DE112005002342T5

DE112005002342T5 - Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE112005002342T5
Application number: DE112005002342T
Authority: DE
Inventors: Terufumi Miyazaki; Atsushi Tabata; Yutaka Taga
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-08-09
Also published as: US20090029824A1; US8360928B2; WO2006035981A1

Abstract

Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem ersten Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt wird, und einem zweiten Elektromotor, der zwischen dem Übertragungselement und dem Antriebsrädern angeordnet ist, mit:
einer Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung für ein wahlweises Schalten der Differenzialvorrichtung in einen Differenzialzustand bzw. einen arretierten Zustand; und
wobei die Differenzialvorrichtung und die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung zwischen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor angeordnet sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Antriebsgeräte für Kraftfahrzeuge und genauer gesagt auf eine Technologie, die es ermöglicht, ein Antriebsgerät kleiner zu gestalten.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
Ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug ist bekannt, das eine Differentialvorrichtung aufweist, durch die die Abgabeleistung einer Antriebsquelle wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder dergleichen zu einem ersten Elektromotor und einem Übertragungselement, durch das seine Abgabeleistung mechanisch zu einer Ausgangswelle des Antriebsgerätes übertragen wird, und zu einem zweiten Elektromotor verteilt wird, der sich zwischen dem Übertragungselement und den Antriebsrädern befindet. Ein in dem Patentdokument 1 offenbartes Antriebsgerät hat eine Planetengetriebeeinheit als eine Differentialvorrichtung mit einer Differentialwirkung, durch die der größte Teil der Leistung, die von dem Verbrennungsmotor geliefert wird, mechanisch zu den Antriebsrädern übertragen wird, während ermöglicht wird, dass ein restlicher Anteil der Energie von dem Verbrennungsmotor von einem ersten Elektromotor zu einem zweiten Elektromotor unter Verwendung eines elektrischen Pfades elektrisch übertragen wird. Demgemäß wird ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, das fährt, wobei der Verbrennungsmotor in einem optimalen Betriebszustand gehalten wird, was eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs ermöglicht.
[Patentdokument 1] ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-191 759
[Patentdokument 2] ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-191 761
[Patentdokument 3] ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2003-336 725
Ein derartiges Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug aus dem Stand der Technik hat einen elektrischen Pfad für elektrische Energie, die von dem ersten Elektromotor zu dem zweiten Elektromotor geliefert wird, d. h. einen Übertragungspfad, durch den ein Teil der Antriebsenergie von dem Kraftfahrzeug in Form von elektrischer Energie übertragen wird. Daher muss mit der Entwicklung eines Verbrennungsmotors, der bei einer hohen Leistung arbeitet, der erste Motor eine große Größe haben. Außerdem ergibt sich eine Notwendigkeit einer Vergrößerung bei dem zweiten Elektromotor, der mit von dem ersten Elektromotor abgegebener elektrischer Energie angetrieben wird. Somit entsteht ein Problem dahingehend, dass das Antriebsgerät groß wird.
Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der vorstehend geschriebenen Umstände gemacht worden und ihre Aufgabe ist es, ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das einen kleinen Aufbau hat.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Als ein Ergebnis verschiedener Untersuchungen, die gemacht wurden, um das vorstehend dargelegte Problem anzusprechen, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung verschiedene Dinge herausgefunden. D. h. der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor müssen nicht unbedingt so große Größen in einem Leistungsbereich des Verbrennungsmotors im allgemeinen Anwendungsbereich haben, bei dem die Verbrennungsmotorleistung relativ gering ist. In einem Hochleistungsbereich des Verbrennungsmotors wie beispielsweise im Hochleistungsfahrbereich, bei dem beispielsweise der Verbrennungsmotor unterhalb des maximalen Leistungsbereichs bleibt, müssen der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor eine so große Größe haben, dass das Leistungsvermögen der angeforderten Leistung entspricht. Somit hat sich herausgestellt, dass, wenn die Verbrennungsmotorleistung zu den Antriebsrädern hauptsächlich über eine mechanische Kraftübertragungsbahn in einer Situation übertragen wird, bei der der Verbrennungsmotor in einem derartigen Hochleistungsbereich arbeitet, der erste Elektromotor und der zweite Elektromotor einen kleineren Aufbau haben können und das Antriebsgerät für das Kraftfahrzeug einen kompakten Aufbau erhalten kann. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der vorstehend genannten herausgefundenen Ergebnisse vollendet.
Die Erfindung gemäß Anspruch 1 ist gekennzeichnet durch ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem ersten Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt wird, und einem zweiten Elektromotor, der zwischen dem Übertragungselement und dem Antriebsrädern angeordnet ist, wobei das Antriebsgerät (i) eine Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung aufweist für ein wahlweises Schalten der Differenzialvorrichtung in einen Differenzialzustand bzw. einen arretierten Zustand; und (ii) wobei die Differenzialvorrichtung und die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung zwischen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor angeordnet sind.
Gemäß dem Antriebsgerät von Anspruch 1 ermöglicht die Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung, dass die Differentialvorrichtung bei dem Antriebsgerät des Kraftfahrzeuges wahlweise in einen Differentialzustand, bei dem sie als ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe fungiert, und in einen arretierten Zustand versetzt wird, bei dem die Differentialvorrichtung außer Kraft gesetzt wird. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Leistungsübertragungszustand in einem breiten Bereich ausgeführt wird. Außerdem wird, wenn die Differentialvorrichtung in den arretierten Zustand beispielsweise bei einer Fahrt mit hoher Leistung versetzt wird, die Differentialvorrichtung in Kraft gesetzt, um als Kraftübertragung (Leistungsübertragung) zu dienen, um ein Schaltdrehzahlverhältnis in einem Bereich elektrisch zu variieren, der beim Fahren des Fahrzeugs mit niedriger/mittlerer Drehzahl und niedriger/mittlerer Leistung liegt. Dadurch wird ermöglicht, dass ein Maximum an elektrischer Energie durch den ersten Elektromotor erzeugt wird, anders ausgedrückt, dass die von dem ersten Elektromotor zu übertragende elektrische Energie minimal gestaltet wird, wodurch sich eine minimale Gestaltung des Motors ergibt. Darüber hinaus wird ein Zwischenraum zwischen den beiden Motoren effektiv als ein Raum zum Unterbringen der Differentialvorrichtung und der Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung genutzt.
Demgemäß kann das Antriebsgerät einen kleinen Aufbau erhalten.
Die vorliegende Erfindung schafft vorzugsweise auch gemäß Anspruch 2 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 mit dem Merkmal (i), dass des weiteren ein Stützelement zum drehbaren Stützen eines Rotors von dem ersten Elektromotor aufweist; (ii) wobei die Differenzialvorrichtung drei Drehelemente aufweist, die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist, und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement gekuppelt ist; (iii) wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine Kupplung aufweist, durch die von den drei Drehelementen zwei Drehelemente miteinander gekuppelt sind; und (iv) wobei die Kupplung an einer Seite von dem Stützelement angeordnet ist, die entgegengesetzt zu dem ersten Elektromotor ist.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 3 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 mit dem Merkmal (i), wobei die Differentialvorrichtung drei Drehelemente aufweist, die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist, und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement gekuppelt ist, (ii) wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine Bremse aufweist, durch die das zweite Drehelement mit einem sich nicht drehenden Element gekuppelt ist; und (ii) wobei die Bremse in einem radial äußeren Bereich von der Differenzialvorrichtung angeordnet ist.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 4 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 mit dem Merkmal (i), wobei die Differentialvorrichtung drei Drehelemente aufweist, die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist, und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement gekuppelt ist; (ii) wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine Kupplung aufweist, durch die von den drei Drehelementen zwei Drehelemente miteinander gekuppelt sind, und eine Bremse aufweist, durch die das zweite Drehelement mit einem sich nicht drehenden Element gekuppelt wird; und (iii) wobei sowohl die Kupplung als auch die Bremse Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart aufweisen.
Somit ergibt sich in einem Fall, bei dem die Kupplung und Bremse Reibungskupplungsvorrichtungen der hydraulischen Art aufweisen, ein Bedarf an hydraulischen Kanälen, die zum Liefern von Betätigungsöl von einer Hydrauliksteuerschaltung zu der Kupplung und Bremse vorzusehen sind. Wenn in diesem Fall Kupplung und Bremse voneinander entfernt angeordnet sind, ist zumindest ein Element von ihnen von der hydraulischen Steuerschaltung weit entfernt, was zu der Befürchtung des Auftretens einer Schwierigkeit führt, die beim Ausführen einer Gestaltung der Hydraulikkanäle sich ergibt. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind sowohl Kupplung als auch Bremse zwischen zwei Elektromotoren angeordnet, was ein leichtes Ausführen einer Gestaltung der Hydraulikkanäle mit sich bringt.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 5 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es des weiteren eine Getriebevorrichtung aufweist, die eine Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart aufweist, die zwischen dem zweiten Elektromotor und den Antriebsrädern angeordnet ist. In einem derartigen Fall hat die Getriebevorrichtung die Kupplung und die Bremse, wobei die Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart als die Differentialvorrichtung dienen und die Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart in einem Bereich angeordnet ist, der näher zu den Antriebsrädern als der zweite Motor angeordnet ist. Somit ergibt sich ein spezielles Problem beim Ausführen einer Gestaltung der Hydraulikkanäle, die sich von der Hydrauliksteuerschaltung zu der Vielzahl an Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart erstrecken. Jedoch sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl die Kupplung als auch die Bremse zwischen den beiden Elektromotoren angeordnet, wobei sie bei einem relativ kurzen Abstand von den Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart von der Getriebevorrichtung angeordnet werden können, was ein leichtes Ausführen einer Gestaltung der Hydraulikkanäle mit sich bringt.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem in Anspruch 6 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt wird, mit: (i) einer Trennwand, die in einem Gehäuse vorgesehen ist, um den Innenraum von dem Gehäuse in eine Vielzahl an Räume zu teilen; (ii) einer Bremse, die eine Vielzahl an Reibungsplatten und einen Kolben aufweist, der die Vielzahl an Reibungsplatten dazu drängt, dass sie miteinander gekuppelt werden, um Drehelemente, die die Differenzialvorrichtung ausbilden, mit einem sich nicht drehenden Element zu kuppeln; und wobei (iii) bei einer zu der Trennwand hin erfolgenden Bewegung des Kolbens der Kolben und die Trennwand die Vielzahl an Reibungsplatten in einen gekuppelten Zustand mit Druck beaufschlagen.
Bei einem derartigen Aufbau ermöglicht die Bremse, dass die Differentialvorrichtung bei dem Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug wahlweise in den Differentialzustand, um als das elektrische kontinuierlich variable Getriebe zu fungieren, und in den arretierten Zustand versetzt wird, bei dem die Differentialvorrichtung außer Kraft gesetzt wird. Dadurch wird ermöglicht, dass der Kraftübertragungszustand in einem breiten Bereich ausgeführt wird. Außerdem wird, wenn die Differentialvorrichtung in den arretierten Zustand in dem Hochleistungsfahrbereich versetzt wird, die Differentialvorrichtung wirksam als Kraftübertragung zum elektrischen Variieren eines Schaltdrehzahlverhältnisses in einem Bereich, der bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit geringer/mittlerer Geschwindigkeit und geringer/mittlerer Leistung liegt. Dies ermöglicht ein Erzeugen von maximaler elektrischer Energie durch den Elektromotor, d. h. anders ausgedrückt ein Minimieren der von dem Elektromotor übertragenen elektrischen Energie, was zu einer kleinen Gestaltung des Elektromotors oder des einen derartigen Motor aufweisenden Antriebsgerätes führt.
Darüber hinaus wird die Trennwand, mit der das Gehäuse in eine Vielzahl an Räume geteilt wird, als ein Element für eine Druckbeaufschlagung der Vielzahl an Reibungsplatten der Bremse verwendet. Somit ergibt sich kein Bedarf an einem separaten Element, das für die Druckbeaufschlagung der Vielzahl an Reibungsplatten vorzusehen ist, wodurch ermöglicht wird, dass das Antriebsgerät eine um dieses Maß kürzere Axialabmessung erhält.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 7 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bremse in dem radial nach außen weisenden Bereich der Differentialvorrichtung angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung kann der radial äußere Bereich der Differentialvorrichtung als ein Luftraum für das Anordnen der Bremse genutzt werden, was ermöglicht, dass das Antriebsgerät eine kürzere axiale Abmessung erhält.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung in Anspruch 8 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 6 oder 7, das durch die Teilungswand gekennzeichnet ist, die dazu dient, den Elektromotor drehbar zu stützen.
Die vorliegende Erfindung schafft in Anspruch 9 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug mit einer Differentialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt wird, mit: (i) einer Bremse, die eine Vielzahl an Reibungsplatten, die miteinander im Eingriff bringbar sind, und ein Nabenelement aufweist, das Teile der Vielzahl an Reibungsplatten so stützt, dass sie relativ zueinander nicht drehbar sind, um ein Drehelement, das die Differenzialvorrichtung ausbildet, mit einem sich nicht drehenden Element zu kuppeln; (ii) einer Kupplung, die eine Vielzahl von Reibungsplatten, die miteinander im Eingriff bringbar sind, einen Kolben, der die Vielzahl an Reibungsplatten drängt, und ein Zylinderelement aufweist, in dem der Kolben untergebracht ist und das so arbeitet, dass ermöglicht wird, das zumindest zwei Drehelemente inklusive ein Drehelement, das an das sich nicht drehende Element mit einer Bremse gekuppelt wird, von den Drehelementen, die die Differenzialvorrichtungen ausbilden, miteinander gekuppelt werden; und (iii) wobei das Zylinderelement der Kupplung und das Nabenelement der Bremse miteinander durch ein Verbinden als eine Einheit gestaltet sind.
Dadurch ermöglichen die Kupplung und die Bremse, dass die Differentialvorrichtung von dem Antriebsgerät für Kraftfahrzeuge wahlweise in einen Differentialzustand, bei dem sie als ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe arbeitet, und in einen arretierten Zustand versetzt wird, bei dem die Differentialvorrichtung außer Kraft gesetzt wird. Dies ermöglicht, dass ein Kraftübertragungszustand in einem breiten Bereich ausgeführt wird. Außerdem wird, wenn die Differentialvorrichtung in den arretierten Zustand beispielsweise bei einer Fahrt mit hoher Leistung versetzt worden ist, die Differentialvorrichtung in Betrieb gesetzt als die Kraftübertragung (Leistungsübertragung) zum elektrischen Variieren eines Schaltdrehzahlverhältnisses in einem Bereich, der bei der Fahrt des Fahrzeugs mit einer niedrigen/mittleren Geschwindigkeit und einer niedrigen/mittleren Leistung liegt. Dies ermöglicht die Erzeugung von einem Maximum an elektrischer Energie durch den Elektromotor, d. h. anders ausgedrückt wird die Übertragung von elektrischer Energie von dem Elektromotor auf ein Minimum gebracht, woraus sich ein minimales Gestalten des Motors oder der einen derartigen Elektromotor aufweisenden Antriebsvorrichtung ergibt.
