise gleich 0,463, und ist ρ3 beispielsweise gleich 0,415.
Wie aus dem Linien-Graphen ersichtlich ist, können acht Vorwärtsgänge, d.h. von einem ersten Vorwärtsgang "1." bis zu einem achten Vorwärtsgang "8", und zwei Rückwärtsgänge, d.h. ein erster Rückwärtsgang "Rev1" und ein zweiter Rückwärtsgang "Rev2", eingerichtet werden, je nach dem (ein- oder ausgerückten) Betätigungszustand der Kupplungen C1 bis C4 und der Bremsen B1 und B2.
3 ist eine Kupplungs- und Bremsen-Schlusstabelle, die die Beziehung zwischen den Schließeinrichtungen zeigt, wenn die jeweiligen Gänge eingerichtet sind, sowie das Übersetzungsverhältnis jedes Gangs. In der Zeichnung zeigt ein Kreis einen Schluss an, und das Fehlen eines Kreises zeigte einen gelösten Zustand an. Das Übersetzungsverhältnis jedes Gangs wird durch das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 42, das Übersetzungsverhältnis ρ2 des zweiten Planetengetriebesatzes 46 und das Übersetzungsverhältnis ρ3 des dritten Planetengetriebesatzes 48 passend eingestellt. Falls ρ1 = 0,463, ρ2 = 0,463, und ρ3 = 0,415, wie in 3 dargestellt, dann ist der Wert der Übersetzungsstufen (d.h. das Verhältnis der Übersetzungen zwischen den Gängen) im allgemeinen passend, und das Gesamtübersetzungsverhältnis (= 4,495/0,683) ist groß, etwa 6,581. Ferner sind auch die Übersetzungsverhältnisse der Rückwärtsgänge "Rev1" und "Rev2" passend. Infolgedessen können insgesamt passende Übersetzungseigenschaften erreicht werden. Wie in 3 dargestellt, kann das Automatikgetriebe 16 einen großen Übersetzungsbereich mit geeigneten Übersetzungsstufen verwirklichen. Ferner können die Gänge einfach durch Ändern des Betätigungszustands von beliebigen zwei der vier Kupplungen C1 bis C4 und der beiden Bremsen B1 und B2 geändert werden. Infolgedessen ist die Schaltsteuerung vereinfacht, und ein Schaltstoß kann unterdrückt werden.
4 ist eine Ansicht, welche sowohl Signale, die in eine elektronische Steuereinrichtung (ECU) 60 eingegeben werden, als auch solche, die von dieser ausgegeben werden, zum Steuern des Antriebssystems 10 gemäß dieses Ausführungsbeispiels darstellt. Die ECU 60 schließt einen sogenannten Mikrorechner ein, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle und dergleichen einschließt. Die ECU 60 lässt das Fahrzeug in einer Vielzahl von Betriebszuständen fahren, in denen die Maschine 12 und die Motor-Generatoren MG1 und MG2 unterschiedliche Betätigungszustände einnehmen, indem sie eine Ausgangssteuerung der Maschine 12, eine Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 16 und eine Leistungserzeugungs/Regenerierungs-Steuerung der Motor-Generatoren MG1 und MG2 und dergleichen durch eine Signalverarbeitung gemäß einem zuvor im ROM hinterlegten Programm durchführt, wobei sie die Zwischenspeicherfunktion des RAM nutzt.
Verschiedene Signale, die von den verschiedenen in 4 dargestellten Sensoren und Schaltern ausgegeben werden, werden in die ECU 60 eingegeben. Beispiele für diese Signale schließen ein Signal ein, das die Temperatur des Maschinenkühlmittels angibt, ein Signal, das die Position des Schalthebels angibt, ein Signal, das die Maschinengeschwindigkeit NE, d.h. die Drehzahl der Brennkraftmaschine 12, angibt, Decel1- und Decel2-Signale, die die Soll-Werte für die Fahrzeugverzögerung durch eine Leistungserzeugungs-/Regenerierungssteuerung der Maschinenbremse und der Motor-Generatoren MG1 und MG2 angibt, d.h. Signale, welche eine Zunahme der Soll-Verzögerung anzeigen, Can-Decell- und Can-Decel2-Signale, welche eine Abnahme der Soll-Verzögerung anzeigen, ein Signal, das einen Verzögerungssteuermodus (d.h. einen E-Modus) zum Steuern der Soll-Verzögerung angibt, ein Klimaanlagensignal, das die Betätigung der Klimaanlage anzeigt, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das der Drehzahl der Abtriebswelle 52 entspricht, ein AT-Fluidtemperatursignal, das das Hydraulikfluid im Automatikgetriebe 16 anzeigt, ein Signal, das eine Notbremsbetätigung anzeigt, und ein Signal das ein eine Fußbremsbetätigung anzeigt. Andere Beispiele für Signale, die in die ECU 60 eingegeben werden, schließen ein Katalysatortemperatursignal ein, das die Temperatur eines Katalysators angibt, ein Signal für das Beschleunigungselement-Öffnungsmaß, das den Betätigungsumfang eines Gaspedals anzeigt, ein Nockenwinkelsignal, ein Schneemodus-Setzungssignal, welches das Setzen eines Schneemodus anzeigt, ein Beschleunigungssignal, das die Beschleunigung des Fahrzeugs in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung anzeigt, ein Autocruise-Signal, das ein Fahren im Autocruise-Modus anzeigt, ein Signal, das eine Drehzahl NMG1 des ersten Motor-Generators MG1 anzeigt, und ein Signal, das die Drehzahl NMG2 des zweiten Motor-Generators MG2 anzeigt.
