DE112007000041T5

DE112007000041T5 - Hybridantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE112007000041T5
Application number: DE112007000041T
Authority: DE
Inventors: Makoto Anjo Iwanaka; Shigeki Anjo Takami
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2027-03-17
Also published as: JP2007314032A; JP4158122B2; US7931555B2; DE112007000041B4; US20070275808A1; CN101351352B; WO2007138777A1; CN101351352A

Abstract

Hybridantriebsvorrichtung, enthaltend eine Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, eine Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, eine elektrische Drehmaschine, eine erste Planetengetriebevorrichtung und eine zweite Planetengetriebevorrichtung, wobei in einem elektrischen Drehmomentwandlermodus die erste Planetengetriebevorrichtung den absoluten Wert der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine reduziert und die resultierende Drehzahl auf die zweite Planetengetriebevorrichtung überträgt, und die zweite Planetengetriebevorrichtung die Drehung, die von der ersten Planetengetriebevorrichtung übertragen wurde, und die Drehung der Eingangswelle, kombiniert, den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle reduziert und die resultierende Drehzahl an die Ausgangswelle überträgt.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Hybridantriebsvorrichtungen, die mit einer Eingangswelle, die mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, einer Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, einer elektrischen Drehmaschine, einer ersten Planetengetriebevorrichtung und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung ausgestattet sind, und weist einen Zustand auf, in dem sie als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert.
ZUGRUNDELIEGENDE TECHNIK
In Patentdokument 1, beispielsweise, wird eine in 42 gezeigte Struktur offenbart, bei der eine Hybridantriebsvorrichtung einen Zustand aufweist, in dem sie als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert. Diese Hybridantriebsvorrichtung ist mit einer Eingangswelle I, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, einer Ausgangswelle O, die mit den Rädern verbunden ist, einer ersten elektrischen Drehmaschine, einer zweiten elektrischen Drehmaschine M2, einem Energieverteilungsmechanismus SP, der eine Doppelradplanetengetriebevorrichtung PG enthält, und einem Automatikgetriebe AT, das über das Übertragungselement T zwischen diesem Energieverteilungsmechanismus SP und der Ausgangswelle O seriell verbunden ist, ausgestattet. Hier ist die Planetengetriebevorrichtung PG mit einem Sonnenrad rs, einem Träger cas, der eine Mehrzahl an Zahnrädern trägt, die miteinander kämmen, und einem Hohlrad rs, das über die Zahnräder mit dem Sonnenrad ss kämmt, ausgestattet, die als Drehelemente fungieren. Außerdem ist der Träger cas mit der Eingangswelle I und dem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) verbunden, das Sonnenrad ss ist mit der ersten elektrischen Drehmaschine M1 verbunden, und das Hohlrad rs ist mit dem Übertragungselement T und der zweiten elektrischen Drehmaschine M2 verbunden. Weiter ist zwischen dem Sonnenrad ss und dem Getriebegehäuse Ds eine Schaltbremse B0 bereitgestellt, und zwischen dem Sonnenrad ss und dem Träger cas ist eine Schaltkupplung C0 bereitgestellt. Sind die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 freigegeben, fungiert die Planetengetriebevorrichtung PG als eine stufenlos verstellbares Getriebe mit einem Übersetzungsänderungsverhältnis, das sich fortlaufend ändert.
Da es sich um eine Doppelradplanetengetriebevorrichtung PG handelt, ist hier die Reihenfolge der Drehzahlen folgende: der Träger cas, das Hohlrad rs und das Sonnenrad ss. Deshalb wird, wenn die erste elektrische Drehmaschine M1, die mit dem Sonnenrad ss verbunden ist, als ein Reaktionskraftpunkt auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor) fungiert, die Drehung der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor), die mit dem Träger cas verbunden ist, reduziert und auf das Hohlrad rs übertragen. Außerdem wird die Drehung dieses Hohlrads rs über das Übertragungselement T auf das Automatikgetriebe AT übertragen und von der Ausgangswelle O ausgegeben. Hier, wo λ das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes PG bezeichnet (das Verhältnis der Zahl der Zähne des Sonnenrads ss und des Hohlrads rs = [Anzahl der Zähne des Sonnenrads ss]/[Anzahl der Zähne des Hohlrads rs]), wird das Verhältnis Drehmoment des Verbrennungsmotors:Ausgangsdrehmoment der Planetengetriebevorrichtung:Drehmoment der ersten elektrischen Drehmaschine = (1 – λ):1:λ gebildet. Deshalb wird beispielsweise in dem Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis λ in etwa 0,5 ist, ein Drehmoment, das etwa zweimal das Drehmoment des Verbrennungsmotors ist, vom Träger cas ausgegeben, da die erste elektrische Drehmaschine M1 ein Drehmoment verteilt, das dem Drehmoment des Verbrennungsmotors entspricht. Weiter ist es möglich, das Fahrzeug problemlos zu starten, indem man das ausgegebene Drehmoment verwendet, das etwa 1/(1 – λ) Mal das Drehmoment des Verbrennungsmotors ist, da die Reaktionskraft durch graduelles Erhöhen des Drehmoments der ersten elektrischen Drehmaschine M1 erhöht wird. Dabei fungiert diese Planetengetriebevorrichtung PG als ein elektrischer Drehmomentwandler, der während des Vervielfachens ein Fahrzeug startet, und ein Drehmoment des Verbrennungsmotors ausgibt, indem er das Drehmoment der ersten elektrischen Drehmaschine M1 verwendet.

[Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-A-206136 (Seite 37 bis 38 und 17)

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
[Probleme, die von der Erfindung gelöst werden sollen]
Bei der oben beschriebenen Hybridantriebsvorrichtung wird das Drehmoment, das von der ersten elektrischen Drehmaschine M1 erzeugt wird, eine Reaktionskraft im Bezug auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor) in der Planetengetriebevorrichtung PG. Deshalb wird die obere Grenze des Drehmoments, das von der Planetengetriebevorrichtung PG auf die Seite des Übertragungselements T, das heißt, auf die Seite der Ausgangswelle O, übertragen werden kann, durch die obere Grenze des Drehmoments, das von der ersten elektrischen Drehmaschine M1 und dem Übersetzungsverhältnis λ der Planetengetriebevorrichtung PG erzeugt wird, bestimmt. Hier sinkt, wenn die obere Grenze des Drehmoments, das auf die Ausgangswelle O übertragen werden kann, durch Senken des Übersetzungsverhältnisses λ der Planetengetriebevorrichtung PG erhöht wird, der Multiplikationsfaktor des Drehmoments des Verbrennungsmotors, das erzeugt wird, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert. Deshalb muss, damit ein großes Drehmoment übertragen werden kann, ohne dass der Multiplikationsfaktor des Drehmoments des Verbrennungsmotors zur Seite der Ausgangswelle O geändert wird, eine elektrische Drehmaschine, die ein großes Ausgangsdrehmoment hat, als die erste elektrische Drehmaschine M1 verwendet werden. Allerdings bestehen insofern Nachteile, dass eine elektrische Drehmaschine, die ein großes Ausgangsdrehmoment hat, große Abmessungen hat und schwer und teuer und dergleichen ist.
In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hybridantriebsvorrichtung bereitzustellen, die als elektrischer Drehmomentwandler fungiert, und es ermöglicht, selbst in dem Fall, in dem eine elektrische Drehmaschine verwendet wird, die ein vergleichsweise kleines Ausgangsdrehmoment hat, ein großes Drehmoment auf die Seite der Ausgangswelle zu übertragen.
[Mittel zum Lösen der Probleme]
Die Hybridantriebsvorrichtung zum Erreichen der oben beschriebenen Aufgaben nach der vorliegenden Erfindung, die mit einer Eingangswelle, die mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, einer Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, einer elektrischen Drehmaschine, einer ersten Planetengetriebevorrichtung, und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung ausgestattet ist, weist eine charakteristische Struktur auf, bei der, im elektrischen Drehmomentwandler Modus, die erste Planetengetriebevorrichtung den absoluten Wert der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine reduziert, und die resultierende Drehzahl auf die zweite Planetengetriebevorrichtung überträgt, die zweite Planetengetriebevorrichtung die Drehung, die von der ersten Planetengetriebevorrichtung übertragen wurde und die Drehung der Eingangswelle kombiniert, den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle reduziert, und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle überträgt.
Es ist zu beachten, dass bei der vorliegenden Anwendung der Begriff „verbinden" sowohl eine Struktur beinhaltet, bei der die Übertragung der Drehung direkt erfolgt, als auch eine Struktur, in der die Übertragung der Drehung indirekt über ein oder mehrere Elemente erfolgt. Außerdem bezeichnet der Begriff „Reihenfolge der Drehzahlen" entweder die Reihenfolge von der Seite hoher Drehzahl zur Seite niedriger Drehzahl, oder die Reihenfolge von der Seite niedriger Drehzahl zur Seite hoher Drehzahl, und jede der beiden Reihenfolgen kann, abhängig vom Drehzustand jeder der Planetengetriebevorrichtungen, erreicht werden; allerdings ändert sich in keinem der Fälle die Reihenfolge der Drehelemente. Außerdem wird bei der vorliegenden Anmeldung, im Bezug auf eine Planetengetriebevorrichtung, die mit drei Drehelementen ausgestattet ist, nämlich einem Sonnenrad, einem Träger und einem Hohlrad, eine Vorrichtung, die durch eine einzige Planetengetriebevorrichtung oder durch Stapelung einer Mehrzahl von Planetengetriebevorrichtungen erhalten wird, als „Planetengetriebevorrichtung" bezeichnet. Weiter wird bei der vorliegenden Anwendung „elektrische Drehmaschine" konzeptionell so verwendet, dass darin sowohl ein Motor, ein Generator und, nach Bedarf, ein Motorgenerator, der sowohl als ein Motor als auch als ein Generator fungiert, eingeschlossen sind.