Des weiteren sind das Zylinderelement von der Kupplung und das Nabenelement der Bremse miteinander durch ein Verbinden als eine Einheit gestaltet. Dies ermöglicht eine Verringerung der Anzahl an Bauteilen im Gegensatz zu einem Fall, der im allgemeinen im Stand der Technik aufgegriffen wird, bei dem zum Blockieren der axialen Bewegung von dem Nabenelement Axiallager oder Scheiben an beiden Seiten des Nabenelementes entlang seiner axialen Richtung angeordnet werden, und ein Element angeordnet wird, das verhindert, dass das Nabenelement sich entgegengesetzt zu den Axiallagern oder Scheiben axial bewegt.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 10 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 9, das durch eine Teilungswand gekennzeichnet ist, die Hydraulikkanäle aufweist, durch die ein Betätigungsöl zu dem Kolben der Kupplung geliefert wird.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 11 ein Antriebsgerät für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 9 oder 10, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bremse in dem radial äußeren Bereich der Differentialvorrichtung angeordnet ist. Dadurch kann der radial äußere Luftraum von der Differentialvorrichtung als ein Luftraum für das Anordnen der Bremse genutzt werden, was ein Verkürzen der axialen Abmessung des Antriebsgerätes ermöglicht. Des weiteren werden, indem die Bremse in dem radial äußeren Bereich der Differentialvorrichtung in einem Fall angeordnet wird, bei dem das Nabenelement der Bremse in der axialen Position unter Verwendung der Axiallager oder Scheiben befestigt ist, die Axiallager oder Scheiben in einem Bereich mit einem vergleichsweise großen Durchmesser mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit positioniert. Dies bewirkt das Auftreten eines Problems im Hinblick auf die Haltbarkeit. Jedoch ergibt sich selbst dann, wenn die Bremse in dem radial äußeren Bereich der Differentialvorrichtung angeordnet wird, ein derartiges Problem bei der Haltbarkeit nicht in dem Fall, bei dem das Nabenelement der Bremse mit dem Zylinderelement der Kupplung verbunden ist, wie dies in Anspruch 8 aufgezeigt ist.
Vorzugsweise schafft die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 12 ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es den zweiten Elektromotor aufweist, der an einem Kraftübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement und den Antriebsrädern gekuppelt ist; wobei die Differenzialvorrichtung und die Bremse einen kontinuierlich variablen Schaltabschnitt ausbilden, der als ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe wirkt; und beim Ausrücken der Bremse der kontinuierlich variabler Schaltabschnitt in einen Differenzialzustand so versetzt wird, dass er als das elektrische kontinuierlich variable Getriebe wirkt, und beim Einrücken der Bremse eine Differenzialwirkung von dem kontinuierlich variablen Schaltabschnitt arretiert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Skelettdarstellung zur Erläuterung eines Antriebsgerätes für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Betriebstabelle von einer Beziehung zwischen einem Schaltvorgang des Antriebsgerätes für das Hybridfahrzeug von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, das in einem kontinuierlich variablen Schaltbereich oder einem schrittweise variablen Schaltbereich betreibbar ist, und Betriebskombinationen von den dafür verwendeten Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart.
3 zeigt eine kolineare Darstellung von Relativdrehzahlen der Drehelemente bei jeder der verschiedenen Gangpositionen, wenn das Antriebsgerät für das Hybridfahrzeug von dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in dem schrittweise variablen Schaltzustand betrieben wird.
4 zeigt eine Ansicht von einem Beispiel des Kraftverteilmechanismus, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet worden ist, entsprechend dem Kraftverteilmechanismusteil in der in 3 gezeigten kolinearen Darstellung.
5 zeigt eine Ansicht von einem Zustand des Kraftverteilmechanismus, der in den schrittweise variablen Schaltzustand geschaltet worden ist durch das Einrücken der Schaltkupplung C0, entsprechend dem Kraftverteilmechanismusteil in der in 3 gezeigten kolinearen Darstellung.
6 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung von Eingangs- und Ausgangssignalen einer elektronischen Steuervorrichtung, die bei dem Antriebsgerät des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels vorgesehen ist.
7 zeigt eine Funktionsblockdarstellung zur Erläuterung eines Hauptsteuerbetriebs, der durch die in 4 gezeigte elektronische Steuervorrichtung ausgeführt wird.
8 zeigt eine Ansicht einer Beziehung, die zuvor gespeichert worden ist, um durch die in 7 gezeigte Schaltsteuereinrichtung verwendet zu werden zum Schalten des kontinuierlich variablen Steuerbereichs oder des schrittweise variablen Steuerbereichs.
9 zeigt eine Ansicht von einer Beziehung, die zuvor gespeichert worden ist, um durch die in 7 gezeigte Schaltsteuereinrichtung verwendet zu werden, die eine andere Beziehung als die in 8 gezeigte Beziehung repräsentiert.
10 zeigt eine Ansicht von einem Beispiel einer Schaltbetätigungsvorrichtung 46 als eine manuell betätigbare Schaltvorrichtung.
11 zeigt eine Ansicht im Teilschnitt von dem in 1 gezeigten Antriebsgerät.
12 zeigt eine vergrößerte Ansicht von dem in 11 gezeigten Kraftverteilmechanismusteil.

8: Verbrennungsmotor (Antriebsenergiequelle)
10: Antriebsgerät für das Kraftfahrzeug
18: Übertragungselement
20: Automatikgetriebe (Getriebevorrichtung)
24: erste Planetengetriebeeinheit (Differentialvorrichtung)
38: Antriebsrad
72: erste Stützwand (Stützelement)
12: Getriebegehäuse (sich nicht drehendes Element)
120: Kupplungszylinder (Zylinderelement)
136: Bremsnabe (Nabenelement)
140: Bremskolben
142: Druckplatte (Reibungsplatte)
144: Reibungsplattenscheibe
S1: erstes Sonnenrad (Drehelement)
CA1: erster Träger (Drehelement)
R1: erstes Hohlrad (Drehelement)
M1: erster Elektromotor
M2: zweiter Elektromotor
C0: Schaltkupplung (Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart, Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung)
B0: Schaltbremse (Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart, Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung)
C1, C2, B1, B2, B3: Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart

BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachstehend sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
1 zeigt eine Skelettdarstellung zur Erläuterung von einem Antriebsgerät 10 für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Antriebsgerät 10 hat eine Antriebsgeräteingangswelle 14, einen Kraftverteilmechanismus 16, ein Automatikgetriebe (AT) 20 und eine Antriebsgerätaungangswelle 22, die sämtlich koaxial in einem Getriebegehäuse 12 (nachstehend ist dies einfach als „Gehäuse 12" bezeichnet) als ein nicht drehbares Element, das an einem Fahrzeugkörper befestigt ist, angeordnet sind. Die Antriebsgeräteingangswelle 14 als ein Eingangsdrehelement ist an dem Gehäuse 12 befestigt. Der Kraftverteilmechanismus 16 ist mit der Eingangswelle 14 direkt oder indirekt über einen Impulsabsorptionsdämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung) verbunden, der nicht gezeigt ist. Das Automatikgetriebe 20 der schrittweisen variablen Art ist zwischen dem Verteilmechanismus 16 und der Antriebsgerätaingangswelle 22 so angeordnet, dass er mit diesen in Reihe verbunden ist. Die Antriebsgerätausgangsgangswelle 22 als ein Ausgangsdrehungselement ist mit dem Automatikgetriebe 20 verbunden.
Dieses Antriebsgerät 10 ist für ein FR-Fahrzeug mit quer eingebautem Motor (Fahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb) geeignet und ist gemäß 7 zwischen der Antriebsenergiequelle in der Form eines Verbrennungsmotors 8 und einem Paar an Antriebsrädern 38 angeordnet, um eine Fahrzeugsantriebskraft zu dem Paar an Antriebsrädern 38 über eine Differentialgetriebevorrichtung 36 (Enddrehzahluntersetzungsgetriebe) und einem Paar an Antriebsachsen zu übertragen. Es sollte hierbei beachtet werden, dass die untere Hälfte von dem Antriebsgerät 10, die symmetrisch in Bezug auf seine Achse aufgebaut ist, in 1 weggelassen worden ist.
Der Kraftverteilmechanismus 16 ist ein mechanischer Mechanismus, der die Leistung des Verbrennungsmotors 8, die zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 eingegeben wird, zusammenbringt oder verteilt. D. h., er verteilt die Leistung des Verbrennungsmotors 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Übertragungselement 18 und bringt die Leistungen von dem Verbrennungsmotor 8 und dem ersten Elektromotor M1 zusammen, um sie zu dem Übertragungselement 18 auszugeben. Der zweite Elektromotor M2 ist mit dem Übertragungselement 18 drehbar einstückig. Der zweite Elektromotor M2 kann an einer beliebigen Position des Kraftverteilungspfades angeordnet sein, der sich von dem Übertragungselement 18 zu den Antriebsrädern 38 erstreckt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist sowohl der erste Elektromotor M1 als auch der zweite Elektromotor M2 ein sogenannter Motor-Generator, der als ein elektrischer Generator ebenfalls fungiert. Der erste Elektromotor M1 soll zumindest als ein elektrischer Generator zum Erzeugen von elektrischer Energie fungieren, wenn eine Reaktionskraft erzeugt wird, und der zweite Elektromotor M2 soll zumindest als ein Elektromotor fungieren zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs.
Der Kraftverteilmechanismus 16 hat eine erste Planetengetriebeeinheit 24, die als eine Differentialvorrichtung fungiert, eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B1. Die erste Planetengetriebeeinheit 24 der Einzelantriebszahnradart hat ein Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise ungefähr 0,418. Sie hat als Drehelemente ein erstes Sonnenrad S1, ein erstes Planetenrad P1, einen ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 so stützt, dass es um seine Achse um die Achse von dem ersten Sonnenrad S1 drehbar ist, und ein erstes Hohlrad R1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 durch das erste Planetenrad P1 im Zahneingriff steht. Die Zähnezahlen von dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Hohlrad R1 sind mit ZS1 bzw. ZR1 jeweils dargestellt, wobei das vorstehend erwähnte Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1 repräsentiert wird.
Bei dem Kraftverteilmechanismus 16 ist der erste Träger CA1 mit der Antriebsgeräteingangswelle 14d. h. mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden, ist das erste Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden und ist das erste Hohlrad R1 mit dem Übertragungselement 18 verbunden. Die Schaltbremse B0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem Gehäuse 12 angeordnet, und die Schaltkupplung C0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Träger CA1 angeordnet. Beim Lösen (Ausrücken) der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 werden das erste Sonnenrad S1, der erste Träger CA1 und das erste Hohlrad R1 in einen Differentialzustand so versetzt, dass sie relativ zueinander drehbar sind, um eine Differentialwirkung auszuführen. Somit wird die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und dem Übertragungselement 18 verteilt, wobei ein Teil von der zu dem ersten Elektromotor M1 verteilten Abgabeleistung verwendet wird, um Energie d. h. Elektrizität bei diesem zu erzeugen. Der zweite Elektromotor M2 wird zu einer Drehung durch die elektrische Energie, die bei dem ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, angetrieben oder die elektrische Energie wird gespeichert. Demgemäß wird der Kraftverteilmechanismus 16 in beispielsweise den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt, bei dem die Drehzahl des Übertragungselementes 18 sich kontinuierlich ändert, unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 8.
D. h. der Kraftverteilmechanismus 16 wird in den Differentialzustand versetzt, bei dem das Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl von der Antriebsvorrichtungseingangswelle 14/Drehzahl von dem Übertragungselement 18) sich elektrisch von einem minimaler Wert γ0min zu einem maximaler Wert γ0max ändert. Beispielsweise wird er in den Differentialzustand versetzt, beispielsweise in den kontinuierlich variablen Schaltzustand, um als elektrisch kontinuierlich variables Getriebe zu fungieren, bei dem das Drehzahlverhältnis γ0 sich kontinuierlich von dem minimalen Wert γ0min zu dem Maximalwert γ0max variiert.
Wenn in diesem Zustand, während das Fahrzeug durch die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 fährt, das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 durch das Einrücken der Schaltkupplung C0 einstückig in Eingriff stehen, werden die Drehelemente der ersten Planetengetriebeeinheit 24, die das erste Sonnenrad S1, den ersten Träger CA1 und das erste Hohlrad R1 aufweisen, in einen arretierten Zustand oder einen Nichtdifferentialzustand so versetzt, dass sie als eine Einheit drehen können. Somit stimmen die Drehzahlen von dem Verbrennungsmotor 8 und dem Kraftübertragungselement 18 miteinander überein, so dass der Kraftverteilmechanismus 16 in einen fixierten Schaltzustand versetzt wird, wobei er als ein Getriebe mit einem fixierten Drehzahlverhältnis γ0 fungiert, das dem Wert 1 gleich ist.
Dann wird, indem die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 einrückt, der Kraftverteilmechanismus 16 in einen arretierten Zustand oder Nichtdifferentialzustand versetzt, bei dem das erste Sonnenrad S1 in einen nichtdrehbaren Zustand versetzt ist, und die Drehzahl von dem ersten Hohlrad R1 wird höher als die Drehzahl von dem ersten Träger CA1 gestaltet, so dass der Kraftverteilmechanismus 16 in den fixierten Schaltzustand versetzt wird, wobei er als ein Drehzahlerhöhungsgetriebe mit einem fixierten Drehzahlverhältnis γ0 fungiert, das kleiner als 1 ist und beispielsweise ungefähr 0,7 beträgt.
Bei dem vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispiel versetzen die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 wahlweise die erste Planetengetriebeeinheit 24 in den Differentialzustand bzw. in den arretierten Zustand, wobei sie als eine Differentialvorgangsbeschränkungsvorrichtung wirken, die den Differentialbetrieb der Drehelemente beschränkt oder einschränkt. D. h. in dem Differentialzustand (kontinuierlich variabler Zustand) fungiert die erste Planetengetriebeeinheit 24 als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe, bei dem das Schaltverhältnis (bzw. Drehzahlverhältnis) kontinuierlich variiert werden kann. In dem arretierten Zustand oder in dem fixierten Schaltzustand wird bei der ersten Planetengetriebeeinheit 24 der kontinuierlich variable Schaltvorgang verhindert, und es ist ihr nicht möglich, als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe zu fungieren, wobei ihre Schaltverhältnisvariation arretiert ist. Somit arbeitet in dem arretierten Zustand die erste Planetengetriebeeinheit 24 als das Getriebe, das die Einzelgangposition oder Mehrgangposition hat.