Darüber hinaus werden auch verschiedene Signale von der ECU 60 ausgegeben. Beispiele für diese Signale schließen die folgenden ein: ein Antriebssignal an einen Drosselsteller, der das Öffnungsmaß einer Drosselklappe steuert, ein Ladedruck-Einstellsignal zum Einstellen des Ladedrucks, ein Elektroklimaanlagen-Antriebssignal zum Betätigen einer elektrischen Klimaanlage, ein Zündsignal, das den Zündzeitpunkt für den Verbrennungsmotor 12 regelt, ein Befehlssignal, das die Betätigung der Motor-Generatoren MG1 und MG2 regelt, ein Schalthebelpositions- (d.h. -betätigungspositions-) Anzeigesignal zum Betätigen eines Schaltanzeigers, ein Übersetzungsverhältnis-Anzeigesignal zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses, ein Schneemodus-Anzeigesignal zum Anzeigen, ob der Schneemodus gesetzt wurde, ein ABS-Aktivierungssignal zum Aktivieren eines ABS-Stellers, der verhindert, dass die Räder des Fahrzeugs während des Bremsens rutschen, ein E-Modus-Anzeigesignal, das anzeigt, dass der E-Modus ausgewählt wurde, ein Ventilbefehlssignal, das ein elektromagnetisches Ventil im Hydraulikdruck-Steuerkreis aktiviert, um den Hydraulikdrucksteller von hydraulischen Reibschließeinrichtungen, die im Getriebe 16 vorgesehen sind, und der Überbrückungskupplung Ci zu steuern, ein Antriebsbefehlssignal zum Aktivieren einer elektrischen Hydraulikpumpe, bei der es sich um die Quelle des Hydraulikdrucks im Hydraulikdruck-Steuerkreis handelt, ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizung und ein Signal an einen Tempostatrechner.
Die Vielzahl von Betätigungsmodi, die von der ECU 60 gesteuert werden, schließen einen Maschinenlaufmodus, einen Maschine-plus-Motor-Laufmodus, einen Motorlaufmodus und einen Verzögerungssteuermodus ein. Im Maschinenlaufmodus wird die Überbrückungskupplung Ci eingerückt, um die Maschine 12 anzukuppeln, und das Fahrzeug wird durch die von der Maschine 12 erzeugte Antriebskraft angetrieben. Wenn nicht die ganze von der Maschine 12 erzeugte Leistung verwendet wird, um das Fahrzeug anzutreiben, kann beispielsweise der erste Elektromotor MG1 so gesteuert werden, dass er Leistung regeneriert, wie erforderlich, und diese verwendet, um die Batterie zu laden. Im Maschine-plus-Motor-Laufmodus wird die Überbrückungskupplung eingerückt, um die Maschine 12 anzukuppeln, und das Fahrzeug läuft durch die Antriebskraft, die sowohl von der Maschine 12 als auch vom zweiten Elektromotor MG2 erzeugt wird. Im Motorlaufmodus ist die Überbrückungskupplung Ci ausgerückt, um die Maschine 12 zu auszukuppeln, und das Fahrzeug läuft durch die Antriebskraft, die vom zweiten Elektromotor MG2 erzeugt wird. Wenn der Ladungsstatus SOC der Batterie niedrig ist, wird z.B. die Maschine nach Bedarf betätigt und der ersten Elektromotor MG1 wird so gesteuert, dass er Leistung regeneriert und die Batterie auflädt. Im Verzögerungssteuermodus wird die Überbrückungskupplung Ci eingerückt, um die Maschine 12 anzukuppeln, und die Kraftstoffzufuhr zur Maschine 12 wird von einer Kraftstoffunterbrechung angehalten, um eine Maschinenbremsung einzuleiten, während der zweite Elektromotor MG2 so gesteuert wird, dass er Leistung entweder erzeugt oder regeneriert, wodurch eine vorgegebene Leistungsquellenbremse erzeugt wird. Der erste Elektromotor MG1 kann auch dazu verwendet werden, die Leistungsquellenbremse einzustellen, indem er so gesteuert wird, dass er Leistung entweder erzeugt oder regeneriert, genau wie der zweite Elektromotor MG1
5 ist eine vereinfachte Querschnittsdarstellung des Antriebssystems 10. Wie in 5 dargestellt, weist das Getriebegehäuse 14 ein erstes Gehäuse 14a und ein zweites Gehäuse 14b auf, die mit einem nicht dargestellten Bolzen aneinander befestigt sind. In dem ersten Gehäuse 14a sind der erste Motor-Generator MG1 und der zweite Motor-Generator MG2 und dergleichen untergebracht, während in dem zweiten Ge häuse das Schwungrad 62, das Getriebeelement 64 und der Dämpfer 65 und dergleichen untergebracht sind. Das zweite Gehäuse 14b ist in die Maschine 12 integriert.