Nach dieser kennzeichnenden Struktur wird in einem elektrischen Drehmomentwandler Modus, in dem die Hybridantriebsvorrichtung als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert, der absolute Wert der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine durch die erste Planetengetriebevorrichtung reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf die zweite Planetengetriebevorrichtung übertragen. In der zweiten Planetengetriebevorrichtung wird dann das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor) vervielfacht, da das Drehmoment, das von der ersten Planetengetriebevorrichtung übertragen wird, als eine Reaktionskraft fungiert, und an die Ausgangswelle übertragen. So kann selbst in dem Fall, in dem eine elektrische Drehmaschine mit verhältnismäßig kleinem Ausgangsdrehmoment verwendet wird, das Drehmoment, das aus der Vervielfachung des Drehmoments der elektrischen Drehmaschine durch die erste Planetengetriebevorrichtung resultiert, als eine Reaktionskraft verwendet werden. Daher wird der Multiplikationsfaktor des Drehmoments, das erzeugt wird, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als elektrischer Drehmomentwandler fungiert, nicht reduziert, und es ist möglich, ein großes Drehmoment auf die Seite der Ausgangswelle zu übertragen.
Hier ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, die mit einer ersten Kupplung ausgestattet ist, die die Rotation der ersten elektrischen Drehmaschine selektiv auf das zweite Drehelement in der zweiten Planetengetriebevorrichtung überträgt, auf die die Drehung der Ausgangs welle übertragen wird, und während die erste Kupplung in Eingriff ist, wird ein Parallelmodus gebildet, in dem die Ausgangswelle und die elektrische Drehmaschine direkt verbunden sind.
So strukturiert sind die Eingangswelle und die elektrische Drehmaschine durch Einrücken der ersten Kupplung direkt verbunden, und durch Verwenden der ersten elektrischen Drehmaschine, die in Betrieb ist, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert, ist es möglich, einen Parallelmodus umzusetzen, in dem das Fahren stattfindet, während das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor) durch das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine unterstützt wird.
Des Weiteren ist es von Vorteil, eine Struktur zu verwenden, die synchrones Schalten ermöglicht, wobei, wenn die Betriebsart vom elektrischen Drehmomentwandler Modus auf den Parallelmodus umgeschaltet wird, das Einrücken der ersten Kupplung durchgeführt wird, während die Drehzahlen des Drehelements der Eingangsseite und des Drehelements der Ausgangsseite der ersten Kupplung gleich sind.
So strukturiert ist es möglich, den Stoß, der durch das Einrücken der ersten Kupplung verursacht wird, extrem klein zu halten, wenn die Betriebsart vom elektrischen Drehmomentwandler Modus auf den Parallelmodus umgeschaltet wird.
Außerdem ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, in der der Parallelmodus eine Mehrzahl an Gängen aufweist.
Mit dieser Struktur ist es möglich, über einen weiten Fahrgeschwindigkeitsbereich hin im Parallelmodus zu fahren.
Außerdem ist es im Parallelmodus vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, die des Weiteren mit Beschleunigungsgängen ausgestattet ist, bei denen der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle erhöht wird, und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle übertragen wird, und auch der absolute Wert der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine reduziert wird, und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle übertragen wird.
So strukturiert wird das Fahren mit höheren Fahrgeschwindigkeiten möglich. Außerdem ist es, da eine Struktur verwendet wird, bei der der absolute Wert der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine reduziert und das resultierende Drehmoment ebenfalls in solchen Beschleunigungsgängen auf die Ausgangswelle übertragen wird, möglich, selbst bei den Beschleunigungsgängen ein ausreichendes regeneratives Drehmoment auf die elektrische Drehmaschine zu über tragen, wenn regenerative Bremssteuerung durchgeführt wird. Deshalb ist es möglich, die Effizienz der elektrischen Stromerzeugung durch die elektrische Drehmaschine zu erhöhen.
Außerdem ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, die mit einer ersten Kupplung ausgestattet ist, die die Drehung der elektrischen Drehmaschine selektiv auf das Drehelement in der zweiten Planetengetriebevorrichtung überträgt, auf das die Drehung der Eingangswelle übertragen wird, und eine zweite Kupplung, die die Drehung der Eingangswelle selektiv auf das Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung überträgt. Bei dieser Struktur ist, wenn die zweite Kupplung ausgerückt ist, während die erste Kupplung eingerückt ist, die Eingangswelle von der Ausgangswelle getrennt, und ein elektrischer Fahrmodus wird gebildet, bei dem die Drehung der elektrischen Drehmaschine auf die Ausgangswelle übertragen wird.
Bei einer solchen Struktur ist es, durch Einrücken der ersten Kupplung und Ausrücken der zweiten Kupplung durch Verwendung der elektrischen Drehmaschine, die arbeitet, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert, möglich, einen elektrischen Fahrmodus umzusetzen, bei dem das Fahren durchgeführt wird, indem nur das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine verwendet wird, während der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, bei der die erste Planetengetriebevorrichtung und die zweite Planetengetriebevorrichtung eine Mehrzahl an Gängen im elektrischen Fahrmodus aufweisen.
Mit dieser Struktur wird das Fahren im elektrischen Fahrmodus über einen weiten Fahrgeschwindigkeitsbereich möglich.
Die Hybridantriebsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die mit einer Eingangswelle, die mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, einer Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, einer elektrischen Drehmaschine, einer ersten Planetengetriebevorrichtung und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung ausgestattet ist, hat eine andere charakteristische Struktur, in der die erste Planetengetriebevorrichtung und die zweite Planetengetriebevorrichtung jeweils mit zumindest drei Drehelementen ausgestattet sind, nämlich, in der Reihenfolge der Drehzahl, einem ersten Drehelement, einem zweiten Drehelement, und einem dritten Drehelement; in der ersten Planetengetriebevorrichtung ist das erste Drehelement mit der elektrischen Drehmaschine verbunden, das zweite Drehelement wird stationär an einem nicht drehenden E lement gehalten, und die Übersetzungsverhältnisse sind so festgesetzt, dass in diesem Zustand der absolute Wert der Drehzahl des dritten Drehelements im Bezug auf den absoluten Wert der Drehzahl des ersten Drehelements reduziert ist; und bei der zweiten Planetengetriebevorrichtung ist das erste Drehelement mit der Eingangswelle verbunden, das zweite Drehelement ist mit der Ausgangswelle verbunden und das dritte Drehelement ist mit dem dritten Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung verbunden.
Bei dieser charakteristischen Struktur fungiert das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine, das über die erste Planetengetriebevorrichtung auf die zweite Planetengetriebevorrichtung übertragen wird, als eine Reaktionskraft, die Reaktionskraft und die Drehung der Eingangswelle werden durch die zweite Planetengetriebevorrichtung kombiniert, und es ist möglich den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle zu reduzieren und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle zu übertragen. Deshalb kann diese Hybridantriebsvorrichtung als ein elektrischer Drehmomentwandler fungieren, der ein Fahrzeug startet, während er das Drehmoment des Verbrennungsmotors vervielfacht und ausgibt, indem er graduell das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine vervielfacht, um die Reaktionskraft zu vergrößern.
Außerdem fungiert zu diesem Zeitpunkt das Drehmoment, das durch Reduzieren des absoluten Werts der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine durch die erste Planetengetriebevorrichtung vervielfacht wurde, als eine Reaktionskraft, vervielfacht das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor), und überträgt das resultierende Drehmoment auf die Ausgangswelle. So ist es selbst in dem Fall, in dem eine elektrische Drehmaschine verwendet wird, die ein vergleichsweise kleines Ausgangsdrehmoment hat, möglich, ein großes Drehmoment auf die Seite der Ausgangswelle zu übertragen, ohne den Multiplikationsfaktor des Drehmoments des Verbrennungsmotors zu reduzieren, der erzeugt wird, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert.
Hier ist es von Vorteil, eine Struktur zu verwenden, die mit einer ersten Kupplung ausgestattet ist, die das erste Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das erste Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv verbindet.
Bei dieser Struktur ist es möglich, die Eingangswelle und die elektrische Drehmaschine durch Einrücken der ersten Kupplung direkt zu verbinden. Deshalb kann, durch Verwenden der elektrischen Drehmaschine, die arbeitet, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert, diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Parallelhybridantriebs vorrichtung fungieren, die läuft, während das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor) durch das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine unterstützt wird.