Das Automatikgetriebe 20 hat eine Vielzahl an Planetengetriebeeinheiten d. h. eine zweite Planetengetriebeeinheit 26 der Einzelantriebszahnradart, eine dritte Planetengetriebeeinheit 28 der Einzelantriebszahnradart und eine vierte Planetengetriebeeinheit 30 der Einzelantriebszahnradart. Das zweite Planetengetriebe 26 hat ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Planetenrad P2, einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 so stützt, dass es um seine Achse und um die Achse von dem zweiten Sonnenrad S2 drehbar ist, und ein zweites Hohlrad R2, das mit dem zweiten Sonnenrad S2 durch das zweite Planetenrad P2 in Zahneingriff steht, wobei es beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr 0,562 hat.
Die dritte Planetengetriebeeinheit 28 hat ein drittes Sonnrad S3, ein drittes Planetenrad P3, einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 so stützt, dass es um seine Achse und um die Achse von dem dritten Sonnenrad S3 drehbar ist, und ein drittes Hohlrad R3, das mit dem dritten Sonnenrad S3 über das dritte Planetenrad P3 in Zahneingriff steht, wobei es beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von ungefähr 0,425 hat. Die vierte Planetengetriebeeinheit 30 hat ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Planetenrad P4, einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenrad P4 so stützt, dass es um seine Achse und um die Achse von dem vierten Sonnenrad S4 drehbar ist, und das vierte Hohlrad R4, das mit dem vierten Sonnenrad S4 über das vierte Planetenrad P4 in Zahneingriff steht, wobei es ein Übersetzungsverhältnis ρ4 von ungefähr 0,421 hat.
Die Zähnezahlen von dem zweiten Sonnenrad S2, dem zweiten Hohlrad R2, dem dritten Sonnenrad S3, dem dritten Hohlrad R3, dem vierten Sonnenrad S4 und dem vierten Hohlrad R4 sind jeweils mit ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 gezeigt, wobei die vorstehend erläuterten Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 bzw. ρ4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 jeweils gezeigt sind.
Bei dem Automatikgetriebe 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3, die einstückig miteinander als eine Einheit fixiert sind, wahlweise mit dem Übertragungselement 18 durch eine zweite Kupplung Z2 verbunden, und sie sind wahlweise mit dem Gehäuse 12 über eine erste Bremse B1 verbunden. Der zweite Träger CA2 wird wahlweise mit dem Gehäuse 12 über die zweite Bremse B2 verbunden und das vierte Hohlrad R4 ist wahlweise mit dem Getriebegehäuse 12 über eine dritte Bremse B3 fixiert. Das zweite Hohlrad R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4, die einstückig miteinander fixiert sind, sind mit der Ausgangswelle 22 fixiert. Das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4, die einstückig miteinander fixiert sind, werden wahlweise mit dem Übertragungselement 18 über eine erste Kupplung C1 verbunden.
Die Schaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Schaltbremse B0, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 sind Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart, die bei einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs des Standes der Technik verwendet werden. Die Reibungskupplungsvorrichtung hat eine Mehrscheiben-Nasskupplung, bei der eine Vielzahl an Reibungsplatten, die übereinander angeordnet sind, gegeneinander durch eine hydraulischen Aktuator gedrängt werden, oder eine Bandbremse, bei der eine Drehtrommel und ein Band oder zwei Bänder, das (die) an deren Außenumfangsfläche gewunden ist (sind), an einem Ende durch einen hydraulischen Aktuator festgezogen ist. Jede der Kupplungen C0 bis C2 und Bremsen B0 bis B3 gelangt wahlweise in Eingriff, um zwei an beiden Seiten von ihnen angeordnete Elemente zu verbinden. Somit entspricht bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Automatikgetriebe 20, das mit der ersten Kupplung C1 und dergleichen als die Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart versehen ist, der beanspruchten Getriebevorrichtung.
Bei dem somit aufgebauten Antriebsgerät 10 wird, wie dies durch eine Betriebstabelle von 2 gezeigt ist, eine Position von der Position des ersten Gangs bis zu der Position des fünften Gangs oder eine Position des Rückwärtsgangs oder eine neutrale Position wahlweise errichtet durch das Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse B0, der ersten Bremse B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3. Diese Positionen haben entsprechende Drehzahlverhältnisse γ (Drehzahl der Eingangswelle N_IN/Drehzahl der Ausgangswelle N_OUT), die sich als geometrische Reihen ändern.
Insbesondere kann bei diesem Ausführungsbeispiel aufgrund des Vorsehens der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 der Kraftverteilmechanismus 16 wahlweise zusätzlich zu dem kontinuierlich variablen Schaltzustand, bei dem er als das kontinuierlich variable Getriebe betreibbar ist, in den fixierten Schaltzustand versetzt werden, bei dem er als das Getriebe mit einem einzelnen Schritt oder mehreren Schritten betreibbar ist, mit einem oder nicht weniger als zwei Arten an Schaltverhältnissen (Drehzahlverhältnissen). Bei dem Antriebsgerät 10 wird das schrittweise variable Getriebe durch das Automatikgetriebe 20 und den Kraftverteilmechanismus 16 gebildet, der in den fixierten Schaltzustandseingriff der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 versetzt ist. Des weiteren wird das kontinuierlich variable Getriebe durch das Automatikgetriebe 20 und den Kraftverteilmechanismus 16 gebildet, der in dem kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt ist, ohne dass die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 eingerückt sind.
Wenn beispielsweise das Antriebsgerät 10 als das schrittweise variable Getriebe, beispielsweise gemäß 2, wirkt, verwirklichen das Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 die Position des ersten Gangs mit dem höchsten Drehzahlverhältnis γ1 von beispielsweise ungefähr 3,357, und das Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 verwirklichen die Position des zweiten Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise ungefähr 2,180, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ1 ist. Des weiteren verwirklicht das Einrücken der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 die Position des dritten Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ3 von beispielsweise ungefähr 1,424, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ2 ist, und das Eingreifen der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 verwirklicht die Position des vierten Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise ungefähr 1,000, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ3 ist.
Das Einrücken der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 errichten die Position des fünften Ganges mit dem Drehzahlverhältnis γ5 von beispielsweise 0,705, das geringer als das Drehzahlverhältnis γ4 ist. Des weiteren verwirklicht das Einrücken der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 die Position des Rückwärtsgangs mit dem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise ungefähr 3,209, das zwischen den Drehzahlverhältnissen γ1 und γ2 liegt. Die neutrale Position N wird verwirklicht, indem lediglich die Schaltkupplung C0 eingerückt wird.
Wenn jedoch das Antriebsgerät 10 als das kontinuierlich variable Getriebe fungiert, wie dies in 2 gezeigt ist, sind sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 ausgerückt. Dadurch fungiert der Kraftverteilmechanismus 16 als das kontinuierlich variable Getriebe, während das Automatikgetriebe 20, das in Reihe mit diesem verbunden ist, als das schrittweise variable Getriebe fungiert. Die Drehzahl, die in das Automatikgetriebe 20 eingegeben wird, das in entweder der Position des ersten Gangs, des zweiten Gangs, des dritten Gangs oder des vierten Gangs versetzt ist, d. h. die Drehzahl von dem Übertragungselement 18, wird kontinuierlich so geändert, dass die Schaltverhältnisbreite beim kontinuierlichen Schalten für jede der Gangpositionen erzielt werden kann. Demgemäß ist, da das Drehzahlverhältnis von dem Automatikgetriebe 20 über die benachbarten Gangpositionen kontinuierlich variabel ist, das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem Antriebsgerät 10 kontinuierlich variabel.
3 zeigt eine kolineare Darstellung, bei der mit geraden Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente gezeigt ist, die bei jeder der Gangpositionen des Antriebsgeräts 10 verschieden sind. Das Antriebsgerät 10 ist durch den Kraftverteilmechanismus 16, der als der kontinuierlich variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt fungiert, und das Automatikgetriebe 20 gebildet, das als der schrittweise variable Schaltabschnitt oder der zweite Schaltabschnitt fungiert. Die kolineare Darstellung von 3 ist ein rechtwinkliges zweidimensionales Koordinatensystem, bei dem die Übersetzungsverhältnisse ρ von den Planetengetriebeeinheiten 24, 26, 28 und 30 entlang der horizontalen Achse abgetragen sind, während die Relativdrehzahlen der Drehelemente entlang der vertikalen Achse abgetragen sind. Eine untere horizontale Linie X1 der drei horizontalen Linien zeigt die Drehzahl mit dem Wert 0 und eine obere horizontale Linie X2 zeigt die Drehzahl von 1,0 d. h. eine Betriebsdrehzahl N_E von dem Verbrennungsmotor 8, der mit der Antriebsvorrichtungseingangswelle 14 verbunden ist. Die horizontale Linie XG zeigt die Drehzahl von dem Übertragungselement 18.
Von drei vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3, die den drei Elementen des Kraftverteilmechanismus 16 entsprechen, ist jeweils von links die Relativdrehzahl von dem zweiten Drehelement (zweites Element) RE2 in der Form des ersten Sonnenrades S1, von einem ersten Drehelement (erstes Element) RE1 in der Form des ersten Trägers CA1 bzw. von einem dritten Drehelement (drittes Element) RE3 in der Form von dem ersten Hohlrad R1 gezeigt. Die Abstände zwischen benachbarten Linien der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 sind entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ρ1 der ersten Planetengetriebeeinheit 24 bestimmt. D. h. wenn der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 auf „1" gesetzt ist, entspricht der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ1.
Des weiteren zeigen fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8, die jeweils dem Automatikgetriebe 20 entsprechen, von links die Relativdrehzahlen von einem vierten Drehelement (viertes Element) RE4, einem fünften Drehelement (fünftes Element) RE5, einem sechsten Drehelement (sechstes Element) RE6, einem siebenten Drehelement (siebentes Element) RE7 und einem achten Drehelement (achtes Element) RE8. Das vierte Drehelement RE4 hat die Form des zweiten und dritten Sonnenrades S2 und S3, die einstückig miteinander fixiert sind, das fünfte Drehelement hat die Form des zweiten Trägers CA2 und das sechste Drehelement RE6 ist in der Form des vierten Hohlrades R4. Das siebente Drehelement RE7 hat die Form des zweiten Hohlrades R2 und des dritten und vierten Trägers CA3 und CA4, die einstückig miteinander fixiert sind, und das achte Drehelement hat die Form des dritten Hohlrades R3 und des vierten Sonnenrades S4, die einstückig miteinander fixiert sind.
Die Abstände zwischen benachbarten Linien der vertikalen Linien Y4 bis Y8 werden durch die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 der zweiten, dritten und vierten Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 bestimmt. D. h., wie es in 3 gezeigt ist, entspricht für jeweils die zweite, die dritte und die vierte Planetengetriebeeinheit 26, 28 und 30 der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger dem Wert „1", und der Abstand zwischen dem Träger und dem Hohlrad entspricht dem Übersetzungsverhältnis ρ.
Durch die kolineare Darstellung von 3 wird ausgedrückt, dass das Antriebsgetriebe 10 von diesem Ausführungsbeispiel bei dem Kraftverteilmechanismus (kontinuierlich variabler Schaltabschnitt) 16 so angeordnet ist, dass das erste Drehelement RE1 (der erste Träger CA1), das eines der drei Drehelemente von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 ist, an der Antriebsgeräteingangswelle 14 fixiert ist und wahlweise mit dem ersten Sonnenrad S1 als ein anderes Drehelement durch die Schaltkupplung C0 verbunden ist. Das zweite Drehelement RE2 (das erste Sonnenrad S1) als ein anderes Drehelement ist an dem ersten Elektromotor M1 fixiert und wahlweise an dem Gehäuse 12 fixiert durch die Schaltbremse B0. Das dritte Drehelement RE3 (das erste Hohlrad R1) als ein wiederum anderes Drehelement ist an dem Übertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 fixiert.
Somit wird die Drehung von der Antriebsgeräteingangsquelle 14 zu dem Automatikgetriebe (schrittweise variabler Getriebeabschnitt) 20 über das Übertragungselement 18 übertragen (eingegeben). Eine geneigte gerade Linie L0, die einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 passiert, repräsentiert eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrades S1 und des ersten Hohlrades R1.
Die 4 und 5 zeigen Darstellungen, die einem Teil des Kraftverteilmechanismus 16 von der kolinearen Darstellung von 3 entsprechen. 4 zeigt ein Beispiel von einem Betriebszustand von dem Kraftverteilmechanismus 16, der in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt worden ist, wobei die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 in dem ausgerückten Zustand gehalten sind. Die Drehzahl von dem ersten Sonnenrad S1, die durch den Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L0 und einer vertikalen Linie Y1 repräsentiert wird, wird erhöht oder verringert durch ein Steuern einer Reaktionskraft, die sich aus einer Energieerzeugung bei dem ersten Elektromotor M1 ergibt, so dass die Drehzahl von dem ersten Hohlrad R1, die durch den Schnittpunkt zwischen den Linien L0 und Y3 repräsentiert wird, erhöht oder verringert wird.
5 zeigt ein Beispiel von einem Zustand des Kraftverteilmechanismus 16, der in den fixierten Schaltzustand versetzt worden ist, wobei die Schaltkupplung C0 in dem eingerückten Zustand gehalten wird. Durch ein Verbinden des ersten Sonnenrades S1 und des ersten Trägers CA1 drehen sich die drei Drehelemente als eine Einheit, wobei die Linie L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet ist, was dazu führt, dass das Übertragungselement 18 sich bei der gleichen Drehzahl wie die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors dreht. Wenn das Drehen des Übertragungselementes 18 durch das Einrücken der Schaltbremse B0 angehalten wird, wird die Drehzahl von dem ersten Hohlrad R1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten geraden Linie L0 und der vertikalen Linie Y3 repräsentiert wird, d.h. die Drehung von dem Übertragungselement 18, höher als die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors gestaltet und zu dem Automatikgetriebe 20 übertragen.
Bei dem Automatikgetriebe 20 wird das vierte Drehelement RE4 wahlweise mit dem Übertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden und wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 fixiert, wird das fünfte Drehelement RE5 wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 fixiert und wird das sechste Drehelement RE6 wahlweise mit dem Gehäuse 12 durch die dritte Bremse B3 fixiert. Das siebte Drehelement RE7 wird mit der Antriebsgerätausgangswelle 22 fixiert und das achte Drehelement RE8 wird wahlweise mit dem Übertragungselement 18 über die erste Kupplung C1 verbunden.