Im ersten Gehäuse 14a sind, in der Reihenfolge von der Seite, die der Maschine 12 am nächsten liegt, ausgehend, eine erste Tragwand 66, eine zweite Tragwand 68 und eine dritte Tragwand 70 angeordnet. Diese ersten, zweiten und dritten Tragwände 66, 68 und 70 sind in Bezug auf das erste Gehäuse 14a eine Muffenanordnung geformt. Das heißt, die Außenumfangsflächen der ersten und zweiten Tragwände 66 und 68 liegen an einer ersten Anlagefläche 72 an, die an der Innenumfangsfläche des ersten Gehäuses 14 ausgebildet ist und in axialer Richtung mit dieser parallel verläuft. Die Außenumfangsfläche der dritten Tragwand 70 liegt an einer zweiten Anlagefläche 74 an, die weiter hinten als die erste Anlagefläche 72 im ersten Gehäuse ausgebildet ist und in axialer Richtung parallel verläuft, genau wie die erste Anlagefläche 72, aber einen kleineren Durchmesser als die erste Anlagefläche 72 aufweist. Wenn sie nicht durch Bolzen 76 und 78 festgelegt sind, können die Tragwände 66, 68 und 70 sich in Bezug auf das erste Gehäuse 14a verschieben. Die Lagen der ersten bis dritten Tragwände 66, 68 und 70 in radialer Richtung werden durch diese Muffenanordnung bestimmt.
Die erste Tragwand 66 ist ein im allgemeinen scheibenförmiges Element. Die zweite Tragwand 68 schließt dagegen einen außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitt 68a ein, der an der ersten Anlagefläche 72 anliegt, einen Verbindungsabschnitt 68b, der an einem Ende mit dem Ende des außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 68a an der Seite des zweiten Motor-Generators MG2 verbunden ist und der in radialer Richtung nach innen verläuft, und einen Wellenabschnitt 68c, der mit dem anderen Ende, d.h. dem innenumfangsseitigen Ende, des Verbindungsabschnitts 68b verbunden ist und in einer Richtung verläuft, die der des außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 68a entgegengesetzt ist. Ferner schließt die dritte Tragwand 70 einen außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitt 70a ein, der an der zweiten Anlagefläche 74 anliegt, einen Verbindungsabschnitt 70b, der mit dem Ende des außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitts 70a auf der dem ersten Motor-Generator MG1 gegenüber liegenden Seite verbunden ist und der in radialer Richtung nach innen verläuft, und ei nen Wellenabschnitt 70c, der mit dem anderen Ende, d.h. dem innenumfangsseitigen Ende, des Verbindungsabschnitts 70b verbunden ist und in der gleichen Richtung verläuft wie der außenumfangsseitige zylindrische Abschnitt 70a.
Das erste Gehäuse schließt auch eine radiale Oberfläche 80 in radialer Richtung ein, welche die erste Anlagefläche 72 und die zweite Anlagefläche 74 miteinander verbindet, und eine zweite radiale Fläche 82, die von anderen Ende der zweiten Anlagefläche 74 in Richtung auf die radial innere Seite verläuft. Die axiale Lage der zweiten Tragwand 68 wird dadurch bestimmt, dass die zweite Tragwand 68 an der ersten radialen Fläche 80 anliegt. Ebenso wird die axiale Lage der dritten Tragwand 70 dadurch bestimmt, dass die dritte Tragwand 70 an der zweiten radialen Fläche 82 anliegt. Die axiale Lage der ersten Tragwand 66 wird dadurch bestimmt, dass die erste Tragwand 66 an einer Seitenfläche der zweiten Tragwand 68 anliegt, die der Seitenfläche der zweiten Tragwand 68, die an der ersten radialen Fläche 80 anliegt, gegenüber liegt. Die erste Tragwand 66 und die zweite Tragwand 68 sind durch einen Bolzen 76, der in axialer Richtung durch die erste Tragwand 66 und den außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitt 68a der zweiten Tragwand 68 hindurchgeht und in das erste Gehäuse 14a eingeschraubt ist, am ersten Gehäuse 14a befestigt. Ebenso ist die dritte Tragwand 70 durch einen Bolzen 78, der in axialer Richtung durch den außenumfangsseitigen zylindrischen Abschnitt 70a der dritten Tragwand 70 hindurchgeht und in das erste Gehäuse 14a eingeschraubt ist, am ersten Gehäuse 14a befestigt.