Darüber hinaus ist diese Hybridantriebsvorrichtung so strukturiert, dass ein synchrones Schalten ermöglicht wird, bei dem, wenn von einem Zustand, in dem die Hybridantriebsvorrichtung als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert, in einen Zustand umgeschaltet wird, in dem die Hybridantriebsvorrichtung als ein Parallelhybridantriebsvorrichtung fungiert, indem die erste Kupplung eingerückt wird, das Einrücken der Kupplung durchgeführt wird, während die Drehzahlen des eingangsseitigen Drehelements und des ausgangsseitigen Drehelements der ersten Kupplung gleich sind. So kann beim Schalten zwischen diesen Zuständen der Stoß, der durch das Einrücken der ersten Kupplung erzeugt wird, extrem klein gemacht werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, in der eine zweite Kupplung vorgesehen ist, die das erste rotierende Element der zweiten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv verbindet.
Bei dieser Struktur ist es möglich, durch Ausrücken der zweiten Kupplung die Eingangswelle von der zweiten Planetengetriebevorrichtung zu trennen. So kann durch das Verwenden der elektrischen Drehmaschine, die arbeitet, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert, diese Hybridantriebsvorrichtung als eine elektrische Fahrantriebsvorrichtung fungieren, die läuft, indem nur das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine verwendet wird, während der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, die mit zumindest einem, einer dritten Kupplung, die das zweite Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv verbindet, einer ersten Bremse, die das zweite Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung an dem nicht drehenden Element selektiv stationär hält, und einer zweiten Bremse, die das dritte Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das dritte Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung, die miteinander verbunden sind, an dem nicht drehenden Element selektiv stationär hält, ausgestattet ist.
Mit dieser Struktur ist es möglich, eine Struktur zu erreichen, die eine Mehrzahl an Gängen aufweist, wenn diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Parallelhybridantriebsvorrichtung oder als eine elektrische Fahrantriebsvorrichtung fungiert.
Außerdem ist es von Vorteil, eine Struktur zu verwenden, bei der die zweite Planetengetriebevorrichtung, in der Reihenfolge der Drehzahl, mit einem Zwischendrehelement zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement ausgestattet ist, und bei der eine dritte Bremse vorgesehen ist, die das Zwischendrehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung auf dem nicht drehenden Element selektiv stationär hält.
Mit dieser Struktur ist es möglich, eine Struktur zu erreichen, die viele Gänge aufweist, wenn diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Parallelhybridantriebsvorrichtung oder eine elektrische Fahrantriebsvorrichtung fungiert.
Außerdem ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, bei der die zweite Planetengetriebevorrichtung, in der Reihenfolge der Drehzahl, mit einem Zwischendrehelement zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelemenet ausgestattet ist, und bei der eine vierte Kupplung vorgesehen ist, die das Zwischendrehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv verbindet.
Bei dieser Struktur ist es möglich, eine Struktur zu erreichen, die einen Rückwärtsgang aufweist, wenn diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Parallelhybridantriebsvorrichtung fungiert.
Die Hybridantriebsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die mit einer Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, einer Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, einer elektrischen Drehmaschine, einer ersten Planetengetriebevorrichtung und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung ausgestattet ist, hat noch eine andere charakteristische Struktur, bei der die erste Planetengetriebevorrichtung und die zweite Planetengetriebevorrichtung, in der Reihenfolge der Drehzahl, jeweils mit zumindest drei Drehelementen ausgestattet sind, einschließlich einem ersten Drehelement, einem zweiten Drehelement und einem dritten Drehelement; bei der ersten Planetengetriebevorrichtung ist das erste Drehelement mit der elektrischen Drehmaschine verbunden und das dritte Drehelement wird an dem nicht drehenden Element stationär gehalten; bei der zweiten Planetengetriebevorrichtung ist das erste Drehelement mit der Eingangswelle verbunden, das zweite Drehelement ist mit der Ausgangswelle verbunden und das dritte Drehelement ist mit dem zweiten Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung verbunden.
Gemäß dieser charakteristischen Eigenschaft fungiert das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine, das über die erste Planetengetriebevorrichtung auf die zweite Planetengetriebevorrichtung übertragen wird, als eine Reaktionskraft, die Reaktionskraft und die Drehung der Eingangswelle werden durch die zweite Planetengetriebevorrichtung kombiniert, und es ist mög lich, den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle zu reduzieren, und die resultierende Drehung auf die Ausgangswelle zu übertragen. Somit kann diese Hybridantriebsvorrichtung als ein elektrischer Drehmomentwandler fungieren, der ein Fahrzeug startet, während er das Drehmoment des Verbrennungsmotors vervielfacht und ausgibt, indem er das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine graduell vervielfacht und die Reaktionskraft groß macht.
Außerdem kann zu diesem Zeitpunkt das Drehmoment, das durch das Reduzieren des absoluten Werts der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine vervielfacht wurde, indem die erste Planetengetriebevorrichtung verwendet wurde, als eine Reaktionskraft auf die Ausgangswelle übertragen werden, nachdem das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor) vervielfacht wurde. So kann selbst in dem Fall, in dem eine elektrische Drehmaschine verwendet wird, die ein vergleichsweise kleines Ausgangsdrehmoment aufweist, ein großes Drehmoment auf die Seite der Ausgangswelle übertragen werden, ohne dass der Multiplikationsfaktor des Verbrennungsmotors, der erzeugt wird, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert, verringert wird.
Hier ist es von Vorteil, eine Struktur zu verwenden, in der eine erste Kupplung vorgesehen ist, die das erste Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das erste Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv miteinander verbindet.
Bei dieser Struktur ist es möglich, die Eingangswelle und die elektrische Drehmaschine durch Einrücken der ersten Kupplung direkt zu verbinden. Somit kann, durch Verwenden der elektrischen Drehmaschine, die arbeitet, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert, diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Parallelhybridantriebsvorrichtung fungieren, die läuft, während das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor) durch das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine unterstützt wird.
Außerdem ist diese Hybridantriebsvorrichtung so strukturiert, dass sie synchrones Schalten ermöglicht, bei dem, wenn von einem Zustand, in dem die Hybridantriebsvorrichtung als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert, zu einem Zustand, in dem die Hybridantriebsvorrichtung durch Einrücken der ersten Kupplung als eine Parallelhybridantriebsvorrichtung fungiert, umgeschaltet wird, die erste Kupplung eingerückt ist während die Drehzahlen des eingangsseitigen rotierenden Elements und des ausgangsseitigen rotierenden Elements der ersten Kupplung gleich sind.
Deshalb ist es beim Schalten zwischen diesen Zuständen möglich, den Stoß der durch das Einrücken der ersten Kupplung erzeugt wird, extrem klein zu machen.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, in der eine zweite Kupplung vorgesehen ist, die das erste Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv miteinander verbindet.
Bei dieser Struktur ist es möglich, die Eingangswelle durch Ausrücken der zweiten Kupplung von der zweiten Planetengetriebevorrichtung zu trennen. Somit kann, durch Verwenden der elektrischen Drehmaschine, die arbeitet, wenn die Hybridantriebsvorrichtung als der elektrische Drehmomentwandler fungiert, diese Hybridantriebsvorrichtung als eine elektrische Fahrantriebsgeschwindigkeit fungieren, die läuft, indem nur das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine verwendet wird, während der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, die mit zumindest einem, entweder einer ersten Bremse, die das dritte rotierende Element der ersten Planetengetriebevorrichtung auf einem nicht rotierenden Element selektiv stationär hält oder einer zweiten Bremse, die das zweite rotierende Element der ersten Planetengetriebevorrichtung und das dritte rotierende Element der zweiten Planetengetriebevorrichtung, die miteinander verbunden sind, an einem nicht rotierenden Element stationär hält, ausgestattet ist.
Bei dieser Struktur ist es möglich, eine Struktur zu erhalten, die eine Mehrzahl an Gängen aufweist, wenn diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Parallelhybridantriebsvorrichtung oder eine elektrische Fahrantriebsvorrichtung fungiert.
Des Weiteren kann diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Verbrennungsmotor-Fahrantriebsvorrichtung fungieren, die fahrt, indem sie nur das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor) und nicht das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine verwendet. Außerdem ist diese Hybridantriebsvorrichtung so strukturiert, dass sie ein synchrones Schalten ermöglicht, bei dem, wenn von einem Zustand, in dem die Hybridantriebsvorrichtung als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert, zu einem Zustand, in dem die Hybridantriebsvorrichtung als eine Verbrennungsmotor-Fahrantriebsvorrichtung fungiert, geschaltet wird, das Einrücken der zweiten Bremse durchgeführt wird, während die Drehzahlen des eingangsseitigen Drehelements und des ausgangsseitigen Drehelements der zweiten Bremse gleich sind. Somit ist es, wenn zwischen diesen beiden Zuständen geschaltet wird, möglich, den Stoß, der durch das Eingreifen der zweiten Bremse erzeugt wird, extrem klein zu machen.