Wie dies in 3 gezeigt ist, wird bei dem Automatikgetriebe 20 bei einem Einrücken der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 die Drehzahl von der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei der Position des ersten Ganges durch einen Schnittpunkt zwischen der geneigten geraden Linie L1 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert. Hierbei passiert die geneigte gerade Linie L1 einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl von dem achten Drehelement RE8 anzeigt, und der horizontalen Linie X2, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl von dem sechsten Drehelement RE6 anzeigt, und der horizontalen Linie X1.
In ähnlicher Weise wird die Drehzahl von der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei der Position des zweiten Ganges durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L2, die durch das Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 bestimmt, die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 anzeigt, das mit der Antriebsgerätausgangswelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl von der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei der Position des dritten Ganges wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie L3, die durch das Einrücken der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert, die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 anzeigt, das an der Antriebsgerätausgangswelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl von der Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes bei der Position des vierten Ganges wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch das Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert, die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 anzeigt, das an der Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes fixiert ist.
Bei den Positionen des ersten bis vierten Ganges wird als ein Ergebnis des Einrückens der Schaltkupplung C0 die Kraft von dem Kraftverteilmechanismus 16 zu dem achten Drehelement RE8 eingegeben, wobei die Drehzahl die gleiche wie die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors ist. Wenn jedoch die Schaltkupplung B0 anstelle der Schaltkupplung C0 einrückt, wird, da die Kraft von dem Kraftverteilmechanismus 16 zu dem achten Element RE8 mit einer Drehzahl eingegeben wird, die höher als die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors ist, die Drehzahl von der Antriebsgerätausgangswelle 22 bei der Position des fünften Ganges durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L5 und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert. Hierbei wird die horizontale Linie L5 durch das Einrücken der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0 bestimmt, und die vertikale Linie Y7 zeigt die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 an, das an der Ausgangswelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl von der Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes bei der Position des Rückwärtsganges R wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten geraden Linie LR, die durch das Einrücken der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 repräsentiert, die die Drehzahl von dem siebten Drehelement RE7 zeigt, das an der Ausgangswelle 22 des Antriebsgerätes fixiert ist.
6 zeigt die Signale, die zu einer elektronischen Steuereinheit 40 eingegeben werden, und die Signale, die von dieser ausgegeben werden, um das Antriebsgerät 10 zu steuern. Diese elektronische Steuervorrichtung 40 umfasst einen so genannten Mikrocomputer, in dem eine CPU, ein ROM, ein RAM und eine Eingangsschnittstelle/Ausgangsschnittstelle eingebaut sind. Indem eine Signalverarbeitung gemäß Programmen, die in dem ROM gespeichert sind, unter Ausnutzung einer vorübergehenden Datenspeicherfunktion des ROM ausgeführt werden, führt sie Hybridantriebssteuerungen des Verbrennungsmotors 8 und der Elektromotoren M1 und M2 und Antriebssteuerungen aus, wie beispielsweise Schaltsteuerungen von dem Automatikgetriebe 20.
Zu der elektronischen Steuereinheit 40 werden von verschiedenen in 6 gezeigten Sensoren und Schaltern verschiedene Signale eingegeben, die folgende Signale umfassen: ein Signal, das die Temperatur von dem Kühlwasser des Verbrennungsmotors anzeigt, ein Signal, das die gewählte Betriebsposition eines Schalthebels anzeigt, ein Signal, das die Betriebsdrehzahl N_E des Verbrennungsmotors 8 anzeigt, ein Signal, das den eingestellten Wert der Übersetzungsverhältnisreihe anzeigt, ein Signal, das einen Befehl für den M-Modus (Motorantriebsmodus) anzeigt, ein Signal, das den Betriebszustand von einer Klimaanlage anzeigt, ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Drehzahl von der Antriebsgerätabgabewelle 22 anzeigt, ein Signal, das die Arbeitsöltemperatur von dem Automatikgetriebe (AT) 20 anzeigt, ein Signal, das den betätigten Zustand einer Handbremse anzeigt, ein Signal, das den betätigten Zustand einer Fußbremse anzeigt, ein Signal, das die Katalysatortemperatur anzeigt, ein Signal, das den Betätigungsbetrag von einem Gaspedal anzeigt, ein Signal, das den Nockenwinkel anzeigt, ein Signal, das den Schneefahrmodus anzeigt, ein Signal, das den Längsbeschleunigungswert von dem Fahrzeug anzeigt, und ein Signal, das einen Auto-Cruise-Modus (Selbstfahrmodus) anzeigt.
Außerdem werden folgende Signale eingegeben: ein Signal, das das Fahrzeuggewicht anzeigt, ein Signal, das die Raddrehzahl von jedem Antriebsrad anzeigt, ein Signal, das die Betätigung von einem Schalter für das schrittweise variable Schalten anzeigt, bei dem der Kraftübertragungsmechanismus 16 in den fixierten Schaltzustand so versetzt wird, dass das Antriebsgerät 10 als das schrittweise variable Getriebe fungiert, ein Signal, das die Betätigung von einem Schalter für das kontinuierlich variable Schalten anzeigt, bei dem der Kraftübertragungsmechanismus 16 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand so versetzt wird, dass das Antriebsgerät 10 als das kontinuierlich variable Getriebe fungiert, ein Signal, das die Drehzahl N_M1 von dem ersten Elektromotor M1 anzeigt, und ein Signal, das die Drehzahl N_M2 von dem zweiten Elektromotor M2 anzeigt.
Von der elektronischen Steuervorrichtung 40 werden verschiedene Signale ausgegeben, die folgende Signale umfassen: ein Signal zum Antreiben eines Drosselaktuators zum Steuern eines Öffnungsbetrages von einem Drosselventil, ein Signal zum Einstellen eines Aufladedrucks (Turbolader); ein Signal zum Betreiben der elektrischen Klimaanlage; ein Signal zum Steuern der Zündzeit des Verbrennungsmotors 8; Signale zum Betätigen der Elektromotoren M1 und M2; ein Signal zum Betätigen einer Schaltbereichsanzeige, die den gewählten Betriebsbereich von dem Schalthebel anzeigt; ein Signal zum Betätigen einer Übersetzungsverhältnis-Anzeige zum Anzeigen des Übersetzungsverhältnisses; ein Signal zum Betätigen einer Schneemodusanzeige zum Anzeigen der Wahl des Schneeantriebsmodus; ein Signal zum Betätigen eines ABS-Aktuators für das Antiblockierbremsen der Räder und ein Signal zum Betätigen einer M-Modus-Anzeige zum Anzeigen der Wahl von dem M-Modus.
Außerdem werden Signale ausgegeben, die die per Solenoid betriebenen Ventile betätigen, die in der Hydrauliksteuereinheit 42 eingebaut sind, die vorgesehen ist, um die hydraulischen Aktuatoren von den hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen von dem Kraftverteilmechanismus 16 und dem Automatikgetriebe 20 hydraulisch zu betätigen, ein Signal zum Betätigen einer elektrischen Ölpumpe, die als eine Hydraulikdruckquelle für die Hydrauliksteuereinheit 42 verwendet wird, ein Signal zum Antreiben einer elektrischen Heizeinrichtung und ein Signal, das zu einem Fahrsteuercomputer geleitet wird.
7 zeigt eine Funktionsblockdarstellung zur Erläuterung der Hauptsteuerfunktionen, die durch die elektronische Steuereinheit 40 ausgeführt werden. Eine Schaltsteuereinrichtung 50 bestimmt, ob der Fahrzeugzustand der kontinuierlich variable Schaltbereich, bei dem das Antriebsgerät 10 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand versetzt worden ist, oder der schrittweise variable Schaltbereich ist, bei dem selbiges in den schrittweise variablen Schaltzustand versetzt worden ist, auf der Grundlage einer Beziehung, die in 8 und in 9 gezeigt ist und zuvor gespeichert worden ist. Bei der Anwendung der Beziehung (Schalttabelle) von 8 wird der Fahrzeugzustand auf der Grundlage der tatsächlichen Betriebsdrehzahl N_E des Verbrennungsmotors 8 und einem sich auf die Antriebskraft beziehenden Wert bestimmt, das sich auf die Antriebskraft von dem Hybridfahrzeug bezieht, wie beispielsweise das abgegebene Moment T_E von dem Verbrennungsmotor.
Bei der in 8 gezeigten Beziehung werden drei Bereiche als der schrittweise variable Steuerbereich eingestellt, d.h. ein Bereich mit einem hohen Moment (Drehmoment), ein Bereich mit einer hohen Drehzahl und ein Bereich mit einer hohen Leistung. In dem Bereich mit hohem Moment (Bereich mit hoher Leistung während der Fahrt) ist das abgegebene Moment T_E von dem Verbrennungsmotor 8 nicht geringer als ein vorbestimmter Wert T_E1, in dem Bereich mit hoher Drehzahl (Bereich mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit) ist die Drehzahl N_E von dem Verbrennungsmotor nicht geringer als ein vorbestimmter Wert N_E1, d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit ist eine der Fahrzeugbedingungen, die durch die Drehzahl von dem Verbrennungsmotor bestimmt wird, und das Gesamtschaltverhältnis γT ist nicht geringer als der vorbestimmte Wert, und in dem Bereich mit hoher Leistung ist die Verbrennungsmotorabgabeleistung, die durch das abgegebene Moment T_E und die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors 8 bestimmt wird, nicht geringer als ein vorbestimmter Wert.
Demgemäß wird die schrittweise variable Schaltsteuerung für das vergleichsweise hohe Drehmoment die vergleichsweise hohe Drehzahl oder die vergleichsweise hohe Leistung von dem Verbrennungsmotor 8 so bewirkt, dass die Drehzahl von dem Verbrennungsmotor 8 sich rhythmisch im Ansprechen auf die Änderungen der Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors ändert, d.h. ein Schalten bei einem Heraufschalten. Anders ausgedrückt wird bei der Fahrt mit hoher Leistung im Hinblick auf die Priorität der Anforderung des Fahrers, die eher bei der Antriebskraft als bei dem Kraftstoffverbrauch liegt, das Antriebsgerät 10 eher in den schrittweise variablen Schaltzustand (fixierter Schaltzustand) als in den kontinuierlich variablen Schaltzustand geschaltet. Dadurch kann der Fahrer sich der rhythmischen Änderung der Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors erfreuen.
Im Gegensatz dazu wird in dem normalen Leistungsbereich des Verbrennungsmodus, d.h. bei dem vergleichsweise niedrigen Drehmoment, der vergleichsweise niedrigen Drehzahl oder der vergleichsweise niedrigen Leistung des Verbrennungsmotors 8 die kontinuierlich variable Schaltsteuerung bewirkt. Eine Grenzlinie in 8 zwischen dem schrittweise variablen Steuerbereich und dem kontinuierlich variablen Steuerbereich entspricht einer Bestimmungslinie für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit, die eine Reihe von Bestimmungspunkten für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und einer Bestimmungslinie für eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit, die eine Reihe von Punkten zur Bestimmung einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Andererseits wird unter Verwendung der in 9 gezeigten Beziehung die vorstehend erläuterte Bestimmung auf der Grundlage der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit V und des abgegebenen Momentes T_OUT als ein sich auf die Antriebskraft beziehender Wert ausgeführt. In 9 zeigt eine gestrichelte Linie eine Bestimmungsfahrzeuggeschwindigkeit V1 und ein Bestimmungsabgabemoment T1 zum Definieren der vorbestimmten Bedingung zum Schalten der kontinuierlich variablen Steuerung zu der schrittweise variablen Steuerung. Eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten zeigt die Bedingung zum Ändern der schrittweise variablen Steuerung in die kontinuierlich variable Steuerung. Wie dies offensichtlich ist, ist eine Hysterese zwischen dem schrittweise variablen Steuerbereich und dem kontinuierlich variablen Steuerbereich vorgesehen. In 9 ist ein Bereich, der sich an der Seite eines niedrigeren Abgabemomentes und an der Seite einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit als die Grenzlinie befindet, die durch eine dicke Linie gezeigt ist, ein Motorlaufbereich für das Fahrzeug, in dem es durch die Antriebskraft des Elektromotors fährt. In 9 sind die Schaltlinien mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Abgabemoment T_OUT als der Parameter ebenfalls gezeigt.
Die Schaltsteuereinrichtung 50 gibt, wenn der schrittweise variable Schaltbereich bestimmt wird, einen Befehl zu der Hybridsteuereinrichtung 52 aus, um die Hybridsteuerung oder kontinuierlich variable Schaltsteuerung dadurch zu verhindern, und gibt einen Befehl zu der schrittweise variablen Schaltsteuereinrichtung 54 aus, um den vorbestimmten Schaltvorgang auszuführen. Die schrittweise variable Schaltsteuereinrichtung 54 führt bei einer Bestimmung gemäß 8 die automatische Schaltsteuerung in Übereinstimmung mit dem (nicht dargestellten) Schaltdiagramm aus, das zuvor gespeichert worden ist. Sie führt die automatische Schaltsteuerung bei einer Bestimmung gemäß 9 gemäß dem dort gezeigten Schaltdiagramm aus.
2 zeigt die Betriebskombinationen der hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen, d.h. der Kupplungen C0, C1, C2 und der Bremsen B0, B1, B2 und B3, die bei der Schaltsteuerung gewählt werden. Bei einer Position von den Positionen des ersten Ganges bis zu der Position des vierten Ganges von diesem schrittweise variablen automatischen Schaltsteuermodus fungiert der Kraftverteilmechanismus 16 als ein Hilfsgetriebe mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis γ0 mit einem Wert von 1 bei einem Einrücken der Schaltkupplung C0. Bei der Position des fünften Ganges fungiert, indem die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt ist, der Kraftverteilmechanismus 16 als ein Hilfsgetriebe mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis γ0 von ungefähr 0,7. Somit fungiert bei dem schrittweise variablen automatischen Schaltsteuermodus das Antriebsgerät 10, das den als ein Hilfsgetriebe fungierenden Kraftverteilmechanismus 16 und das Automatikgetriebe 20 aufweist, insgesamt als ein so genanntes Automatikgetriebe.