Die erste Tragwand 66 und die zweite Tragwand 68 definieren eine erste Aufnahmekammer 84, während die zweite Tragwand 68, die dritte Tragwand 70 und das erste Gehäuse 14a eine zweite Aufnahmekammer 86 definieren. In der ersten Aufnahmekammer 84 ist der erste Motor-Generator MG1 untergebracht, während in der zweiten Aufnahmekammer 86 die Überbrückungskupplung Ci an der Seite der dritten Tragwand 70 und der zweite Motor-Generator MG2 an der Seite der zweiten Tragwand 68 untergebracht sind. Eine Ölpumpe für die Zufuhr von Hydraulikfluid zur Überbrückungskupplung Ci kann als dritte Tragwand 70 verwendet werden, was es möglich macht, die Zahl der Tragwände im Vergleich zur Bereitstellung einer anderen Tragwand zu verringern.
Die Drehwelle 22 des erste Motor-Generators MG1 schließt eine Rotorwelle 22a und eine Antriebswelle 22b ein, die innerhalb der Rotorwelle 22a angeordnet ist, aber die Motorwelle 22a nicht berührt. Die Drehantriebskraft des Rotors 88 des ersten Motor-Generators MG1 wird von der Rotorwelle 22a über das Getriebeelement 64, das mit einem Keil 90 am Maschinen 12-seitigen Ende der Rotorwelle 22a befestigt ist, und den Dämpfer 65, der durch einen Bolzen 92 am Getriebeelement 64 integriert ist und mit einem Keil 94 an der Antriebswelle 22b befestigt ist, auf die Antriebswelle 22b übertragen.
Das Getriebeelement 64 und der Dämpfer 65 sind durch den Bolzen 92 am äußeren Umfangsabschnitt des Schwungrads 62 befestigt. Ebenso ist das Schwungrad 62 an seinem innenumfangsseitigen Endabschnitt durch einen Bolzen 98 an der Kurbelwelle 20 befestigt. Das Getriebeelement 64, der Dämpfer 65 und das Schwungrad 62 sind allesamt Elemente, die im zweiten Gehäuse 14b untergebracht sind, während die Rotorwelle 22a, die am Getriebeelement 64 befestigt ist, und die Antriebswelle 22b, die am Dämpfer 65 befestigt ist, im ersten Gehäuse 14a untergebracht sind. Das Getriebeelement 64 und die Rotorwelle 22a sind mit dem Keil 90 aneinander befestigt, und der Dämpfer 65 und die Antriebswelle 22b sind durch den Keil 94 aneinander befestigt, was den Zusammenbau des ersten Gehäuses 14a und des zweiten Gehäuses 14b erleichtert.
Die Drehwelle 22a wird an einem Ende über ein Lager 100, das an der Innenumfangsfläche der ersten Tragwand 66 bereitgestellt ist, und am anderen Ende über ein Lager 102, das an der Innenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 68b der zweiten Tragwand 68 bereitgestellt ist, getragen. Dadurch, dass die Rotorwelle 22a auf diese Weise von der ersten Tragwand 66 und der zweiten Tragwand 68 getragen wird, wird die erste Aufnahmekammer 84 zu einem geschlossenen Raum. Sobald die Rotorwelle 22a eingebaut ist, wird infolgedessen verhindert, dass Fremdstoffe am Rotor 88 innerhalb der ersten Aufnahmekammer 84 haften, sogar noch bevor das erste Gehäuse 14a und das zweite Gehäuse 14b aneinander gefügt werden. Ferner sind die Lagen der ersten Tragwand 66 und der zweiten Tragwand 68, welche die Rotorwelle 22a an beiden Enden tragen, in radialer Richtung dadurch bestimmt, dass die erste Tragwand 66 und die zweite Tragwand 68 an der ersten Anlagefläche 72 des ersten Gehäuses 14a anliegen. Das heißt, die Lagen der ersten Tragwand 66 und der zweiten Tragwand 68 werden in radialer Richtung mit Bezug auf die gleiche Oberfläche des gleichen Elements bestimmt. Daher ist die axiale Präzision der Rotorwelle 22a, die von der ersten Tragwand 66 und der zweiten Tragwand 68 getragen wird, im Vergleich zu dem Fall, dass die Lagen der ersten Tragwand 66 und der zweiten Tragwand 68 in radialer Richtung mit Bezug auf unterschiedliche Elemente bestimmt werden, verbessert.