Außerdem ist es von Vorteil, eine Struktur zu verwenden, die mit einer dritten Kupplung ausgestattet ist, die das zweite rotierende Element der ersten Planetengetriebevorrichtung und das dritte rotierende Element der zweiten Planetengetriebevorrichtung, die miteinander verbunden sind, selektiv mit der Eingangswelle verbindet, oder eine Struktur, bei der das zweite Planetengetriebe, in der Reihenfolge der Drehzahl, mit einem rotierenden Zwischendrehelement zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement ausgestattet ist, und in der Struktur außerdem eine dritte Kupplung vorgesehen ist, die das Zwischendrehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv miteinander verbindet.
Bei diesem Aufbau ist es möglich, eine Struktur zu erhalten, die viele Gänge aufweist, wenn diese Hybridantriebsvorrichtung als die Parallelhybridantriebsvorrichtung fungiert.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, eine Struktur zu verwenden, bei der die zweite Planetengetriebevorrichtung, in der Reihenfolge der Drehzahl, mit einem Zwischendrehelement zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement ausgestattet ist, und außerdem in der Struktur eine dritte Bremse vorgesehen ist, die das Zwischendrehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv stationär an dem nicht drehenden Element hält.
Bei dieser Struktur ist es möglich, eine Struktur zu erhalten, die viele Gänge aufweist, wenn diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Parallelhybridantriebsvorrichtung oder eine elektrische Fahrantriebsvorrichtung fungiert.
Außerdem kann diese Hybridantriebsvorrichtung als eine Verbrennungsmotor-Fahrantriebsvorrichtung fungieren, die fährt, indem sie nur das Drehmoment der Eingangswelle (Verbrennungsmotor) verwendet, und nicht das Drehmoment der elektrischen Drehmaschine. Des Weiteren ist diese Hybridantriebsvorrichtung so strukturiert, dass sie synchrones Schalten ermöglicht, bei dem, wenn von einem Zustand, in dem die Hybridantriebsvorrichtung als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert, zu einem Zustand, indem die Hybridantriebsvorrichtung als eine Verbrennungsmotor-Fahrantriebsvorrichtung fungiert, geschaltet wird, durch Einrücken der dritten Bremse, der Eingriff der dritten Bremse erfolgt, während die Drehzahlen des eingangsseitigen Drehelements und die Drehzahlen des ausgangsseitigen Drehelements der dritten Bremse gleich sind. Deshalb ist es beim Schalten zwischen diesen Zuständen möglich, den Stoß, der durch das Eingreifen der dritten Bremse erzeugt wird, extrem klein zu machen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Skelettdiagramm der Hybridantriebsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Systemstrukturdiagramm der Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach der ersten Ausführungsform.
3 ist ein schematisches Diagramm, das den Verbindungszustand von jeder der grundlegenden Komponenten der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist eine Zeichnung, die das Betriebsdiagramm der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen den Betriebsmodi und den Gängen, die für das Schalten verfügbar sind der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kennfeldes der ersten Ausführungsform.
7 ist ein Drehzahldiagramm für den elektrischen Drehmomentwandler Modus der ersten Ausführungsform.
8 ist ein Drehzahldiagramm für den Parallelmodus der ersten Ausführungsform.
9 ist eine Zeichnung, die ein Ablaufdiagramm für die Sondersteuerungsverarbeitung der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Skelettdiagramm der Hybridantriebsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Zeichnung, die ein Betriebsdiagramm der zweiten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Drehzahldiagramm für den elektrischen Drehmomentwandler Modus der zweiten Ausführungsform.
13 ist ein Drehzahldiagramm für den Parallelmodus der zweiten Ausführungsform.
14 ist ein Drehzahldiagramm (1), das ein Beispiel einer weiteren Struktur für die zweite Ausführungsform zeigt.
15 ist ein Drehzahldiagramm (2), das ein Beispiel einer weiteren Struktur für die zweite Ausführungsform zeigt.
16 ist ein Drehzahldiagramm (3), das ein Beispiel einer weiteren Struktur für die zweite Ausführungsform zeigt.
17 ist ein Drehzahldiagramm (4), das ein Beispiel einer weiteren Struktur für die zweite Ausführungsform zeigt.
18 ist ein Drehzahldiagramm (5), das ein Beispiel einer weiteren Struktur für die zweite Ausführungsform zeigt.
19 ist ein Drehzahldiagramm (6), das ein Beispiel einer weiteren Struktur für die zweite Ausführungsform zeigt.
20 ist ein Skelettdiagramm der Hybridantriebsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 ist eine schematische Zeichnung, die einen Verbindungszustand von jeder der wesentlichen Komponenten der dritten Ausführungsform zeigt.
22 ist eine Zeichnung, die die Betriebstabelle der dritten Ausführungsform zeigt.
23 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen den Betriebsmodi und den Gängen, in die in der dritten Ausführungsform geschaltet werden kann, zeigt.
24 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Kennfeldes der dritten Ausführungsform zeigt.
25 ist ein Drehzahldiagramm für den elektrischen Drehmomentwandler Modus der dritten Ausführungsform.
26 ist ein Drehzahldiagramm für den Parallelmodus der dritten Ausführungsform.
27 ist ein Drehzahldiagramm für den Verbrennungsmotor Fahrmodus der dritten Ausführungsform.
28 ist eine Zeichnung, die ein Ablaufdiagramm für die Sondersteuerverarbeitung der dritten Ausführungsform zeigt.
29 ist ein Skelettdiagramm der Hybridantriebsvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
30 ist eine Zeichnung, die einen Wirkschaltplan der vierten Ausführungsform zeigt.
31 ist ein Drehzahldiagramm für den elektrischen Drehmomentwandler Modus der vierten Ausführungsform.
32 ist ein Drehzahldiagramm für den Parallelmodus der vierten Ausführungsform.
33 ist ein Drehzahldiagramm für den Verbrennungsmotor Fahrmodus der vierten Ausführungsform.
34 ist ein Drehzahldiagramm (1), das ein Beispiel einer weiteren Struktur der vierten Ausführungsform zeigt.
35 ist ein Drehzahldiagramm (2), das ein Beispiel einer weiteren Struktur der vierten Ausführungsform zeigt.
36 ist ein Drehzahldiagramm (3), das ein Beispiel einer weiteren Struktur der vierten Ausführungsform zeigt.
37 ist ein Drehzahldiagramm (4), das ein Beispiel einer weiteren Struktur der vierten Ausführungsform zeigt.
38 ist ein Drehzahldiagramm (5), das ein Beispiel einer weiteren Struktur der vierten Ausführungsform zeigt.
39 ist ein Drehzahldiagramm (6), das ein Beispiel einer weiteren Struktur der vierten Ausführungsform zeigt.
40 ist ein Drehzahldiagramm (7), das ein Beispiel einer weiteren Struktur der vierten Ausführungsform zeigt.
41 ist ein Skelettdiagramm der Hybridantriebsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
42 ist ein Skelettdiagramm einer herkömmlichen Hybridantriebsvorrichtung.
BESTE MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
1. Erste Ausführungsform
Zuerst wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. 1 ist ein Skelettdiagramm, das die Struktur einer Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Außerdem ist 2 eine schematische Zeichnung, die die Systemstruktur der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist zu beachten, dass in 2 die doppelt durchgezogenen Linien die Übertragungswege der Antriebskraft, die doppelt gestrichelten Linien die Übertragungswege der elektrischen Energie, und die Konturenpfeile die Strömung des Schmieröls zeigen. Außerdem zeigen die soliden Pfeile die Übertragungswege für jede Art von Information. Wie in diesen Figuren gezeigt, ist die Hybridantriebsvorrichtung H mit einer Eingangswelle I, die mit dem Verbrennungsmotor E verbunden ist, einer Ausgangswelle O, die mit den Rädern verbunden ist, einem Motorgenerator MG, einer ersten Planetengetriebevorrichtung P1, und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ausgestattet. Außerdem sind diese Strukturen in einem Antriebsvorrichtungsgetriebegehäuse Ds untergebracht (nachstehend einfach als ein „Getriebegehäuse Ds" bezeichnet), das als ein nicht drehendes Element dient, das am Fahrzeug befestigt ist. Man beachte, dass der Motorgenerator der „elektrischen Drehmaschine" der vorliegenden Erfindung entspricht.
1-1. Die Struktur jeder der Komponenten der Hybridantriebsvorrichtung H
Wie in 1 gezeigt, ist die Eingangswelle I mit dem Verbrennungsmotor E verbunden. Hier ist es möglich, bekannte Arten von Verbrennungsmotoren, wie einen Benzinmotor oder einen Dieselmotor, als den Verbrennungsmotor E zu verwenden. Im vorliegenden Beispiel ist die Eingangswelle I integral mit der Ausgangsdrehwelle der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors oder dergleichen verbunden. Man beachte, dass es auch vorteilhaft ist, eine Struktur zu verwenden, bei der die Eingangswelle I mit der Ausgangsdrehwelle des Verbrennungsmotors E, mit einem Dämpfer oder einer Kupplung oder dergleichen zwischen ihnen, verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ausgangswelle O integral mit dem Außenrad Og bzw. einer Außenverzahnung ausgebildet. Außerdem ist die Ausgangswelle O so verbunden, dass sie die Drehantriebskraft über ein Getriebe (nicht dargestellt), das in das Außenrad Og oder eine Differenzialvorrichtung 17, die in 2 gezeigt wird, oder dergleichen eingreift, auf die Räder übertragen kann.