Der vorstehend erwähnte sich auf die Antriebskraft beziehende Wert ist ein Parameter, der der Antriebskraft des Fahrzeuges entspricht und der das Antriebsdrehmoment oder die Antriebskraft an dem Antriebsrad sein kann. Außerdem kann er ein Abgabemoment T_OUT des Automatikgetriebes 20, ein Abgabemoment T_E des Verbrennungsmotors, ein Beschleunigungswert des Fahrzeugs, ein tatsächlicher Wert wie beispielsweise das Abgabemoment T_E des Verbrennungsmotors, der auf der Grundlage des Betätigungswinkels von dem Gaspedal oder dem Öffnungswinkel von dem Drosselventil (oder der Menge an Einlassluft, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder der Kraftstoffeinspritzmenge) und der Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors berechnet wird, oder ein abgeschätzter Wert wie beispielsweise das Abgabemoment T_E des Verbrennungsmotors oder eine angeforderte Fahrzeugantriebskraft, die auf der Grundlage des Betätigungsbetrages des Gaspedals durch den Fahrer des Fahrzeuges oder durch den Betätigungswinkel des Drosselventils berechnet wird, sein. Das Fahrzeugantriebsmoment kann auf der Grundlage von nicht nur dem Abgabemoment Tour etc. sondern auch auf der Grundlage des Verhältnisses einer Differenzialgetriebevorrichtung und dem Radius der Antriebsräder 38 berechnet werden oder es kann direkt durch einen Momentsensor oder dergleichen erfasst werden. Dies gilt für jedes der vorstehend erwähnten Momente.
Andererseits gibt, wenn der kontinuierlich variable Steuerbereich bestimmt wird, die Schaltsteuereinrichtung 50 einen Befehl zu der Hydrauliksteuerschaltung 42, die beispielsweise an einem unteren Abschnitt des Automatikgetriebes 20 angeordnet ist, aus, um die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 ausrücken zu lassen, um den Kraftverteilmechanismus 16 in den kontinuierlich variablen Schaltbereich zu versetzen. Außerdem gibt die Schaltsteuereinrichtung 50 gleichzeitig zu dem vorstehend erwähnten Befehl zu der Hydrauliksteuerschaltung 42 zum Ausrücken der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 ein Signal zu der Hybridsteuereinrichtung 52 aus zum Ermöglichen der Hybridsteuerung und zu der schrittweise variablen Schaltsteuereinrichtung 54 eines der folgenden zwei Signale.
Eines dieser Signale ist das Signal zum Halten des Automatikgetriebes 20 in der Gangposition bei zuvor eingestellten kontinuierlich variablem Schalten und das andere Signal ist ein Signal zum Ermöglichen eines automatischen Schaltens gemäß dem Schaltdiagramm, das zuvor gespeichert worden ist. In dem letztgenannten Fall bewirkt die variable schrittweise Schaltsteuereinrichtung 54 das automatische Schalten, indem in geeigneter Weise die Kombinationen der Kupplungen und Bremsen, die in der Betriebstabelle von 2 gezeigt sind, gewählt werden, mit Ausnahme der Kombination eines Einrückens von sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Bremse B0.
Somit kann durch die Funktionen des Kraftverteilmechanismus 16 als das kontinuierlich variable Getriebe und des Automatikgetriebes, das in Reihe mit diesem verbunden ist als das schrittweise variable Getriebe, die Antriebskraft in einer geeigneten Größe erzielt werden. Außerdem wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, die Drehzahl, die zu dem Automatikgetriebe 20 eingegeben wird, das entweder in der Position des ersten Ganges, des zweiten Ganges, des dritten Ganges oder des vierten Ganges versetzt worden ist, d.h. die Drehzahl von dem Übertragungselement 18, kontinuierlich so geändert, dass die Schaltverhältnisbreite für das kontinuierliche Schalten für jede Position der Gangpositionen erzielt werden kann. Demgemäß ist, da das Drehzahlverhältnis von dem Automatikgetriebe 20 über die benachbarten Gangpositionen kontinuierlich variabel ist, das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem Antriebsgerät 10 kontinuierlich variabel.
Die Hybridsteuereinrichtung 52 steuert den Elektromotor 8 so, dass er in dem Bereich mit hoher Effizienz arbeitet, und steuert den ersten Elektromotor M1 und den zweiten Elektromotor M2 so, dass ein optimales Verhältnis der Antriebskräfte von dem Verbrennungsmotor 8, dem ersten Elektromotor M1 und/oder dem zweiten Elektromotor M2 sich ergibt. Beispielsweise berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 die abgegebene Leistung gemäß der Anforderung durch den Fahrer bei der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges auf der Grundlage des Betätigungsbetrages des Gaspedals und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit und sie berechnet eine erforderliche Antriebskraft auf der Grundlage der erforderlichen Leistung, die berechnet wird, und eines erforderlichen Belastungsbetrages durch den ersten Elektromotor M1. Auf der Grundlage der berechneten erforderlichen Antriebskraft berechnet die Hybridsteuereinrichtung 52 die erwünschte Drehzahl N_E und die Gesamtleistung von dem Verbrennungsmotor 8 und steuert die tatsächliche Leistung von dem Verbrennungsmotor 8 und die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugte Elektrizitätsmenge gemäß der berechneten erwünschten Drehzahl und der Gesamtleistung des Verbrennungsmotors. Die Hybridsteuereinrichtung 52 bewirkt die vorstehend erwähnte Hybridsteuerung unter Berücksichtigung der Gangposition von dem Automatikgetriebe 20, die gegenwärtig gewählt worden ist, oder befiehlt das Schalten des Automatikgetriebes 20, um den Kraftstoffverbrauch von dem Verbrennungsmotor zu verbessern.
Bei einer derartigen Hybridsteuerung wird der Kraftverteilmechanismus 16 so gesteuert, dass er als das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe fungiert für die optimale Koordination der Drehzahl N_E für einen effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 8 und der Drehzahl von dem Übertragungselement 18, die sowohl durch die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die gewählte Gangposition von dem Automatikgetriebe 20 bestimmt wird. Das heißt die Hybridsteuereinrichtung 52 bestimmt einen Sollwert von dem Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Antriebsgerätes 10 so, dass der Verbrennungsmotor 8 gemäß einer Kurve mit höchster Kraftstoffökonomie betrieben wird, die zuvor gespeichert worden ist und die sowohl das Fahrverhalten als auch die höchste Kraftstoffökonomie des Verbrennungsmotors 8 beim Fahren bei dem kontinuierlich variablen Schalten erfüllt. Die Hybridsteuereinrichtung 52 steuert das Schaltverhältnis (bzw. Drehzahlverhältnis) γ0 von dem Kraftaufteilmechanismus 16 so, dass der Sollwert von dem Gesamtdrehzahlverhältnis γT erreicht wird, so dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gesteuert werden kann, beispielsweise zwischen 13 und 0,5.
Bei der Hybridsteuerung steuert die Hybridsteuereinrichtung 52 einen Wandler 58 derart, dass die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Energie zu einer Vorrichtung 60 zum Speichern von elektrischer Energie und dem zweiten Elektromotor M2 über diesen geliefert wird. Daher wird ein hauptsächlicher Anteil von der Antriebskraft, die bei dem Elektromotor 8 erzeugt wird, mechanisch zu dem Übertragungselement 18 übertragen, während der Rest von der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor M1 so verbraucht wird, dass er zu der elektrischen Energie umgewandelt wird, die durch den Wandler 58 zu dem zweiten Motor M2 geliefert wird oder anschließend durch den ersten Elektromotor M1 verbraucht wird. Die Antriebskraft, die durch das Betreiben von dem zweiten Elektromotor M2 oder dem ersten Elektromotor M1 mit der elektrischen Energie erzeugt wird, wird zu dem Übertragungselement 18 übertragen.
Die Bauteile, die sich von der Erzeugung bis zu dem Verbrauch der elektrischen Energie durch den zweiten Elektromotor M2 beziehen, bilden den elektrischen Pfad zum Umwandeln der Energie, die bei dem Verbrennungsmotor 8 erzeugt wird, in die elektrische Energie, wobei dann die elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Des Weiteren führt die Hybridsteuereinrichtung 52 das Motorlaufen, bei dem das Fahrzeug gestartet wird und durch die elektrische CVT- Funktion von dem Kraftverteilmechanismus 16 angetrieben wird, unabhängig von dem angehaltenen Zustand oder dem Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors 8, aus.
In dem normalen Leistungsbereich des Verbrennungsmotors, bei dem das Fahrzeug bei der niedrigeren/mittleren Geschwindigkeit und bei der niedrigeren/mittleren Leistung fährt, wird der Kraftverteilmechanismus 16 in den kontinuierlich variablen Schaltzustand durch die Schaltsteuereinrichtung 50, die Hybridsteuereinrichtung 52 und die schrittweise variable Schaltsteuereinrichtung 54 versetzt, um die Kraftstoffökonomiequalität des Fahrzeugs sicher zu stellen. Bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit oder in dem Hochdrehzahlbereich des Verbrennungsmotors 8 wird der Kraftaufteilmechanismus 16 in den fixierten Schaltzustand durch selbige versetzt, um die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 8 hauptsächlich durch den mechanischen Kraftübertragungspfad zu dem Antriebsrad 38 zu übertragen. Somit wird der Verlust, der bei der Umwandlung zwischen Kraft und Elektrizität auftritt, unterdrückt, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
10 zeigt ein Beispiel von einer Schaltvorrichtung 46, die eine manuell betätigbare Schaltvorrichtung ist. Sie ist beispielsweise seitlich benachbart zu einem Fahrersitz angeordnet und hat einen Schalthebel 48, der manuell betätigt wird, um einen aus der Vielzahl von Gangpositionen zu wählen, die eine Parkposition P, eine Rückwärtsfahrposition R, eine neutrale Position N, eine automatische Vorwärtsfahrschaltposition D (drive) und eine manuelle Vorwärtsfahrschaltposition M umfassen. Bei der Parkposition P wird das Antriebsgerät 10 d.h. das Automatikgetriebe 20 in einen neutralen Zustand versetzt, bei dem der Kraftübertragungspfad getrennt ist, wobei die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 ausgerückt sind, und gleichzeitig die Antriebsgerätabgabewelle 22 von dem Automatikgetriebe 20 in den arretierten Zustand versetzt wird. Bei der Rückwärtsfahrposition R wird das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung angetrieben und bei der neutralen Position N wird das Antriebsgerät 10 in den neutralen Zustand versetzt.
Die Parkposition P und die neutrale Position N sind Nicht-Fahrpositionen, die dann gewählt werden, wenn das Fahrzeug nicht fährt, während die Rückwärtsfahrposition R und die automatische und die manuelle Vorwärtsfahrschaltposition D und M Fahrpositionen sind, die dann gewählt werden, wenn das Fahrzeug fährt. Die automatische Vorwärtsfahrschaltposition D sieht die Position mit höchster Geschwindigkeit vor, und die Positionen „4" bis „L", die dabei wählbar sind, sind Verbrennungsmotorbremspositionen zum Erzielen eines Verbrennungsmotorbremsens.
Die manuelle Vorwärtsfahrschaltposition M befindet sich an der gleichen Position wie die automatische Vorwärtsfahrschaltposition D in der Fahrzeuglängsrichtung und ist von der automatischen Vorwärtsfahrschaltposition D beabstandet oder benachbart in der Fahrzeugseitenrichtung. Der Schalthebel 48 wird zu der manuellen Vorwärtsfahrschaltposition M betätigt, um manuell eine der Positionen „D" bis „L" zu wählen. Genauer gesagt ist der Schalthebel 48 von der manuellen Vorwärtsfahrschaltposition M zu einer Heraufschaltposition „+" und einer Herabschaltposition „–„ bewegbar, die von einander in der Längsrichtung beabstandet sind. Jede Bewegung des Schalthebels 48 zu der Heraufschaltposition „+" oder zu der Herabschaltposition „–„ ändert die gegenwärtig gewählte Position in irgendeine der Positionen „D" bis „L".
Die fünf Positionen „D" bis „L" bei der Position „M" sind eine Vielzahl an Arten von Schaltpositionen, bei denen die Gesamtschaltverhältnisse γT an der Hochgeschwindigkeitsseite (minimale Seite des Schaltverhältnisses) in einem variablen Bereich des Gesamtschaltverhältnisses γT verschieden sind, das durch das Automatikgetriebe 20 bei der automatischen Schaltsteuerung erzielbar ist. Sie begrenzen den schaltbaren Bereich von der Schaltposition (Gangposition) so, dass die Schaltpositionen an der maximalen Geschwindigkeitsseite, die durch das Schalten des Automatikgetriebes 20 erzielbar sind, verschieden sind. Der Schalthebel 48 ist durch eine Vorspanneinrichtung wie beispielsweise eine Feder so vorgespannt, dass er automatisch aus der Heraufschaltposition „+" und der Herabschaltposition „–„ zu der manuellen Vorwärtsfahrschaltposition M zurückkehrt. Die Schaltvorrichtung 46 ist mit (nicht dargestellten) Schaltpositionssensoren versehen, um jede geschaltete Position von dem Schalthebel 48 zu erfassen, wobei die Position von dem Schalthebel 48 und die Zahl des Schaltvorganges von dem Schalthebel 48 bei der manuellen Vorwärtsschaltposition „M" zu der elektronischen Steuervorrichtung 40 ausgegeben werden.
Wenn beispielsweise der Schalthebel 48 so betätigt worden ist, dass er zu der automatischen Vorwärtsfahrschaltposition „D" versetzt worden ist, bewirkt die Schaltsteuereinrichtung 50 eine automatische Schaltsteuerung von dem Antriebsgerät 10, wobei die Hybridsteuereinrichtung 52 die kontinuierlich variable Schaltsteuerung von dem Kraftverteilmechanismus 16 bewirkt und die schrittweise variable Schaltsteuereinrichtung 54 die automatische Schaltsteuerung von dem Automatikgetriebe 20 bewirkt. Beispielsweise wird beim Versetzen in den schrittweise variablen Schaltzustand für ein Fahren mit einem schrittweise variablen Schalten das Schalten von dem Antriebsgerät 10 automatisch so gesteuert, dass eine geeignete Gangposition von der ersten Gangposition bis zur fünften Gangposition gewählt wird, wie dies in 2 gezeigt ist.
Beim Versetzen in den kontinuierlich variablen Schaltbereich für das Fahren mit einem kontinuierlich variablen Schalten wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem Antriebsgerät 10 so gesteuert, dass es innerhalb des vorbestimmten Bereiches kontinuierlich variabel ist, der durch die Schaltverhältnisbreite von dem Kraftaufteilmechanismus 16 kontinuierlich variabel erhalten wird, und eine Gangposition von dem ersten Gang bis zu dem vierten Gang von dem Automatikgetriebe 20 automatisch gesteuert wird. Die automatische Vorwärtsfahrposition „D" ist eine Position, die gewählt wird, um einen automatischen Schaltmodus (Automatikmodus) zu errichten, bei dem das Antriebsgerät 10 automatisch geschaltet wird.