Darüber hinaus sind Dichtelemente 104 und 106 angrenzend an die Lager 100 und 102, aber an gegenüberliegenden Seiten davon, zwischen der Innenumfangsfläche der ersten Tragwand 66 und der Rotorwelle 22a bzw. zwischen der Innenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 68b der zweiten Tragwand 68 und der Rotorwelle 22a bereitgestellt. Diese Dichtelemente 104 und 106 dichten die erste Aufnahmekammer 84 ab. In 5 handelt es sich bei dem Lager 100 und dem Dichtelement 104 um getrennte Elemente, ebenso wie bei dem Lager 102 und dem Dichtelement 106. Alternativ können jedoch das Lager 100 und das Dichtelement 104 einstückig ausgebildet sein, und das Lager 102 und das Dichtelement 106 können gleich sein.
Die Antriebswelle 22b verläuft durch die Rotorwelle 22a und den Wellenabschnitt 68c der zweiten Tragwand 68. Diese Antriebswelle 22b wird über ein Paar Lager 108 und 110 getragen, von denen eines naher einer in axialer Richtung einen Seite des Wellenabschnitts 68c der zweiten Tragwand bereitgestellt ist, und von denen das andere nahe einer in axialer Richtung anderen Seite des Wellenabschnitts 68c der zweiten Tragwand 68 bereitgestellt. Ferner ist ein Dichtelement 112 zwischen der Antriebswelle 22b und dem Wellenabschnitt 68c der zweiten Tragwand 68 zur Maschinen 12-Seite des Lagers 108 hin bereitgestellt, bei dem es sich um das Lager von den beiden Lagern 108 und 110 handelt, das sich auf der Seite der Maschine 12 befindet. Dieses Dichtelement 112 dichtet die zweite Aufnahmekammer 86 ab.
Auf diese Weise sind die erste Aufnahmekammer 84 und die zweite Aufnahmekammer 86 abgeschlossene Räume, so dass selbst dann, wenn Wasser zwischen das erste Gehäuse 14a und das zweite Gehäuse 14b gelangt, der erste Motor-Generator MG1 und der zweite Motor-Generator MG2, bei denen es sich um elektrische Bauteile handelt, nicht nass werden.
Die Rotorwelle 32 des zweiten Motor-Generators MG2 wird über ein Paar Lager 114 und 116, die an der äußeren Umfangsfläche dieses Wellenabschnitts 86c angeordnet sind, an beiden Enden von einem Wellenabschnitt 68c der zweiten Tragwand 68 getragen. Auf diese Weise trägt die zweite Tragwand 68 sowohl die Antriebswelle 22b als auch einen Endabschnitt der Rotorwelle 22a des ersten Motor-Generators MG1, was die Zahl der Tragwände im Vergleich zu dem Fall, wo separate Tragwände vorgesehen sind, um diese Wellen 32, 22a und 22b zu tragen, verringert.
Die Kupplungstrommel 28 ist an einem Ende der Rotorwelle 32 befestigt. Das innenumfangsseitige Ende eines Flanschabschnitts 28a der Kupplungstrommel 28 ist durch einen Keil 118 an der Abtriebswelle 38 der Überbrückungskupplung Ci befestigt. Ein Nadellager 120 ist zwischen der Abtriebswelle 38 und einem Wellenabschnitt 70c des dritten Tragelements 70 bereitgestellt.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind der zweite Motor-Generator MG2 und die Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse L1 bereitgestellt, auf der die Kurbelwelle 20 der Maschine 12 angeordnet ist. Ferner ist das Automatikgetriebe 16, das in axialer Richtung lange Abmessungen aufweist, auf der zweiten Achse L2 angeordnet, die von der ersten Achse L1 verschieden ist, und die Maschine 12 und die Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse L1 sind parallel zum Automatikgetriebe 16 auf der zweiten Achse L2 angeordnet. Infolgedessen können die Abmessungen des Fahrzeugantriebssystems 10 in Querrichtung, d.h. die Abmessungen in axialer Richtung, verkürzt werden.
Darüber hinaus ist der erste Motor-Generator MG1 auf der ersten Achse L1 auch auf einer anderen Welle angeordnet als das Automatikgetriebe 16, das in axialer Richtung lang ist. Infolgedessen können die Abmessungen des Fahrzeugantriebssystems in Querrichtung, d.h. die Abmessungen in axialer Richtung, noch weiter verkürzt werden.
Ebenfalls gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Maschine 12, die Überbrückungskupplung Ci und der Vorgelegesatz 18 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite des Kraftübertragungswegs her angeordnet. Infolgedessen kehrt der Kraftübertragungsweg nur einmal um, und zwar am Vorgelege 18, was eine gute Kraftübertragung zur Folge hat.