Der Motorgenerator Mg enthält einen Stator St, der am Getriebegehäuse Ds angebracht ist und einen Rotor Ro, der so gehalten wird, dass er frei an der inneren radialen Richtung dieses Stators St dreht. Der Rotor Ro dieses Motorgenerators MG ist mit den Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 so verbunden, dass er integral damit dreht. Wie in 2 gezeigt, ist der Motorgenerator MG über einen Wechselrichter 12 elektrisch mit der Batterie 11, die als Akkumulator dient, verbunden. Außerdem kann der Motorgenerator MG sowohl als ein Motor fungieren, der dadurch, dass ihm elektrische Energie zugeführt wird, mechanischen Antrieb erzeugt, als auch als ein Generator, der dadurch, dass er mechanischen Antrieb erhält, elektrische Energie erzeugt. Speziell führt der Motorgenerator MG elektrische Energieerzeugung dadurch aus, dass er durch die Drehung der Eingangswelle I aufgrund des Verbrennungsmotors E oder durch die Drehung der Ausgangswelle O aufgrund der Trägheit des Fahrzeugs bei der Beschleunigung drehend angetrieben wird, und einen Akku 11 lädt. Darüber hinaus fungiert der Motorgenerator MG als ein Antriebsmotor, der die Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs unterstützt.
Die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ist durch einen Doppelradplanetengetriebemechanismus strukturiert, der koaxial zur Eingangswelle I angeordnet ist. Speziell enthält die Planetengetriebevorrichtung P1 als Drehelemente einen Träger ca1, der eine Mehrzahl an Sätzen von Planetenrädern und ein Sonnenrad s1 und ein Hohlrad r1 enthält, die mit den entsprechenden Planetenrädern kämmen. Der Träger ca1 ist so mit dem Motorgenerator verbunden, dass er integral damit dreht. Außerdem wird das Hohlrad r1 durch die erste Bremse B1 selektiv stationär an dem Getriebegehäuse Ds gehalten, und ist über eine dritte Kupplung C3 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden. Außerdem ist das Sonnenrad s1 so mit dem Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden, dass es integral damit dreht. Diese Sonnenräder s1 und s2 werden durch eine zweite Bremse B2 selektiv stationär an dem Getriebegehäuse gehalten. Darüber hinaus ist das Übersetzungsverhältnis der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 so festgelegt, dass der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s1 im Bezug auf den absoluten Wert der Drehzahl des Trägers ca1 gesenkt wird, während das Hohlrad r1 durch die erste Bremse B1 stationär an dem Getriebegehäuse Ds gehalten wird. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen der Träger ca1, das Hohlrad r1 und das Sonnenrad s1 jeweils dem „ersten Drehelement (1)", dem „zweiten Drehelement (2)" und dem „dritten Drehelement (3)" der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 der vorliegenden Erfindung.
Die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 ist durch einen Einfachradplanetengetriebemechanismus strukturiert, der koaxial mit der Eingangswelle I angeordnet ist. Speziell enthält die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 als Drehelemente einen Träger ca2, der eine Mehrzahl an Planetenrädern, und ein Sonnenrad s2 und ein Hohlrad r2, die mit den Planetenrädern käm men, trägt. Das Hohlrad r2 ist durch eine erste Kupplung C1 selektiv mit dem Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 verbunden und durch eine zweite Kupplung C2 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden. Speziell wird bei diesem Hohlrad r2 die Drehung der Eingangswelle I durch eine zweite Kupplung C2 selektiv übertragen und die Drehung des Motorgenerators MG wird durch eine erste Kupplung C1 selektiv übertragen. Darüber hinaus ist der Träger ca2 so mit der Ausgangswelle O verbunden, dass er integral damit dreht. Des Weiteren ist das Sonnenrad s2 so mit dem Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 verbunden, dass es integral damit dreht. Wie oben erklärt, werden die Sonnenräder s1 und s2 durch die zweite Bremse B2 an dem Getriebegehäuse Ds selektiv stationär gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen das Hohlrad r2, der Träger ca2 und das Sonnenrad s2 jeweils dem „ersten Drehelement (1)", dem „zweiten Drehelement (2)" und dem „dritten Drehelement (3)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 der vorliegenden Erfindung.
Wie oben beschrieben ist die Hybridantriebsvorrichtung H mit der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der dritten Kupplung C3, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 als Reibeingriffselemente ausgestattet. Als diese Reibeingriffselemente können entweder Vielscheibenkupplungen oder Vielscheibenbremsen verwendet werden, die hydraulisch betätigt werden. Wie in 2 gezeigt, wird der Öldruck, der diesen Reibeingriffselementen zugeführt wird, durch eine Hydrauliksteuervorrichtung 13 gesteuert, die durch Steueranweisungen von der Steuervorrichtung ECU betätigt wird. Die Zufuhr von Arbeitsöl zu dieser hydraulischen Steuervorrichtung 13 erfolgt durch eine mechanische Ölpumpe 14, während der Verbrennungsmotor E läuft, und durch die elektrische Ölpumpe 15, wenn der Verbrennungsmotor E gestoppt ist. Hier wird die mechanische Ölpumpe 14 durch die Drehantriebskraft der Eingangswelle I angetrieben. Außerdem wird die elektrische Pumpe 15 durch elektrische Energie (der Übertragungsweg ist in der Figur weggelassen) aus der Batterie 11 angetrieben, die einer elektrischen Ölpumpe durch einen Wechselrichter 16 zugeführt wird. Man beachte, dass in 2 sämtliche Reibeingriffselemente C1, C2, C3, B1 und B2 dazu gedacht sind, in der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 enthalten zu sein, und in der Figur weggelassen sind.
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine vereinfachte Darstellung des Verbindungszustands jeder der grundlegenden Strukturen dieser Hybridantriebsvorrichtung H ist. In dieser Zeichnung sind sämtliche Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 in der Reihenfolge der Drehzahl horizontal angeord net und durch gestrichelte Linien gezeigt, und die grundlegenden Komponenten, die mit jedem dieser Drehelemente verbunden sind, sind durch eine durchgezogene Linie verbunden gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, enthält die erste Planetengetriebevorrichtung P1, in der Reihenfolge der Drehzahl, einen Träger ca1, ein Hohlrad r1 und ein Sonnenrad s1. Außerdem enthält die zweite Planetengetriebevorrichtung P2, in der Reihenfolge der Drehzahl, ein Hohlrad r2, einen Träger ca2 und ein Sonnenrad s2. Hier sind das Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so verbunden, dass sie integral drehen.
Außerdem ist der Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 so mit dem Motorgenerator MG verbunden, dass er integral damit dreht, und über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden werden kann. Das Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 kann durch die erste Bremse B1 an dem Getriebegehäuse Ds selektiv stationär gehalten werden, und kann durch die dritte Kupplung selektiv mit der Eingangswelle I verbunden werden. Das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 kann durch die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 verbunden werden, und kann durch die zweite Kupplung C2 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden werden. Der Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung ist so mit der Ausgangswelle O verbunden, dass er integral damit dreht. Außerdem können das Sonnenrad s1 der Planetengetriebevorrichtung P1 und das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die miteinander verbunden sind, durch die zweite Bremse B2 an dem Getriebegehäuse Ds selektiv stationär gehalten werden.
1-2. Struktur des Steuersystems für die Hybridantriebsvorrichtung H
Außerdem führt, wie in 2 gezeigt, die Steuervorrichtung ECU die Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors E, des Motorgenerators MG, der Reibeingriffselemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 durch die hydraulische Steuervorrichtung 13, und der elektrischen Ölpumpe 15 und dergleichen, durch Verwendung von Informationen durch, die durch die Sensoren Se1 bis Se6 erlangt werden, die auf jeder der Komponenten des Fahrzeugs vorgesehen sind. In diesem Beispiel enthalten Beispiele von Sensoren einen Verbrennungsmotordrehzahlsensor Se1, einen Motorgeneratordrehzahlsensor Se2, einen Batteriezustandsermittlungssensor Se3, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor Se4, einen Gaspedalbetätigungsermittlungssensor Se5 und einen Bremsbetätigungssensor Se6.
Hier ist der Verbrennungsmotordrehzahlsensor Se1 ein Sensor zum Ermitteln der Drehzahl der Ausgangsdrehwelle des Verbrennungsmotors E. Der Motorgeneratordrehzahlsensor Se2 ist ein Sensor zum Ermitteln der Drehzahl des Rotors Ro des Motorgenerators MG. Der Batteriezustandsermittlungssensor Se3 ist ein Sensor zum Ermitteln des Ladezustands der Batterie 11. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor Se4 ist ein Sensor, der die Drehzahl der Ausgangswelle O ermittelt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln. Der Gaspedalbetätigungsermittlungssensor Se5 ist ein Sensor zum Ermitteln des Betätigungsumfangs des Gaspedals 18. Der Bremsbetätigungsermittlungssensor Se6 ist ein Sensor zum Ermitteln des Betätigungsumfangs des Bremspedals 19, das mit den Radbremsen (nicht dargestellt) verbunden ist.
Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung ECU mit einem Verbrennungsmotorsteuermittel 31, einem Motorgeneratorsteuermittel 32, einem Batteriezustandserfassungsmittel 33, einem Mittel 34 zum Erfassen der Drehung des Motorgenerators, einem Mittel 35 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Schaltsteuermittel 36, einem Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs, einem Mittel 38 zum Steuern der elektrischen Ölpumpe, einem Mittel 39 zum Erfassen der Drehung des Verbrennungsmotors, einem Mittel 40 zum Erfassen der benötigten Antriebskraft, und einem Mittel 41 zum Erkennen des Verbrennungsmotorstoppzustands ausgestattet. Jedes dieser Mittel in der Steuervorrichtung ECU ist so strukturiert, dass eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung, wie ein Prozessor, als Kernelement dient, und die funktionellen Einheiten, die die eingegebenen Daten auf verschiedene Art verarbeiten, werden durch Hardware, Software (Programme), oder beides, umgesetzt.
Das Verbrennungsmotorsteuermittel 31 führt Betriebssteuerungen wie das Starten und Stoppen des Betriebs, die Drehzahlsteuerung und die Ausgangsdrehmomentsteuerung des Verbrennungsmotors durch. Das Motorgeneratorsteuermittel 32 führt Steuerungen wie die Drehzahlsteuerung und die Drehmomentsteuerung des Motorgenerators MG durch den Wechselrichter 12 durch. Das Batteriezustandserfassungsmittel 33 ermittelt den Ladezustand der Batterie 11 basierend auf der Ausgabe des Batteriezustandsermittlungssensors Se3. Das Mittel 34 zum Erfassen der Motorgeneratordrehung ermittelt die Drehzahl des Motorgenerators MG basierend auf der Ausgabe des Motorgeneratordrehzahlsensors Se2. Das Mittel 35 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors Se4. Das Schaltsteuermittel 36 führt das Einrücken und Ausrücken jedes der Reibeingriffselemente C1, C2, C3, B1 und B2 der Hybridantriebsvorrichtung H durch, und rührt eine Steuerung durch, bei der der Betriebsmodus und der Gang der Hybridantriebsvor richtung H geschaltet wird, indem der Betrieb der Hydrauliksteuervorrichtung 13 gemäß dem Betriebsmodus und des Gangs, die durch das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs ausgewählt wurden, geschaltet wird.
Das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs führt die Auswahl des Betriebsmodus und des Gangs gemäß einem Kennfeld, wie es in 6 gezeigt ist, durch. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Kennfeldes zeigt, das das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit), der benötigten Antriebskraft, und dem zugehörigen Bereich von jedem der Gänge des elektrischen Drehmomentwandler Modus und des Parallelmodus. In diesem Diagramm ist die Abszisse die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Ordinate ist die benötigte Antriebskraft. Das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs führt die Auswahl eines passenden Betriebsmodus und eines Gangs gemäß diesem Kennfeld durch, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der benötigten Antriebskraft. Speziell erhält das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs Informationen zur Fahrzeuggeschwindigkeit vom Mittel 35 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit. Darüber hinaus erhält das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs vom Mittel 40 zum Erfassen der benötigten Antriebskraft Informationen zur benötigten Antriebskraft. Außerdem wählt das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs den Betriebsmodus und den Gang, die gemäß der erreichten Fahrzeuggeschwindigkeit und der benötigten Antriebskraft reguliert werden, gemäß dem in 6 gezeigten Kennfeld. Speziell wählt das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs den elektrischen Drehmomentwandler Modus, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand beschleunigt oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit extrem niedrig ist. Darüber hinaus wählt das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs, in anderen Zuständen als diesem, jeden der Gänge des Parallelmodus und des elektrischen Fahrmodus abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der benötigten Antriebskraft und dergleichen. Man beachte, dass der elektrische Fahrmodus in dem Fall ausgewählt wird, in dem das Mittel 41 zum Erkennen der Verbrennungsmotorstoppbedingung erkannt hat, dass die Stoppbedingungen des Verbrennungsmotors erfüllt wurden.
Das elektrische Ölpumpensteuermittel 38 führt die Betriebssteuerung der elektrischen Ölpumpe 15 über den elektrischen Ölpumpenwechselrichter 16 durch. Das Mittel 39 zum Erfassen der Drehung des Verbrennungsmotors ermittelt die Drehzahl der Ausgangsdrehwelle des Verbrennungsmotors E basierend auf der Ausgabe des Verbrennungsmotordrehzahlsensors Se1. Das Mittel 40 zum Erfassen der benötigten Antriebskraft berechnet und erhält die Antriebskraft, die vom Fahrer benötigt wird, basierend auf der Ausgabe vom Beschleunigungsbetätigungsermittlungssensor Se5 und vom Bremsbetätigungsermittlungssensor Se6. Das Mittel 41 zum Erkennen der Verbrennungsmotorstoppbedingung führt die Bestimmung durch, ob die Verbrennungsmotorstoppbedingungen erfüllt wurden oder nicht. Hier sind die Verbrennungsmotorstoppbedingungen so festgelegt, dass sie einen Zustand repräsentieren, in dem das Stoppen des Verbrennungsmotors E angebracht ist, aufgrund einer Kombination verschiedener Arten von Bedingungen, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit, der benötigten Antriebskraft, dem Ladezustand der Batterie 11, der Kühlwassertemperatur, der Schmieröltemperatur, der Abgaskatalysatortemperatur, und der Zeit, die seit dem Starten des Verbrennungsmotor verstrichen ist und dergleichen.
1-3. Die Betriebsmodi der Hybridantriebsvorrichtung H
Als nächstes werden die Betriebsmodi erklärt, die nach der vorliegenden Ausführungsform von der Hybridantriebsvorrichtung H umgesetzt werden können. 4 ist ein Wirkschaltplan, der eine Mehrzahl von Betriebsmodi und den Betriebszustand jedes der Reibelemente C1, C2, C3, B1 und B2 zeigt, in einem oder mehreren Gängen, die für jeden Betriebsmodus vorgesehen sind. Bei dieser Figur repräsentiert ein O den Zustand, in dem jedes der Reibeingriffselemente eingerückt ist, und ein Leerraum repräsentiert einen Zustand, in dem jedes der Reibeingriffselemente ausgerückt ist. Außerdem ist 5 eine Zeichnung, die die Verhältnisse zwischen den Betriebsmodi, in die die Hybridantriebsvorrichtung H umgeschaltet werden kann, und den Gängen zeigt. Man beachte, dass die Konturenpfeile in der Figur das Verhältnis zeigen, in dem synchrones Schalten möglich ist. 6 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel des Kennfeldes zeigt, das zum Durchführen der Wahl des Betriebsmodus und des Gangs im oben beschriebenen Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs verwendet wird.
Außerdem zeigen 7 und 8 Drehzahldiagramme der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, wobei 7 das Drehzahldiagramm für den elektrischen Drehmomentwandler Modus und 8 das Drehzahldiagramm für den Parallelmodus zeigt. Es ist zu beachten, dass „1." und „2." in 8 dem Drehzahldiagramm für den elektrischen Fahrmodus entsprechen. In diesen Drehzahldiagrammen entsprechen die Ordinaten den Drehzahlen von jedem der Drehelemente. Speziell zeigt das „0" auf einer Ordinate, dass die Drehzahl Null ist, und der Bereich der Ordinate oberhalb von „0" ist positiv und der Bereich der Ordinate unterhalb von „0" ist negativ. Außerdem entspricht jede von der Mehrzahl der Ordinaten, die parallel angeordnet sind, jedem der Drehelemente der ersten Planetengetrie bevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Das heißt, „ca1", „r1" und „s1", die über den Ordinaten gezeigt werden, entsprechen jeweils dem Träger ca1, dem Hohlrad r1 und dem Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und „r2", „c2", und „s2", die über den Ordinaten gezeigt werden, entsprechen jeweils dem Hohlrad r2, dem Träger ca2 und dem Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem entsprechen die Lücken zwischen den Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, den Übersetzungsverhältnissen der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem zeigt in 7 die Gerade L1 den Betriebszustand der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und die Gerade L2 zeigt den Betriebszustand der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem zeigt in 8 jede der Geraden den Betriebszustand der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 bei jedem Gang. Man beachte, dass in diesen Drehzahldiagrammen „o" die Drehzahl des Motorgenerators MG zeigt, „Δ" die Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) zeigt, „✰" die Drehzahl der Ausgangswelle O zeigt und „x" die Bremse zeigt.
Man beachte, dass in 4 bis 8 „1." und „2." jeweils den ersten Vorwärtsgang und den zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus und des elektrischen Fahrmodus zeigen. Darüber hinaus zeigen „3." Und „4." jeweils den dritten Vorwärtsgang und den vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus.