Wenn der Schalthebel 48 zu der manuellen Vorwärtsfahrschaltposition „M" betätigt wird, wird das Schalten von dem Antriebsgerät 10 durch die Schaltsteuereinrichtung 50, die Hybridsteuereinrichtung 52 und die schrittweise variable Schaltsteuereinrichtung 54 derart automatisch gesteuert, dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb eines vorbestimmten Bereiches variiert, der durch jede Schaltposition von dem Antriebsgerät 10 erzielbar ist, so dass die Schaltposition oder das Schaltverhältnis (bzw. Drehzahlverhältnis) an der maximalen Seite von dem Schaltbereich nicht überschritten wird. Wenn das Antriebsgerät in beispielsweise den schrittweise variablen Schaltzustand versetzt wird, wird das Schalten von dem Antriebsgerät 10 automatisch innerhalb des vorbestimmten Bereiches des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT gesteuert. Bei dem kontinuierlich variablen Schaltzustand für ein Fahren mit einem kontinuierlich variablen Schalten wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT von dem Antriebsgerät 10 so gesteuert, dass es innerhalb des vorbestimmten Bereiches in jeder Schaltposition kontinuierlich variabel ist, die durch die Schaltverhältnisbreite von dem Kraftaufteilmechanismus 16 kontinuierlich variabel erzielt wird, und eine Gangposition von dem ersten Gang bis zu dem vierten Gang von dem Automatikgetriebe 20 wird automatisch gesteuert. Die manuelle Vorwärtfahrposition „M" ist eine Position, die gewählt wird, um einen manuellen Schaltmodus (manueller Modus) zu verwirklichen, bei dem die gewählten Gangpositionen von dem Antriebsgerät 10 manuell gewählt werden.
11 zeigt eine Querschnittsansicht von wesentlichen Teilen des Antriebsgerätes 10. Wie dies in 11 gezeigt ist, hat das Antriebsgerät 10 das Gehäuse 12, das ein erstes Gehäuse 12a zum Unterbringen des ersten Elektromotors M1 und des Kraftaufteilmechanismus 16 und ein zweites Gehäuse 12b zum Unterbringen des zweiten Elektromotors M2 und des Automatikgetriebes 20 aufweist, das nicht gezeigt ist. Außerdem bilden das erste Gehäuse 12a und der erste Elektromotor M1 und der Kraftverteilmechanismus 16, die in diesem untergebracht sind, eine erste Einheit 70. Das zweite Gehäuse 12b und der zweite Elektromotor M2 und das Automatikgetriebe 20, die in diesem untergebracht sind, bilden eine zweite Einheit 100.
Das erste Gehäuse 12a, das einen Außendurchmesserumriss hat, der im Wesentlichen in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, hat einen Außendurchmesserabschnitt mit annähernd gleich bleibendem Außendurchmesser zum Unterbringen des Kraftaufteilmechanismus 16 und einen anderen Außendurchmesserabschnitt, dessen Durchmesser zu dem Verbrennungsmotor 8 (in der Zeichnung nach links) hin in einem Bereich zunimmt, in dem der erste Elektromotor M1 untergebracht ist. Darüber hinaus sind beide Seiten von dem ersten Gehäuse 12a in einer axialen Richtung offen und eine erste Stützwand 72 ist einstückig mit diesem ausgebildet. Die erste Stützwand 72 fungiert auch als eine Teilungswand oder Trennwand 72.
Die erste Stützwand 72 weist einen vertikalen Abschnitt 72a, der im Wesentlichen senkrecht zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 ist, und einen röhrenartigen Abschnitt 72b auf, von dem ein axiales Ende mit einem Innenumfangsende von dem vertikalen Abschnitt 72a verbunden ist und der sich zu der ersten Planetengetriebeeinheit 24 hin erstreckt. Der röhrenartige Abschnitt 72b hat eine Mittelachse, entlang der eine Durchgangsbohrung 73 so ausgebildet ist, dass sie sich in einer axialen Richtung erstreckt. Indem das erste Gehäuse 12a durch die erste Stützwand 72 geteilt ist, ist das erste Gehäuse 12a in einen ersten Unterbringungsraum 74, der zu dem Verbrennungsmotor 8 gewandt ist zum Zwecke des Unterbringens von dem ersten Motor M1, und einen zweiten Unterbringungsraum 76 geteilt, in dem der Kraftverteilmechanismus 16 untergebracht wird. Außerdem ist der erste Elektromotor M1 in dem ersten Unterbringungsraum 74 von der linken Seite in der Zeichnung aus untergebracht und der Kraftverteilmechanismus 16 ist in dem zweiten Unterbringungsraum 76 von der rechten Seite in der Zeichnung untergebracht.
Des Weiteren hat das erste Gehäuse 12a einen ringartigen Vorsprung 78, der zu dem Verbrennungsmotor 8 hin parallel zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 hin axial vorragt, um zu ermöglichen, dass der erste Unterbringungsraum 74 einen annähernd gleich bleibenden Durchmesser aufweist. Eine Deckelabdeckplatte 80 hat einen Außenumfang, der an dem ringartigen Vorsprung 78 in Anlageeingriff mit diesem fixiert ist.
Der erste Elektromotor M1 weist einen ersten Stator (ortsfester Teil), einen ersten Rotor (Rotator) 84 und eine erste Rotorstützwelle (Drehwelle) 86 auf, die mit dem ersten Rotor 84 als eine Einheit ausgebildet ist. Die erste Stützwand 72 fungiert als ein Stützelement und eine Innenumfangswand von der ersten Stützwand 72 stützt ein Ende d.h. ein Ende, das zu ihr gewandt ist, von der ersten Rotorstützwelle 86 über ein Lager 88. Außerdem ist das andere Ende von der ersten Rotorstützwelle 86 durch die Deckelabdeckplatte 80 mittels eines Lagers 90 gestützt.
Die Sonnenradwelle 92 fungiert als eine Kraftübertragungswelle, durch die der erste Elektromotor M1 und die erste Planetengetriebeeinheit 24 miteinander so verbunden sind, dass sie zu einer Kraftübertragung in der Lage sind. Die Sonnenradwelle 92 ist mit dem ersten Sonnenrad S1 als eine Einheit ausgebildet und erstreckt sich zu dem Innenumfangsbereich der ersten Rotorstützwelle 86 durch die Durchgangsbohrung 73, die an der Mitte von der Teilungswand 72 ausgebildet ist. Die Sonnenradwelle 92 hat ein Ende, das der ersten Rotorstützwelle 86 zugewandt ist und das mit einem Ende der ersten Rotorstützwelle 86 in einem Bereich, der näher zu der Teilungswand 72 hin sich befindet, mittels eines Keils 158 gekuppelt ist zum Zwecke einer einstückigen Drehung der Sonnenradwelle 92 und der ersten Rotorstützwelle 86.
Die Antriebsgeräteingangswelle 14 ist relativ zu der ersten Rotorstützwelle 86 und der Sonnenradwelle 92 an der Mittelachse von dem ersten Gehäuse 12a im Inneren von der Rotorstützwelle 86 und der Sonnenradwelle 92 drehbar. Außerdem ist ein Ende von der Antriebsgeräteingangswelle 14 mit dem ersten Träger CA1 einstückig verbunden. Somit fungiert die Antriebsgeräteingangswelle 14, die mit dem ersten Träger CA1 einstückig verbunden ist, auch als eine Eingangswelle von der ersten Planetengetriebeeinheit 24.
Eine ringartige Platte 94 ist an der Innenumfangswand von dem ersten Hohlrad R1 der ersten Planetengetriebeeinheit 24 an einem Ende von diesem befestigt, das zu der zweiten Einheit 100 gewandt ist, d.h. in einem Bereich, der zu der ersten Stützwand 72 entgegengesetzt ist, so dass sich eine Unbeweglichkeit in der axialen Richtung und in der Umfangsrichtung ergibt. Die ringartige Platte 94 erstreckt sich in einer Richtung, die senkrecht zu der Mittelachse von der Antriebsgeräteingangswelle 14 steht, und hat eine Achse, die mit einer Bohrung ausgebildet ist. Die erste Planetengetriebeeinheit 24 hat eine Ausgangswelle (d.h. eine Ausgangswelle von dem Kraftverteilmechanismus 16) 96, die einen röhrenartigen Wellenabschnitt 96a, der zu der zweiten Einheit 100 hin d.h. in einer Richtung vorragt, die entgegengesetzt zu der ersten Stützwand 72 ist, und einen Flansch-Abschnitt 96b hat, der radial von dem Wellenabschnitt 96a nach außen an einer Position vorragt, die näher zu der ersten Planetengetriebeeinheit 24 ist. Der Flansch-Abschnitt 96b ist mit der ringartigen Platte 94 verbunden, so dass die Ausgangswelle 94 und die ringartige Platte 94 sich als eine Einheit drehen. Die Schaltkupplung C0 ist zwischen der ersten Stützwand 72 und der ersten Planetengetriebeeinheit 24 angeordnet, und die Schaltbremse B0 ist an einem Außenumfangsbereich von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 angeordnet.
Der Elektromotor M2 weist einen zweiten Stator 102, einen zweiten Rotor 104 und eine zweite Rotorstützwelle 106 auf, die sich mit dem zweiten Rotor 104 als eine Einheit drehen kann. Eine zweite Stützwand 108 ist an dem zweiten Gehäuse 12b in einem Bereich angeordnet, der näher zu einer Öffnung von diesem (die dem ersten Gehäuse 12a zugewandet ist) als der zweite Motor M2 sich befindet. Die zweite Stützwand 108 ist an dem zweiten Gehäuse 12b mittels Schrauben 110 befestigt und ist mit einer Durchgangsbohrung 112 an einer radialen Mitte so ausgebildet, dass sie sich in einer Axialrichtung erstreckt. Außerdem hat die zweite Stützwand 108 einen konvex gestalteten Abschnitt 108a, der in einem Bereich radial nach innen von der Statorspule 102a des zweiten Stators 102 so ausgebildet ist, dass er radial zu dem zweiten Rotor 104 hin vorragt. Der konvex gestaltete Abschnitt 108a hat einen Innenumfang, in dem ein Lager 114 in einem Anlageeingriff gehalten wird.
Die zweite Rotorstützwelle 106 hat ein Ende, das an der zweiten Stützwand 108 mittels des Lagers 114 gestützt ist. Des weiteren stützt die zweite Rotorstützwelle 106 eine Eingangswelle 118 von dem Automatikgetriebe 20 mittels eines Lagers 116, das im Inneren von dem Lager 114 an dem Ende von der zweiten Stützwelle 108 angeordnet ist. Die Eingangswelle 118 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung 112 und ragt zu der ersten Einheit 70 hin vor. Die Eingangswelle 118 ist an der Ausgangswelle 96 von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 in einem Bereich per Keil gekuppelt, der zu der Durchgangsbohrung 112 gewandt ist. Außerdem weist das in 1 gezeigte Übertragungselement 18 die Eingangswelle 118 und die Ausgangswelle 96 auf, die miteinander zum Zwecke einer als eine Einheit ausgeführten Drehung per Keil gekuppelt sind.
12 zeigt eine vergrößerte Ansicht von einem Teil des in 11 gezeigten Kraftverteilmechanismus. Die Schaltkupplung C0 hat einen Kupplungszylinder 120, der an dem röhrenartigen Abschnitt 72b von der ersten Stützwand 72 an seiner Außenseite sitzt, einen Kupplungskolben 122, der in dem Kupplungszylinder 120 ungebracht ist, und eine Vielzahl an Reibungsplatten, die Druckplatten 124 und Reibungsplattenscheiben 126 aufweisen, die miteinander dann in Eingriff stehen, wenn sie durch den Kupplungskolben 120 mit Druck beaufschlagt sind.
Der Kupplungszylinder 120 hat einen unteren Abschnitt (Bodenabschnitt) 120a, der sich parallel zu dem vertikalen Abschnitt 72a von der ersten Stützwand 72 erstreckt, einen radial nach innen weisenden röhrenartigen Abschnitt 120b, der an einem radial nach innen weisenden Ende von dem unteren Abschnitt 120a gekuppelt ist und an dem röhrenartigen Abschnitt 72b von der ersten Stützwand 72 seinem Außenumfang sitzt, und einen radial nach außen weisenden röhrenartigen Abschnitt 120c, der mit dem unteren Abschnitt 120a an seinem Außenumfangsende verbunden ist. Der radial nach innen weisende röhrenartige Abschnitte 120b von dem Kupplungszylinder 120 ist mit einem radial vorragenden Abschnitt 92a, der an der Sonnenradwelle 92 ausgebildet ist, an einem geschweißten Abschnitt 160 verbunden. Somit ist der Kupplungszylinder 120 mit der Sonnenradwelle 92 als eine Einheit drehbar gestaltet.
Die in Vielzahl vorhandenen Reibungsplatten 124 sind an der Innenumfangswand von dem radial nach außen weisenden röhrenartigen Abschnitt 120c des Kupplungszylinders 120 per Keil gekuppelt. Des weiteren ist ein Sprengring 128 an einer Innenumfangswand von dem radial nach außen weisenden röhrenartigen Abschnitt 120c in einem Öffnungsabschnitt des Kupplungszylinders 120 an einer Position befestigt, die radial von der Reibungsplatte 124 nach außen sich befindet und am nächsten zu dem Öffnungsabschnitt des Kupplungszylinders 120 ist.
Außerdem sind die vielen Reibungsplatten 126, die zwischen den vielen Reibungsplatten 124 eingreifen, an dem Außenumfang von einer Kupplungsnabe 130 per Keil gekuppelt, die an dem ersten Träger CA1 an seinem Außenumfangsende verbunden sind und axial sich zu dem Kupplungskolben 122 parallel zu diesem erstrecken. Eine radial vorragende Federeingriffsplatte 132 ist an einer Außenumfangswand von dem radial nach innen weisenden Röhrenabschnitt 120b von dem Kupplungszylinder 120 an seinem Öffnungsendabschnitt in einem Bereich, der von der Kupplungsnabe 130 radial nach innen weist, so angeordnet, dass sie zu der ersten Planetengetriebeeinheit 24 axial unbeweglich ist. Eine Rückstellfeder 134 ist zwischen der Federeingriffsplatte 132 und dem Kupplungskolben 122 angeordnet.