Ebenfalls gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Vorgelegesatz 18 als Kraftübertragungsmittel verwendet, so dass eine dritte Achse zum Umkehren der Drehung der zweiten Achse L2, beispielsweise die Verwendung eines Riemens als Kraftübertragungsmittel, unnötig ist. Infolgedessen kann die Gesamtzahl der Wellen reduziert werden, wodurch es möglich ist, die Abmessungen in Längsrichtung, d.h. in radialer Richtung, des Antriebssystems 10 zu verkürzen.
Nun wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind Elemente im zweiten Ausführungsbeispiel, die denen des ersten Ausführungsbeispiels gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen und -zeichen benannt, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
6 ist eine Skelettansicht des Aufbaus eines Fahrzeugantriebssystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, (im folgenden einfach als "Antriebssystem") 130 bezeichnet. Der einzige Unterschied zwischen dem Antriebssystem 130 und dem Antriebssystem 10 des ersten Ausführungsbeispiels ist, dass die Lagen des zweiten Motor-Generators MG2 und der Überbrückungskupplung Ci umgekehrt sind. Das heißt, im Antriebssystem 130 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Reihenfolge der Bauteile auf der ersten Achse L1 von der stromaufwärtigen Seite des Kraftübertragungsweges her wie folgt: die Maschine 12, der erste Motor-Generator MG1, die Überbrückungskupplung Ci, der zweite Motor-Generator MG2 und das Antriebsrad 34 des Vorgelegesatzes 18.
Die Abtriebswelle 38 der Überbrückungskupplung Ci und die Rotorwelle 32 des zweiten Motor-Generators MG2 sind auf solche Weise miteinander verbunden, dass sie sich nicht in Bezug aufeinander drehen können. Das Antriebsrad 34 des Vorgelegesatzes 18 ist so auf der Rotorwelle 32 bereitgestellt, dass es sich nicht in Bezug auf die Rotorwelle 32 drehen kann.
Da das Antriebssystem 130 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sich vom Antriebssystem 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nur darin unterscheidet, dass die Lagen des zweiten Motor-Generators MG2 und der Überbrückungskupplung Ci umgekehrt sind, können die Vorteile, die durch das erste Ausführungsbeispiel erhalten werden können, somit auch erhalten werden, das heißt, die Abmessungen in Querrichtung, d.h. in axialer Richtung des Antriebssystems 130 können verkürzt werden, eine gute Kraftübertragung kann erreicht werden und die Abmessungen in Längsrichtung, d.h. in radialer Richtung des Antriebssystems 130, können verkürzt werden. Genau wie in der US-Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2003/0127262A1 offenbart, ermöglicht die Anordnung der Überbrückungskupplung Ci an der Innenumfangsseite des Stators des zweiten Motor-Generators MG2, eine noch weitere Verkürzung der Abmessungen in Querrichtung, d.h. in axialer Richtung.
Nun wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 7 ist eine Skelettansicht des Aufbaus eines Fahrzeugantriebssystems (hierin einfach als "Antriebssystem" bezeichnet) 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Antriebssystem 140 unterscheidet sich vom Antriebssystem 10 des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass die Lagebeziehungen zwischen der Überbrückungskupplung Ci, dem Antriebsrad 34 und dem zweiten Motor-Generator MG2 auf der ersten Achse L1 anders sind. Das heißt, im Antriebssystem 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Reihenfolge der Bauteile auf der ersten Achse L1 von der Seite der Maschine 12 her wie folgt: die Maschine 12, der erste Motor-Generator MG1, die Überbrückungskupplung Ci, das Antriebsrad 34 und der zweite Motor-Generator MG2. Daher ist es in diesem Ausführungsbeispiel der Motor-Generator MG2, der an dem der Maschine 12 gegenüber liegenden Ende auf der ersten Achse L1 angeordnet ist.
Die Abtriebswelle 38 der Überbrückungskupplung Ci und die Rotorwelle 32 des zweiten Motor-Generators MG2 sind auf solche Weise verbunden, dass sie sich nicht in Bezug aufeinander drehen können. Das Antriebsrad 34 ist solchermaßen entweder an der Abtriebswelle 38 oder der Rotorwelle 32 bereitgestellt, so dass es sich nicht in Bezug auf diese drehen kann.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß diesem Ausführungsbeispiel der zweite Motor-Generator MG2, der an dem Ende angeordnet ist, das der Maschine 12 auf der ersten Achse L1 gegenüber liegt, so dass das Antriebsrad 34 weiter auf der Seite der Maschine 12 angeordnet ist als in den ersten und zweiten Ausführungsformen. Dagegen ist das gleiche Automatikgetriebe 16 wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen auf der zweiten Achse L2 an der gleichen Seite des Vorgelegesatzes 18 angeordnet wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen. Somit sind in diesem Ausführungsbeispiel der erste Motor-Generator MG1 und der zweite Motor-Generator MG2, die auf der ersten Achse L1 angeordnet sind, in axialer Richtung in Bezug auf die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 auf der zweiten Achse L2 versetzt. Die Motor-Generatoren MG1 und MG2 und die Bremsen B1 und B2 sind allesamt Elemente mit großen radialen Abmessungen. Der Versatz dieser Elemente in axialer Richtung ermöglicht es daher, die Abmessungen des Antriebssystems 140 in radialer Richtung, d.h. in Längsrichtung, noch weiter zu verkürzen.