Wie in 4 bis 8 gezeigt, ist diese Hybridvorrichtung H so strukturiert, dass sie in der Lage ist, zwischen drei Betriebsmodi zu schalten, das heißt, dem „elektrischen Drehmomentwandler Modus", dem „Parallelmodus", und dem „elektrischen Fahrmodus", indem sie einen Motorgeneratror MG verwendet. Außerdem enthält diese Hybridantriebsvorrichtung H vier Gänge im Parallelmodus und zwei Gänge im elektrischen Fahrmodus. Darüber hinaus wird das Schalten dieser Betriebsmodi und der Gänge innerhalb dieser Betriebsmodi durch Einrücken und Ausrücken jedes der Reibeingriffselemente C1, C2, C3, B1 und B2 durch Steuern der hydraulischen Steuervorrichtung 13 durch die Steueranweisungen vom Schaltsteuermittel 36 der Steuervorrichtung ECU durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt gibt das Schaltsteuermittel 36 die Steueranweisung an die hydraulische Steuervorrichtung 13 aus, gemäß den Ergebnissen der Auswahl des Betriebsmodus und der Schaltgeschwindigkeit, die vom Mittel 37 zum Auswählen des Modus und der Schaltgeschwindigkeit gemäß des in 6 gezeigten Kennfeldes ausgeführt wurden. Man beachte, dass zu diesem Zeitpunkt die Steuervorrichtung ECU auch die Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Motorgenerators MG und die Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Verbrennungsmotors E und dergleichen durchführt. Nachstehend werden die Betriebszustände der Hybridantriebsvorrichtung H in jedem der Betriebsmodi ausführlich erklärt.
1-4. Elektrischer Drehmomentwandler Modus
Der elektrische Drehmomentwandler Modus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug gestartet werden kann, während das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) vervielfacht und ausgegeben wird, indem das Drehmoment des Motorgenerators MG verwendet wird. Wie in 4 gezeigt sind in diesem elektrischen Drehmomentwandler Modus die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 in Eingriff. Dadurch wird das Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 an dem Getriebegehäuse Ds stationär gehalten und das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ist so mit der Eingangswelle I verbunden, dass es integral damit dreht.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 7 durch L1 gezeigt, in der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 die Drehzahl des Hohlrads r1, das in der Reihenfolge der Drehzahl dazwischen liegt, Null. Deshalb dreht das Sonnenrad s1 eine Richtung, die der Drehrichtung des Trägers ca1 entgegengesetzt ist, der mit dem Motorgenerator MG so verbunden ist, dass er integral damit dreht. Hier hat das Sonnenrad s1 eine negative Drehung (die Drehzahl ist negativ), da der Motorgenerator MG, ähnlich der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor) positiv dreht (die Drehzahl positiv ist). Außerdem ist zu diesem Zeitpunkt das Übersetzungsverhältnis λ1 der Planetengetriebevorrichtung P1 (das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Sonnenrads s1 zum Hohlrad r1 = [Anzahl der Zähne im Sonnenrad s1]/[Anzahl der Zähne im Hohlrad r1]) so festgesetzt, dass der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s1 in Hinsicht auf den absoluten Wert der Drehzahl des Trägers ca1 reduziert wird. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform hat die erste Planetengetriebevorrichtung P1 zwei Planetenräder, und das Verhältnis des Übersetzungsverhältnisses λ1 wird im unteren Teil von 7 gezeigt. Daher kann, da der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s1 im Bezug auf den absoluten Wert der Drehzahl des Trägers ca1 reduziert wird, das Übersetzungsverhältnis λ1 größer als 0,5 festgesetzt werden. Man beachte, dass das Festsetzen dieses Übersetzungsverhältnisses λ1 auf beispielsweise etwa 0,55 bis 0,65 vorteilhafter ist. Hier sind das Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so verbunden, dass sie integral drehen. Deshalb reduziert die erste Planetengetriebevorrichtung P1 den absoluten Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG und überträgt die resultierende Drehzahl auf das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Dabei wird das Drehmoment des Motorgenerators MG, das abhängig vom Übersetzungsänderungsverhältnis aufgrund der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 vervielfacht wurde, auf das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Speziell wird bei dieser ersten Planetengetriebevorrichtung P1 ein Verhältnis erreicht, bei dem: Drehmoment des Trägers ca1 (Motorgenerator MG):Drehmoment des Hohlrads r1:Drehmoment des Sonnenrads s1 = (1 – λ1):1:λ1. Deshalb wird beispielsweise in dem Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis λ1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 in etwa 0,6 ist, ein Drehmoment, das etwa 1,5 Mal das Drehmoment des Motorgenerators MG ist, über das Sonnenrad s1 auf das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen.
Außerdem dreht, wie in 7 durch L2 gezeigt, bei der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 der Träger c2, der in der Reihenfolge der Drehzahl dazwischen liegt, integral mit der Ausgangswelle O, und das Hohlrad R2, das sich in der Reihenfolge der Drehzahl auf einer Seite befindet, dreht integral mit der Eingangswelle I. Außerdem wird die Drehung des Motorgenerators MG, die wie oben beschrieben durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 reduziert wurde, auf das Sonnenrad s2 übertragen, das sich in der Reihenfolge der Drehzahl auf der anderen Seite befindet. Deshalb kombiniert die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 die Drehung des Motorgenerators MG, die reduziert wurde, und die Drehung der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und überträgt die resultierende Drehung auf die Ausgangswelle O. Speziell fungiert bei der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 das Drehmoment des Motorgenerators MG, das über die erste Planetengetriebevorrichtung P1 auf das Sonnenrad s2 übertragen wurde, aus eine Reaktionskraft auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E), das auf das Hohlrad r2 übertragen wird, und deshalb werden diese Drehmomente kombiniert und auf die Ausgangswelle O übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird, da das Sonnenrad s2, das integral mit dem Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 dreht, negativ dreht, das Hohlrad r2, das integral mit dem Verbrennungsmotor E und der Eingangswelle I dreht, positiv dreht, der absolute Wert der Drehzahl des Trägers ca2, der in der Reihenfolge der Drehzahlen dazwischen liegt, bezüglich des absoluten Werts der Drehzahl des Hohlrads r2 reduziert. Deshalb reduziert die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle I und überträgt die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O. Dabei wird das Drehmoment der Eingangswelle I vervielfacht und auf die Ausgangswelle O übertragen. Speziell wird in der vorliegenden Ausführungsform, da die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 zwei Planetenräder hat, wie im unteren Teil von 7 gezeigt, wo das Übersetzungsverhältnis der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 (Verhältnis der Anzahl der Zähne des Sonnenrads s2 und des Hohl rads r2 = [Anzahl der Zähne im Sonnenrad s2]/[Anzahl der Zähne im Hohlrad r2] λ2 ist, das Verhältnis erreicht wird, in dem: das Drehmoment des Hohlrads r2 (Eingangswelle I):Drehmoment des Trägers ca2 (Ausgangswelle O):Drehmoment des Sonnenrads s2 = 1:(1 + λ2):λ2. Deshalb wird im Fall, in dem beispielsweise das Übersetzungsverhältnis in etwa λ2 = 0,33 ist ein Drehmoment von in etwa 1/3 des Drehmoments des Hohlrads r2 (Eingangswelle I) an das Sonnenrad verteilt (das vervielfachte Drehmoment des Motorgenerators MG) und dabei wird ein Drehmoment von etwa 1,33 Mal dem Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) auf die Ausgangswelle O übertragen. Man beachte, dass dieses Übersetzungsverhältnis λ2 in etwa festgesetzt werden kann, indem die Eigenschaften des Verbrennungsmotors E und des Motorgenerators MG, das Fahrzeuggewicht und dergleichen in Betracht gezogen werden.
Außerdem fungiert die Hybridantriebsvorrichtung H als ein elektrischer Drehmomentwandler, indem sie wie folgt arbeitet. Speziell wenn das Fahrzeug startet, wird dadurch, dass der positiv drehende Motorgenerator MG dazu gebracht wird, die Krafterzeugung durchzuführen, und das Drehmoment in der negativen Richtung graduell erhöht wird, das Drehmoment in der positiven Richtung des Sonnenrads s2 der negativ drehenden zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 graduell erhöht, um die Reaktionskraft groß zu machen, und die Drehzahl dieses Sonnenrads s2 wird erhöht (d. h., der absolute Wert der Drehzahl in der negativen Richtung wird reduziert). Dabei wird die Drehzahl des Trägers ca1 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, der mit der Ausgangswelle O verbunden ist, graduell erhöht, und es ist möglich, das Fahrzeug problemlos zu starten. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, ein Ausgangsdrehmoment an die Ausgangswelle O zu übertragen, das in etwa (1 + λ2) Mal das Drehmoment des Verbrennungsmotors ist. Außerdem ist es zu diesem Zeitpunkt möglich, eine ausreichende Reaktionskraft zu erhalten, da das Drehmoment des Motorgenerators MG, das durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 vervielfacht wurde, als eine Reaktionskraft fungiert, selbst in dem Fall, in dem ein Motorgenerator MG verwendet wird, der ein vergleichweise kleines Ausgangsdrehmoment hat. Man beachte, dass die Pfeile nach oben und nach unten, die auf der Seite sämtlicher Drehelemente in 7 gezeigt sind, die Richtung des Drehmoments sämtlicher Drehelemente während einer solchen Anfahrt zeigen.