Eine Ölkammer 162 ist zwischen dem Kupplungskolben 122 und dem Bodenabschnitt oder unteren Abschnitt 120a von dem Kupplungszylinder 120 definiert. Die Teilungswand 72 ist innen mit einem Ölkanal 164 ausgebildet, durch den Betätigungsöl in die Ölkammer 162 eingeleitet wird. Das heißt ein erster Ölkanal 164a ist in dem vertikalen Abschnitt 72a von der Teilungswand 72 in ihrer radialen Richtung ausgebildet, damit Betätigungsöl von einem Außenbereich des Gehäuses 12 geliefert wird. Der röhrenartige Abschnitt 72b ist mit einem axial sich erstreckenden zweiten Ölkanal 164b, der mit dem ersten Ölkanal 164a in Verbindung steht, und mit einem radial sich erstreckenden dritten Ölkanal 164c ausgebildet, der zu dem radial inneren röhrenartigen Abschnitt 120b des Kupplungszylinders 120 innen offen ist. Außerdem hat der radial nach innen weisende röhrenartige Abschnitt 120b von dem Kupplungszylinder 120 ebenfalls einen Ölkanal 166, der in Verbindung mit dem dritten Ölkanal 164c ausgebildet ist und zu der Ölkammer 162 hin offen ist.
Die Bremsnabe (d.h. ein Nabenelement) 136 hat einen radial nach innen weisenden röhrenartigen Abschnitt 136a, der an dem Außenumfang von dem radial nach außen weisenden röhrenartigen Abschnitt 120c des Kupplungszylinders 120 sitzt, einen Verbindungsabschnitt 136b, der ein Innenumfangsende hat, das mit einem Ende von dem radial nach innen weisenden röhrenartigen Abschnitt 136 in einem Bereich verbunden ist, der zu der ersten Stützwand 72 entgegengesetzt ist, und sich radial nach außen erstreckt, und einen radial nach außen weisenden röhrenartigen Abschnitt 136c, der ein Ende hat, der mit einem Außenumfangsende von dem Verbindungsabschnitt 136b verbunden ist, und der sich axial in eine Richtung erstreckt, die zu dem radial nach innen weisenden röhrenartigen Abschnitt 136a entgegengesetzt ist. Der radial nach innen weisende röhrenartige Abschnitt 136a ist mit dem radial nach außen weisenden röhrenartigen Abschnitt 120c des Kupplungszylinders 120 an einem geschweißten Abschnitt 168 verbunden zum Zwecke einer als eine Einheit erfolgenden Drehung mit dem Kupplungszylinder 120 und der Bremsnabe 136.
Die Schaltbremse B0 hat die vorstehend erwähnte Bremsnabe 136, einen Bremszylinder 138, der innen an dem ersten Gehäuse 12a sitzt, einen Bremskolben 140, der in dem Bremszylinder 138 untergebracht ist, und eine Vielzahl an nach innen gerichteten Reibungsplatten 142 und nach außen gerichtete Reibungsplatten 144, die mit miteinander in Eingriff bringbar sind, wenn auf sie eine Kraft durch den Bremskolben 140 aufgebracht wird.
Ein Außenumfangsendabschnitt (ein Endabschnitt von dem Gehäuse 12) von dem vertikalen Abschnitt 72a der ersten Stützwand 72 hat eine dicke Wand, die sich zu der Schaltbremse B0 hin erstreckt. Das erste Gehäuse 12a hat eine Innenumfangswand, die mit einer Keilverzahnung 146 ausgebildet ist, die sich von einer Endseite, die näher zu der Schaltbremse B0 des vertikalen Abschnittes 72a von der ersten Stützwand 72 ist, zu einer Endseite von dem Bremszylinder 138 an einer Seite sich erstreckt, die zu der ersten Stützwand 72 hin zeigt. Die Vielzahl an nach innen gerichteten Reibungsplatten 142 ist an der Keilverzahnung 146 per Keil gekuppelt. Außerdem ist ein röhrenartiges Abstandselement 148 zwischen der innersten Reibungsplatte 142 von der Vielzahl an nach innen gerichteten Reibungsplatten 142 und der ersten Stützwand 72 angeordnet. Außerdem ist die Vielzahl an nach außen gerichteten Reibungsplatten 144 an einem Außenumfang von dem radial nach außen weisenden röhrenartigen Abschnitt 136c der Bremsnabe 136 per Keil gekuppelt.
Der Bremszylinder 138 wird in einen Anlageeingriff mit den Seitenflächen von der Keilverzahnung 146 gebracht und seine axiale Bewegung wird in eine Richtung verhindert. Außerdem verhindert ein Sprengring 150, der an dem ersten Gehäuse 12a befestigt ist, dass das Bremspedal 138 sich in der anderen Richtung axial bewegt. Der Bremszylinder 138 hat ein Öffnungsende, zu dem hin eine Federeingriffsplatte 152 so vorragt, dass sich eine axiale Unbeweglichkeit zu der ersten Stützwand 72 ergibt. Eine Rückstellfeder 154 ist zwischen der Federeingriffanhalteplatte 152 und dem Bremskolben 140 angeordnet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie dies vorstehend aufgeführt ist, der Kraftverteilmechanismus 16, der die Abgabeleistung von dem Verbrennungsmotor 8 zu dem ersten Elektromotor M1 und zu dem Übertragungselement 18 verteilt, mit der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen, die so arbeiten, dass sie als die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung wirken. Das heißt die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 versetzen wahlweise den Kraftverteilmechanismus 16 in den Differenzialzustand, damit der Differenzialvorgang betrieben wird, d.h. beispielsweise in den kontinuierlich variablen Schaltzustand für das elektrisch gesteuerte kontinuierlich variable Getriebe, dass mit einen kontinuierlich variablen Drehzahlverhältnis betrieben wird, und in den Nicht-Differenzialzustand, bei dem der Differenzialvorgang außer Kraft gesetzt ist, d.h. beispielsweise in den fixierten Schaltzustand, bei dem die Kraftübertragung mit einem fixierten Drehzahlverhältnis geschieht. Somit wird der Kraftübertragungszustand in einem breiten Bereich verwirklicht.
Außerdem wird, wenn der Verbrennungsmotor 8 in dem Hochleistungsbereich arbeitet, der Kraftverteilmechanismus 16 in den fixierten Schaltzustand gesetzt, was bedeutet, dass der kontinuierlich variable Schaltzustand in den Bereichen bewirkt wird, bei denen das Fahrzeug mit einer niedrigeren/mittleren Geschwindigkeit und mit einer niedrigeren/mittleren Leistung fährt. Dadurch wird der maximale Wert an durch den ersten Elektromotor M1 zu erzeugender elektrischer Energie minimiert, d.h. die mit dem ersten Elektromotor M1 zu übertragende elektrische Energie. Anders ausgedrückt kann eine elektrische Reaktionskraft, die der erste Elektromotor M1 garantiert, minimal gestaltet werden, was eine kleine Gestaltung von dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 mit sich bringt.
Des weiteren kann ein Zwischenraum zwischen den beiden Elektromotoren M1 und M2 wirkungsvoll als ein Raum zum Unterbringen der ersten Planetengetriebeeinheit 24 (d.h. der Differenzialeinheit), der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 genutzt werden. Demgemäß kann das Antriebsgerät 10 einen kleinen Aufbau erhalten. Insbesondere kann ein Luftraum an einer Außendurchmesserseite von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 als ein Luftraum für das Anordnen der Schaltbremse B0 genutzt werden, was ermöglicht, dass das axiale Maß von dem Antriebsgerät 10 verkleinert wird.
Da des weiteren die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 aus den Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart bestehen, müssen Hydraulikkanäle vorgesehen werden für das Liefern von Betätigungsöl zu der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 von der Hydrauliksteuerschaltung 42. Wenn in diesem Fall die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 voneinander entfernt angeordnet werden, wird zumindest entweder die Schaltkupplung C0 oder die Schaltbremse B0 weit von der Hydrauliksteuerschaltung 42 angeordnet, wobei sich die Befürchtung ergibt, das eine Schwierigkeit bei der Gestaltung der Hydraulikkanäle auftritt.
Außerdem ist das dargestellte Ausführungsbeispiel mit dem Automatikgetriebe 20 versehen, das aus der ersten Kupplung C1 oder dergleichen besteht, die die Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart aufweist, was ein Problem beim Ausführen der Gestaltung von den Hydraulikkanälen zwischen der Hydrauliksteuerschaltung 52 und den Reibungskupplungsvorrichtungen C0, B0, C1 oder dergleichen der Hydraulikart aufwirft. Da jedoch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl die Schaltkupplung C0 als auch die Schaltbremse B0 zwischen den beiden Elektromotoren M1 und M2 angeordnet sind, ermöglicht dies, dass die Schaltkupplung C0, die Schaltbremse B0 und die Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart von dem Automatikgetriebe bei relativ nahen Abstand voneinander angeordnet werden, was ein leichtes Ausführen einer Gestaltung der Hydraulikkanäle mit sich bringt.
Im Gegensatz dazu dient in einem Fall, bei dem der Bremskolben 140 die Reibungsplatten 142 und 144 entgegen der Drängkraft der Rückstellfeder 154 drängt, eine Fläche von der Teilungswand 72, die dem Abstandselement 148 zugewandt ist, als eine Anlagefläche, mit der die Reibungsplatten 142 und 149 in einen Anlageeingriff über den Abstandshalter 148 gebracht werden. Somit drücken die Teilungswand 172 und der Bremskolben 140 mit dem zwischen ihnen eingreifenden Abstandshalter 148 die Vielzahl an Reibungsplatten 142 und 144 in miteinander bewirkte Eingriffszustände. Dies unterbricht die Drehung von dem Sonnenrad S1, das mit der Schaltbremse B0 über den Kupplungszylinder 120 gekuppelt ist. Eine Reaktionskraft, die sich aus einer derartigen angehaltenen Drehung des ersten Sonnenrades S1 ergibt, wird von dem Gehäuse 12 aufgenommen, mit dem die Druckplatten 14 per Keil gekuppelt sind, und wird nicht zu dem Bremszylinder 138 übertragen.
Wenn im Gegensatz dazu der Bremszylinder 138 zu der Teilungswand 72 axial länglich ist zum Stützen der Druckplatten 142, damit diese nicht drehbar zueinander sind, wird die durch die angehaltene Drehung des ersten Sonnenrades S1 mit sich gebrachte Reaktionskraft ebenfalls zu dem Bremszylinder 138 übertragen. Somit muss ein Außenumfang von dem Bremszylinder 138 mit einer Antidrehvertiefung ausgebildet sein, und das Gehäuse 12 muss außerdem mit einem Vorsprung ausgebildet sein, der mit einer derartigen Vertiefung in Engriff bringbar ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch keine Reaktionskraft, die durch die angehaltene Drehung des ersten Sonnenrades S1 mit sich gebracht wird, zu dem Bremszylinder 138 übertragen. Somit ergibt sich kein Bedarf an einem Ausbilden einer derartigen Antidrehvertiefung und somit des mit dieser in Eingriff bringbaren Vorsprungs.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel versetzt, wie dies vorstehend aufgeführt ist, die Schaltbremse B0 wahlweise die erste Planetengetriebeeinheit 24 von Antriebsgerät 10 in einen Differenzialzustand, bei dem sie so arbeitet, dass sie als ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe arbeitet, und in einen arretierten Zustand, der den Differenzialzustand außer Kraft setzt, was ermöglicht, dass ein Kraftübertragungszustand in einem breiten Bereich ausgeführt wird. Wenn außerdem die erste Planetengetriebeeinheit 24 in den arretierten Zustand bei einer Fahrt mit einer hohen Leistung versetzt wird, wird die Differenzialvorrichtung in Betrieb gesetzt, so dass sie die Kraftübertragung bewirkt, um elektrisch ein Schaltdrehzahlverhältnis in einem Bereich zu variieren, der sich bei einer Fahrt des Fahrzeugs mit niedriger/mittlere Geschwindigkeit und mit niedriger/mittlerer Leistung ergibt. Dies ermöglicht eine minimale Gestaltung von dem maximalen Wert an durch den ersten Elektromotor M1 zu erzeugender elektrischer Energie, d.h. der von dem ersten Elektromotor M1 zu übertragenden elektrischen Energie. Dadurch wird ermöglicht, dass der erste Elektromotor und das einen derartigen Elektromotor aufweisende Antriebsgerät 10 klein gestaltet wird. Darüber hinaus wird die Teilungswand 72, durch die der erste Elektromotor M1 gestützt wird, als ein Element für die Vielzahl von Reibungsplatten 142 und 144 der Schaltbremse B0 genutzt, die gegeneinander gedrängt werden. Somit muss kein separates Element vorgesehen werden, durch das die Vielzahl an Reibungsplatten 142 und 144 in sandwichartiger Weise angeordnet werden, was zu einer Verringerung der axialen Abmessung von dem Antriebsgerät um dieses Maß führt.
Da des weiteren bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Luftraum in dem Außendurchmesserbereich von der ersten Planetengetriebeeinheit 24 als der Luftraum für das Anordnen der Schaltbremse B0 genutzt wird, kann die axiale Abmessung von dem Antriebsgerät 10 weiter verringert werden.
Da darüber hinaus bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Kupplungszylinder 120 der Schaltbremse B0 und die Bremsnabe 136 miteinander als eine Einheit durch ein Schweißen gestaltet sind, ergibt sich kein Bedarf an einem Axiallager oder einer Scheibe und dergleichen, die für die Bremsnabe 136 anzuwenden sind, damit diese an einer axial fixierten Position angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Verringerung der Anzahl an Bauteilen. Außerdem ergibt sich kein Problem im Hinblick auf die Haltbarkeit, das ansonsten auftreten würde, wenn das Axiallager oder die Scheibe in einem vergleichsweise großem Durchmesserbereich mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit angeordnet werden würden.
Während die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf das in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung auch anderweitig ausgeführt werden.
Beispielsweise ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Antriebsgerät 10 so aufbaut, dass dem Kraftaufteilmechanismus 16 ein Schalten in den Differenzialzustand und in den Nicht-Differenzialzustand ermöglicht wird, wobei der kontinuierlich variable Schaltzustand als das elektrische kontinuierlich variable Getriebe fungiert und der schrittweise variable Schaltzustand als das schrittweise variable Schaltgetriebe fungiert. Jedoch wird das Schalten zwischen dem kontinuierlich variablen Schaltzustand und dem schrittweise variablen Schaltzustand als ein Modus zum Versetzen des Kraftaufteilmechanismus in den Differenzialzustand und in den Nicht-Differenzialzustand ausgeführt. Selbst wenn er beispielsweise in den Differenzialzustand versetzt ist, kann der Kraftaufteilmechanismus 16 so eingerichtet sein, dass er als ein schrittweise variables Getriebe fungiert, wobei sein Schaltdrehzahlverhältnis variabel gestaltet ist, und er nicht in einem kontinuierlichen Modus sondern in einem schrittweisen Modus arbeitet. Anders ausgedrückt müssen der Differenzialzustand/Nicht-Differenzialzustand und der kontinuierlich variablen Schaltzustand/schrittweise variable Schaltzustand von Antriebsgerät 10 (von dem Kraftaufteilmechanismus 16) nicht unbedingt sich 1:1 entsprechen, wobei das Antriebsgerät 10 unbedingt einen Aufbau haben muss, bei dem das Schalten zwischen dem schrittweise variablen Schaltzustand und dem kontinuierlich variablen Schaltzustand ermöglicht wird.