Genau wie im Antriebssystem 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind im Antriebssystem 140 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste Motor-Generator MG1, der zweite Motor-Generator MG2 und die Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse angeordnet, auf der die Kurbelwelle 20 der Maschine 12 angeordnet ist. Ferner ist das Automatikgetriebe 16, das große radiale Abmessungen aufweist, auf der zweiten Achse L2 angeordnet, die sich von der ersten Achse L1, auf der der erste Mo tor-Generator MG1, der zweite Motor-Generator MG2 und die Überbrückungskupplung Ci angeordnet sind, unterscheidet. Darüber hinaus sind die Maschine 12 und die Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse L1 parallel zum Automatikgetriebe 16 auf der zweiten Achse L2. Infolge dieses Aufbaus können die Abmessungen in Querrichtung, d.h. in axialer Richtung des Antriebssystems 140, verkürzt werden. Ebenso wird der Vorgelegesatz 18 als Kraftübertragungsmittel verwendet, so dass die Gesamtzahl der Wellen reduziert werden kann. Infolgedessen können die Abmessungen in Längsrichtung, d.h. in radialer Richtung des Antriebssystems 140, verkürzt werden.
Nun wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 8 ist eine Skelettansicht des Aufbaus eines Fahrzeugantriebssystems (im folgenden einfach als "Antriebssystem" bezeichnet) 150 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Antriebssystem 150 unterscheidet sich vom Antriebssystem 140 des dritten Ausführungsbeispiels nur darin, dass im dritten Ausführungsbeispiel der zweite Motor-Generator MG2 an dem Ende auf der ersten Achse L1 angeordnet ist, das der Maschine 12 gegenüber liegt, während im vierten Ausführungsbeispiel der zweite Motorgenerator MG2 an dem Ende auf der zweiten Achse L2 angeordnet ist, das dem Antriebsritzel 54 gegenüber liegt.
Das heißt, in dem Antriebssystem 150 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind nur die Maschine 12, der erste Motor-Generator MG1, die Überbrückungskupplung Ci und das Antriebsrad 34, in dieser Reihenfolge von der Seite der Maschine 12 her, auf der ersten Achse L1 angeordnet, wodurch der Aufbau auf der ersten Achse L1 äußerst einfach ist. Dagegen sind der zweite Motor-Generator MG2, das angetriebene Rad 36, das Automatikgetriebe 16 und das Antriebsritzel 54 in dieser Reihenfolge auf der zweiten Achse L2 angeordnet. Die Rotorwelle 32 des zweiten Motorgenerators MG2 und die Antriebswelle 40 des Automatikgetriebes 16 sind miteinander verbunden, so dass sie sich nicht relativ zueinander drehen können, und das angetriebene Rad 36 ist solchermaßen entweder auf der Rotorwelle 32 oder der Antriebswelle 40 angeordnet, dass es sich nicht relativ zu dieser drehen kann.
In dem Antriebssystem 150 ist der Aufbau auf der Maschinen 12-Seite des Vorgelegesatzes 18 der gleiche wie im Antriebssystem 140 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei der erste Motor-Generator MG1 auf der ersten Achse L1 in axialer Richtung in Bezug auf die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 auf der zweiten Achse L2 versetzt ist. Der zweite Motor-Generator MG2, der auf der zweiten Achse L2 angeordnet ist, ist auch in axialer Richtung in Bezug auf die Lage des ersten Motor-Generators MG1 auf der ersten Achse L1 versetzt. Daher ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel auch die Verkürzung der Längsabmessungen des Antriebssystems 150.
Darüber hinaus sind in dem Antriebssystem 150 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste Motor-Generator MG1 und die Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse L1 angeordnet, auf der die Kurbelwelle 20 der Maschine 12 angeordnet ist. Ferner ist das Automatikgetriebe 16, das große radiale Abmessungen aufweist, auf der zweiten Achse L2 angeordnet, die eine andere Achse ist als die erste Achse L1, auf der der erste Motor-Generator MG1 und die Überbrückungskupplung angeordnet sind. Darüber hinaus sind die Maschine 12 und die Überbrückungskupplung Ci auf der ersten Achse L1 parallel zum Automatikgetriebe 16 auf der zweiten Achse L2. Infolge dieses Aufbaus können die Abmessungen in Querrichtung, d.h. in axialer Richtung des Antriebssystems 150, verkürzt werden. Außerdem wird der Vorgelegesatz 18 als Kraftübertragungsmittel verwendet, so dass die Gesamtzahl der Wellen verringert werden kann. Infolgedessen können die Abmessungen des Antriebssystems 150 in Längsrichtung, d.h. in radialer Richtung, verkürzt werden.
Obwohl die Erfindung hierin mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, werden für den Fachmann viele Modifikationen und Varianten nahe liegen. Somit sind all diese Varianten und Modifikationen im angestrebten Bereich der Erfindung eingeschlossen.

Claims

Fahrzeugantriebssystem, das einen Verbrennungsmotor (12), einen ersten Elektromotor (MG1), einen zweiten Elektromotor (MG2), ein Getriebe (16) und eine Kupplung (Ci) einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass: der zweite Elektromotor (MG2) auf einer ersten Achse (L1) angeordnet ist, auf der eine Abtriebswelle (20) des Verbrennungsmotors (12) angeordnet ist; das Getriebe (16) auf einer zweiten Achse (L2), die zur ersten Achse (L1) parallel ist, angeordnet ist, wobei die Kraft auf der ersten Achse (L1) durch eine Getriebeeinrichtung (18) auf eine Antriebswelle (40) des Getriebes (16) übertragen werden kann; und die Kupplung (Ci) auf der ersten Achse angeordnet ist, um den zweiten Elektromotor (MG2) und das Getriebe (16) selektiv mit der Brennkraftmaschine (12) zu verbinden oder von dieser zu trennen, wobei das Getriebe parallel zur Brennkraftmaschine (12) und zur Kupplung (Ci) angeordnet ist.
Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Elektromotor (MG1) auf der ersten Achse (L1) angeordnet ist.
Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 2, wobei die Kupplung (Ci) auf der Seite des ersten Elektromotors (MG1) und des zweiten Elektromotors (MG2) angeordnet ist, die der Seite der Maschine (12) entgegengesetzt ist.
Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 2, wobei die Kupplung (Ci) zwischen dem ersten Elektromotor (MG1) und dem zweiten Elektromotor (MG2) angeordnet ist.
Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Kraftübertragungsmittel (18) zwischen der Kupplung (Ci) und dem zweiten Elektromotor (MG2) angeordnet ist.
Fahrzeugantriebssystem, das eine Brennkraftmaschine (12), einen ersten Elektromotor (MG1), einen zweiten Elektromotor (MG2), ein Getriebe (16) und eine Kupplung (Ci) einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass: der zweite Elektromotor (MG2 auf einer zweiten Achse angeordnet ist, die parallel zur ersten Achse (L1) ist, auf der eine Antriebswelle (20) der Maschine (12) angeordnet ist; das Getriebe (16) auf der zweiten Achse (L2) angeordnet ist, Kraft auf der ersten Achse (L1) durch eine Getriebeeinrichtung (18), die zwischen dem zweiten Elektromotor (MG2) und dem Getriebe (16) angeordnet ist, auf eine Antriebswelle (40) des Getriebes (16) übertragen werden kann; und die Kupplung (Ci) auf der ersten Achse angeordnet ist und selektiv den zweiten Elektromotor (MG2) und das Getriebe (16) mit der Maschine (12) verbinden und von dieser trennen kann, wobei das Getriebe parallel zur Maschine (12) und zur Kupplung (Ci) angeordnet ist.
Fahrzeugantriebssystem nach Anspruch 6, wobei der erste Elektromotor (MG1) auf der ersten Achse (L1) angeordnet ist.
Fahrzeugantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Getriebe (16) einen Planetenradsatz (42, 46, 48) und eine Bremse (B1, B2) einschließt, die die Drehung eines Drehelements des Planetenradsatzes (42, 46, 48) selektiv anhält, und wobei der Elektromotor (MG2) und die Bremse (B1, B2) in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Fahrzeugantriebssystem nach einem der Ansprüche 2, 3, 4 und 7, wobei das Getriebe (16) einen Planetenradsatz (42, 46, 48) und eine Bremse (B1, B2) einschließt, die die Drehung eines Drehelements des Planetenradsatzes (42, 46, 48) selektiv anhält, und wobei der erste Elektromotor (MG1) und die Bremse (B1, B2) in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Fahrzeugantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kraftübertragungseinrichtung (18) an der Seite der Kupplung (Ci) angeordnet ist, die der Maschine (12) entgegengesetzt ist.
Fahrzeugantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Kraftübertragungsmittel (18) ein Getriebesatz (18) ist.