Bei dem Kraftaufteilmechanismus 16 der dargestellten Ausführungsbeispiele ist der erste Träger CA1 an dem Verbrennungsmotor 8 befestigt und ist das erste Sonnenrad S1 an dem ersten Elektromotor M1 befestigt und ist das erste Hohlrad R1 an dem Übertragungselement 18 befestigt.
Jedoch ist ein derartiger Verbindungsaufbau nicht wesentlich, und der Verbrennungsmotor 8, der erste Elektromotor M1 und das Übertragungselement 18 sind an jeweiligen Elementen von den drei Elementen CA1, S1 bzw. R1 von dem ersten Planetengetriebe 24 befestigt.
Obwohl der Verbrennungsmotor 8 direkt mit der Antriebsgeräteingangswelle 14 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen verbunden ist, kann er mit der Antriebsgeräteingangswelle 14 über Zahnräder, einen Riemen oder der gleichen wirkverbunden sein, und er muss nicht unbedingt koaxial zu dieser angeordnet sein.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 koaxial zu der Antriebsgeräteingangswelle 14 angeordnet, wobei der erste Elektromotor M1 an dem ersten Sonnenrad S1 befestigt ist und der zweite Elektromotor M2 an dem Übertragungselement 18 befestigt ist. Jedoch ist eine derartige Anordnung nicht wesentlich. Beispielsweise kann der erste Elektromotor M1 an dem ersten Sonnenrad S1 über Zahnräder, einen Riemen oder der gleichen fixiert sein, und der zweite Elektromotor M2 kann an dem Übertragungselement 18 befestigt sein.
Obwohl der Kraftaufteilmechanismus 16 mit sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Schaltbremse B0 versehen ist, muss er nicht mit beiden von ihnen versehen sein, und er kann mit lediglich einem Element d.h. entweder der Schaltkupplung C0 oder der Bremse B0 versehen sein. Obwohl die Schaltkupplung C0 wahlweise das Sonnenrad S1 und den Träger CA1 miteinander verbindet, kann sie wahlweise das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 oder den Träger CR1 und das Hohlrad R1 miteinander verbinden. Es ist wesentlich, dass die Schaltkupplung in ausreichender und zufrieden stellender Weise zwei beliebige Elemente der drei Elemente von dem ersten Planetengetriebe 24 verbindet.
Die Schaltkupplung C0 bei dem Ausführungsbeispiel wird eingerückt, um die neutrale Position "N" bei dem Antriebsgerät 10 zu errichten, jedoch muss die neutrale Position nicht durch ihr Einrücken errichtet werden.
Die Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart wie beispielsweise die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 können eine Kupplungsvorrichtung der Magnetpulverart, eine elektromagnetischen Art oder einer mechanischen Art sein, wie beispielsweise eine Pulverkupplung (Magnetpulverkupplung), eine elektromagnetische Kupplung bzw. eine Klauenkupplung der Eingriffsart. Außerdem kann, wenn die Reibungskupplungsvorrichtung der Nassart und der Mehrplattenart verwendet wird, eine Aufhebekammer zum Aufheben von einem Zentrifugalöldruck vorgesehen sein.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann des Weiteren, während das Automatikgetriebe 20 der schrittweise variablen Art in der Kraftübertragungsbahn zwischen dem Übertragungselement 18, das als das Abgabeelement von dem Kraftaufteilmechanismus dient, und den Antriebsrädern 38 angeordnet ist, eine Kraftübertragungsvorrichtung einer anderen Art wie beispielsweise ein kontinuierlich variables Getriebe (CVT) vorgesehen sein oder es muss nicht unbedingt vorgesehen sein. Im Falle eines derartigen kontinuierlich variablen Getriebes (CVT) wird der Kraftverteilmechanismus 16 in einen Schaltzustand mit fixierter Drehzahl versetzt und dient als ein schrittweise variabler Schaltzustand als ganzes. Der Ausdruck "schrittweise variabler Schaltzustand", der in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf einen Zustand, bei dem die Kraftübertragung hauptsächlich in einer mechanischen Übertragungsbahn ohne die Anwendung eines elektrischen Bades erzielt wird.
Bei einer Alternative kann das kontinuierlich variable Getriebe so aufgebaut sein, dass zuvor eine Vielzahl an feststehenden Drehzahlverhältnissen entsprechend den Gangschaltpositionen von einem schrittweise variablen Getriebe gespeichert werden, um zu ermöglichen, dass das Gangschalten unter Verwendung einer derartigen Vielzahl an feststehenden Drehzahlverhältnissen ausgeführt wird. Darüber hinaus ist in einem Fall, bei dem das Automatikgetriebe der schrittweise variablen Art vorgesehen ist, der Aufbau von dem Automatikgetriebe der schrittweise variablen Art nicht speziell auf einen derartigen Aufbau des dargestellten Ausführungsbeispiels beschränkt, und es ist keine spezielle Einschränkung bei der Anzahl an Planetengetriebeeinheiten, der Anzahl an Gangschaltpositionen und auch des Umstandes beabsichtigt, ob die Kupplung C und die Bremse B wahlweise mit solchen Bauteilen wie die Planetengetriebeeinheiten gekuppelt werden oder nicht.
Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Antriebsgerät 10 das Antriebsgerät für ein Hybridfahrzeug aufweist, bei dem die Antriebsräder 38 mit dem Moment des ersten Elektromotors M1 oder des zweiten Elektromotors M2 zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor 8 angetrieben werden, kann die vorliegende Erfindung sogar auch bei einem Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug angewendet werden, bei dem der Kraftverteilmechanismus 16 lediglich die Funktion eines kontinuierlich variablen Getriebes hat, das als ein elektrisches CVT bezeichnet wird, bei dem keine Hybridsteuerung ausgeführt wird.
Darüber hinaus kann der Kraftverteilmechanismus 16 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Differenzialgetriebeeinheit aufweisen, bei der beispielsweise ein Antriebszahnrad, das mit einem Verbrennungsmotor antreibbar gedreht wird, und ein Paar an Kegelrädern, die mit dem Antriebszahnrad in Zahneingriff stehen, mit dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor M2 wirkverbunden sind.
Darüber hinaus kann, während der Kraftverteilmechanismus 16 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Satz einer Planetengetriebeeinheit besteht, dieser mehr als zwei Planetengetriebeeinheiten aufweisen, die als eine Kraftübertragung mit mehr als drei Stufen in einem fixierten Schaltzustand fungieren.
Des Weiteren kann, während das dargestellte Ausführungsbeispiel mit dem Automatikgetriebe 20 versehen ist, das drei Planetengetriebeeinheiten 26, 28 und 30 aufweist, anstelle dieser drei Komponenten ein Drehzahlverringerungsmechanismus, der einen Planetengetriebesatz aufweist, vorgesehen sein, wie dies in Patentdokument 1 offenbart ist. Darüber hinaus ist sogar in einem Fall, bei dem ein Automatikgetriebe vorgesehen ist, der Aufbau von dem Automatikgetriebe nicht auf einen derartigen Aufbau bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt, und eine spezielle Beschränkung ist auch nicht bei der Anzahl an Planetengetriebeeinheiten, der Anzahl an Gangschaltpositionen und dem Umstand beabsichtigt, ob die Kupplung C und die Bremse B wahlweise mit Bauteilen wie beispielsweise die Planetengetriebeeinheiten gekuppelt sind oder nicht.
Außerdem repräsentiert der vorstehend beschriebene spezielle Aufbau lediglich ein veranschaulichendes Ausführungsbeispiel und die vorliegende Erfindung kann unter verschiedenartigen Abwandlungen und Verbesserungen gemäß dem Kenntnisstand eines auf diesem Gebiet bewanderten Fachmanns ausgeführt werden.
Zusammenfassung
Ein Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug ist vorgesehen, das klein gestaltet werden kann. Ein erstes Planetengetriebe (Differenzialvorrichtung) 24, durch das eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem ersten Elektromotor M1 und einem Übertragungselement 18 verteilt wird, und eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B0, die bewirken, dass das erste Planetengetriebe 24 in einen Differenzialzustand, bei dem es als ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe wirkt, bzw. in einen arretierten Zustand wahlweise versetzt wird, sind zwischen dem ersten Elektromotor M1 und einem zweiten Elektromotor M2 angeordnet. Dies ermöglicht das Ausführen eines Kraftübertragungszustandes in einem breiten Bereich. Außerdem kann, wenn das erste Planetengetriebe 24 in dem arretierten Zustand in einem Bereich mit hoher Abgabeleistung des Verbrennungsmotors, bei dem die abgegebene Leistung des Verbrennungsmotors zu den Antriebsrädern hauptsächlich über einen mechanischen Kraftübertragungsweg übertragen wird, versetzt wird, eine Reaktionskraft, die durch den ersten Elektromotor M1 garantiert wird, verringert werden, was ein Gestalten des ersten Elektromotors M1 in kleiner Größe ermöglicht. Des Weiteren wird ein Zwischenraum zwischen den beiden Elektromotoren M1 und M2 als ein Raum zum Unterbringen des ersten Planetengetriebes 24, der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 genutzt, womit das Antriebsgerät 10 klein gestaltet wird.

Claims

Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem ersten Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt wird, und einem zweiten Elektromotor, der zwischen dem Übertragungselement und dem Antriebsrädern angeordnet ist, mit: einer Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung für ein wahlweises Schalten der Differenzialvorrichtung in einen Differenzialzustand bzw. einen arretierten Zustand; und wobei die Differenzialvorrichtung und die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung zwischen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor angeordnet sind.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, das des Weiteren ein Stützelement zum drehbaren Stützen eines Rotors von dem ersten Elektromotor aufweist; wobei die Differenzialvorrichtung drei Drehelemente aufweist, die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist, und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement gekuppelt ist; wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine Kupplung aufweist, durch die von den drei Drehelementen zwei Drehelemente miteinander gekuppelt sind; und wobei die Kupplung an einer Seite von dem Stützelement angeordnet ist, die entgegengesetzt zu dem ersten Elektromotor ist.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Differenzialvorrichtung drei Drehelemente aufweist, die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist, und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement gekuppelt ist, wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine Bremse aufweist, durch die das zweite Drehelement mit einem sich nicht drehenden Element gekuppelt ist; und wobei die Bremse in einem radial äußeren Bereich von der Differenzialvorrichtung angeordnet ist.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Differenzialvorrichtung drei Drehelemente aufweist, die ein erstes Drehelement, das mit der Antriebsenergiequelle gekuppelt ist, ein zweites Drehelement, das mit dem ersten Elektromotor gekuppelt ist, und ein drittes Drehelement aufweisen, das mit dem Übertragungselement gekuppelt ist; wobei die Differenzialvorgangsbeschränkungsvorrichtung eine Kupplung aufweist, durch die von den drei Drehelementen zwei Drehelemente miteinander gekuppelt sind, und eine Bremse aufweist, durch die das zweite Drehelement mit einem sich nicht drehenden Element gekuppelt wird; und wobei sowohl die Kupplung als auch die Bremse Reibungskupplungsvorrichtungen der Hydraulikart aufweisen.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4, das des Weiteren eine Getriebevorrichtung aufweist, die eine Reibungskupplungsvorrichtung der Hydraulikart aufweist, die zwischen dem zweiten Elektromotor und den Antriebsrädern angeordnet ist.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt wird, mit: einer Trennwand, die in einem Gehäuse vorgesehen ist, um den Innenraum von dem Gehäuse in eine Vielzahl an Räume zu teilen; einer Bremse, die eine Vielzahl an Reibungsplatten und einen Kolben aufweist, der die Vielzahl an Reibungsplatten dazu drängt, dass sie miteinander gekuppelt werden, um Drehelemente, die die Differenzialvorrichtung ausbilden, mit einem sich nicht drehenden Element zu kuppeln; und bei einer zu der Trennwand hin erfolgenden Bewegung des Kolbens der Kolben und die Trennwand die Vielzahl an Reibungsplatten in einen gekuppelten Zustand mit Druck beaufschlagen.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6, wobei die Bremse in einem radial äußeren Bereich von der Differenzialvorrichtung angeordnet ist.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Trennwand dazu dient, dass sie den Elektromotor drehbar stützt.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug mit einer Differenzialvorrichtung, durch die eine Abgabeleistung von einer Antriebsenergiequelle zu einem Elektromotor und einem Übertragungselement verteilt wird, mit: einer Bremse, die eine Vielzahl an Reibungsplatten, die miteinander im Eingriff bringbar sind, und ein Nabenelement aufweist, das Teile der Vielzahl an Reibungsplatten so stützt, dass sie relativ zueinander nicht drehbar sind, um ein Drehelement, das die Differenzialvorrichtung ausbildet, mit einem sich nicht drehenden Element zu kuppeln; einer Kupplung, die eine Vielzahl von Reibungsplatten, die miteinander im Eingriff bringbar sind, einen Kolben, der die Vielzahl an Reibungsplatten drängt, und ein Zylinderelement aufweist, in dem der Kolben untergebracht ist und das so arbeitet, dass ermöglicht wird, das zumindest zwei Drehelemente inklusive ein Drehelement, das an das sich nicht drehende Element mit einer Bremse gekuppelt wird, von den Drehelementen, die die Differenzialvorrichtungen ausbilden, miteinander gekuppelt werden; und das Zylinderelement der Kupplung und das Nabenelement der Bremse miteinander durch ein Verbinden als eine Einheit gestaltet sind.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9, wobei die Trennwand Hydraulikkanäle aufweist, durch die ein Betätigungsöl zu dem Kolben der Kupplung geliefert wird.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Bremse in einem radial äußeren Bereich der Differenzialvorrichtung angeordnet ist.
Antriebsgerät für ein Kraftfahrzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 11, das des Weiteren einen zweiten Elektromotor aufweist, der an einem Kraftübertragungspfad zwischen dem Übertragungselement und den Antriebsrädern gekuppelt ist; wobei die Differenzialvorrichtung und die Bremse einen kontinuierlich variablen Schaltabschnitt ausbilden, der als ein elektrisches kontinuierlich variables Getriebe wirkt; und beim Ausrücken der Bremse der kontinuierlich variabler Schaltabschnitt in einen Differenzialzustand so versetzt wird, dass er als das elektrische kontinuierlich variable Getriebe wirkt, und beim Einrücken der Bremse eine Differenzialwirkung von dem kontinuierlich variablen Schaltabschnitt arretiert wird.