Außerdem ist, wie in 5 gezeigt, die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Erfindung so strukturiert, dass sie synchrones Schalten ermöglicht, wobei, wenn der Modus vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgeschaltet wird, der Eingriff der ersten Kupplung C1 erfolgt, während die Drehzahlen des ein gangsseitigen Drehmoments und des ausgangsseitigen Drehmoments der ersten Kupplung C1 gleich sind. Speziell entsprechen, wie in 1 gezeigt, in der vorliegenden Ausführungsform, während die zweite Kupplung C2 in Eingriff ist, das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das integral mit der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) dreht und der Träger ca1 des ersten Planetengetriebemechanismus P1, der integral mit dem Motorgenerator MG dreht, dem eingangsseitigen Drehelement und dem ausgangsseitigen Drehelement der ersten Kupplung C1. Außerdem ist es im elektrischen Drehmomentwandler Modus möglich, die Drehzahl des Motorgenerators MG und die Drehzahl der Eingangswelle I dazu zu bringen, dass sie übereinstimmen, wie durch die Gerade gezeigt, die den Zustand des ersten Vorwärtsgangs im Drehzahldiagramm in 8 zeigt, indem das Drehmoment des Motorgenerators MG vom in 7 gezeigten Zustand weiter graduell erhöht wird. In diesem Zustand ist es, da die Drehzahl des Hohlrads r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 und die Drehzahl des Trägers ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, die das eingangsseitige Drehelement und das ausgangsseitige Drehelement der ersten Kupplung sind, übereinstimmen, möglich, die erste Kupplung C1 einzurücken, ohne einen Stoß oder dergleichen zu erzeugen. Außerdem ist es, wie in 4 gezeigt, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 möglich, vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus zu schalten, und deshalb ist es möglich, synchrones Schalten dazwischen umzusetzen. Man beachte, dass auf diese Weise der Zustand, in dem die Drehzahl des Motorgenerators MG und die Drehzahl der Eingangswelle I übereinstimmen durch einen Prozess umgesetzt wird, in dem während des Fahrens im elektrischen Drehmomentwandlermodus die Drehzahl der Ausgangswelle O erhöht wird. Das heißt, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand beschleunigt, ist es möglich, synchrones Schalten vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus durchzuführen. Deshalb ist es beim Schalten dieser Modi möglich, ein sanftes Schalten durchzuführen, ohne den Stoß zu erzeugen, der das Einrücken der ersten Kupplung C1 begleitet.
1-5 Parallelmodus
Der Parallelmodus ist ein Modus, der das Fahren ermöglicht, indem er sowohl das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) als auch das Drehmoment des Motorgenerators MG auf die Ausgangswelle O überträgt. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hybridantriebsvorrichtung H im Parallelmodus zusätzlich zu der Mehrzahl an Gängen die gebildet werden, wenn die Eingangswelle I und der Motorgenerator MG direkt verbunden sind, einen Beschleunigungsgang bei der der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöht wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird, und der absolute Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG reduziert wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird. Speziell ist diese Hybridantriebsvorrichtung H so aufgebaut, dass sie im Parallelmodus einen ersten Vorwärtsgang und einen zweiten Vorwärtsgang aufweist, die als Beschleunigungsgänge dienen und gebildet werden, indem die Eingangswelle I und der Motorgenerator MG direkt verbunden werden; und ähnlich eine dritte Vorwärtsgeschwindigkeit, die als ein direkter Kopplungsgang fungiert und durch direktes Verbinden der Eingangswelle I und des Motorgenerators MG gebildet wird, und die Drehzahl der Eingangswelle I auf die Ausgangswelle O mit der gleichen Drehzahl überträgt; und einen vierten Vorwärtsgang, der als ein Beschleunigungsgang dient, der den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöht, und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O überträgt, und die absolute Drehzahl des Motorgenerators MG reduziert und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O überträgt. Nachstehend wird der Betriebszustand der Hybridantriebsvorrichtung H bei jedem der Gänge erklärt.
Wie in 4 gezeigt, sind im ersten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingerückt. Wie in 5 gezeigt, kann der erste Vorwärtsgang zwischen dem elektrischen Drehmomentwandler Modus und dem zweiten Vorwärtsgang und dem dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus schalten. Speziell wird der erste Vorwärtsgang vom elektrischen Drehmomentwandler Modus umgesetzt, indem die erste Kupplung C1 eingerückt wird. Wie oben beschrieben, ist es möglich, das Schalten von diesem elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang durchzuführen, indem synchrones Schalten verwendet wird. Darüber hinaus wird der erste Vorwärtsgang vom zweiten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die zweite Bremse B2 ausgerückt und die erste Bremse B1 eingerückt wird. Außerdem wird der erste Vorwärtsgang vom dritten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird und die erste Bremse B1 eingerückt wird. Außerdem ist es ebenfalls möglich, zwischen dem Parallelmodus und dem elektrischen Fahrmodus zu schalten. Darüber hinaus kann der erste Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom ersten Vorwärtsgang umgesetzt werden, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird.
Außerdem sind, wie in 1 und 8 gezeigt, im ersten Vorwärtsgang durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral. Darüber hinaus wird, durch Einrücken der ersten Bremse B1, der absolute Wert der Drehzahl des Hohlrads r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca1 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen und von der Ausgangswelle O ausgegeben. Von dieser Mehrzahl an Gängen im Parallelmodus ist das Übersetzungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs so festgesetzt, dass es am größten ist.
Wie in 4 gezeigt, sind im zweiten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, und die zweite Bremse B2 eingerückt. Wie in 5 gezeigt, kann der zweite Vorwärtsgang zwischen dem ersten Vorwärtsgang, dem dritten Vorwärtsgang und dem vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus schalten. Speziell kann der zweite Vorwärtsgang aus dem ersten Vorwärtsgang umgesetzt werden, indem die erst Bremse B1 ausgerückt wird und die zweite Bremse B2 eingerückt wird. Außerdem kann der zweite Vorwärtsgang aus dem dritten Vorwärtsgang umgesetzt werden, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird und die zweite Bremse B2 eingerückt wird. Zusätzlich kann der zweite Vorwärtsgang aus dem vierten Vorwärtsgang umgesetzt werden, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird und die zweite Kupplung C2 eingerückt wird. Darüber hinaus ist es möglich, zwischen dem Parallelmodus und dem elektrischen Fahrmodus zu schalten. Außerdem wird der zweite Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus aus dem zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus durch Ausrücken der zweiten Kupplung C2 umgesetzt.
Darüber hinaus sind, wie in 1 und 8 gezeigt, im zweiten Vorwärtsgang, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral. Außerdem wird durch das Einrücken der zweiten Bremse B2 der absolute Wert der Drehzahl des Hohlrads r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen und von der Ausgangswelle O ausgegeben. Das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses zweiten Vorwärtsgangs ist so festgesetzt, dass es kleiner ist als der erste Vorwärtsgang.
Wie in 4 gezeigt, sind im dritten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 eingerückt. Wie in 5 gezeigt, kann dieser dritte Vorwärtsgang zwischen dem ersten Vorwärtsgang, dem zweiten Vorwärtsgang und dem vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus schalten. Speziell wird der dritte Vorwärtsgang aus dem ersten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die erste Bremse B1 ausgerückt wird und die dritte Kupplung C3 eingerückt wird. Außerdem wird der dritte Vorwärtsgang aus dem zweiten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die zweite Bremse B2 ausgerückt wird und die dritte Kupplung C3 eingerückt wird. Darüber hinaus wird der dritte Vorwärtsgang aus dem vierten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die zweite Bremse B2 ausgerückt wird und die zweite Kupplung C2 eingerückt wird. Man beachte, dass es möglich ist, zwischen dem Parallelmodus und dem elektrischen Fahrmodus zu schalten, dass es jedoch im vorliegenden Beispiel nicht möglich ist, direkt vom dritten Vorwärtsgang dieses Parallelmodus in den elektrischen Fahrmodus zu schalten. Das liegt daran, dass die Hybridantriebsvorrichtung H der vorliegenden Ausführungsform so strukturiert ist, dass ein Gang mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 nicht umgesetzt werden kann während die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) abgetrennt ist. Deshalb wird, wenn vom dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus in den elektrischen Fahrmodus geschaltet wird, die Steuerung zum Schalten zum elektrischen Fahrmodus durchgeführt, nachdem zum zweiten Vorwärtsgang oder zum vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus geschaltet wurde. Diese Steuerverarbeitung wird nachstehend unter Verwendung eines Ablaufdiagramms in „1-6. Sondersteuerungsverarbeitung" erklärt.
Außerdem sind, wie in 1 und 8 gezeigt, im dritten Vorwärtsgang, ähnlich wie beim ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral. Des Weiteren sind durch Einrücken der dritten Kupplung C3 die erste Planetengetriebevorrichtung P1 und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 in einem direkt verbundenen Zustand, in dem sich das Ganze integral dreht, und die Drehzahl der Eingangswelle I und des Motorgenerators MG wird mit der gleichen Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen und ausgegeben. Deshalb wird das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses dritten Vorwärtsgangs 1.
Wie in 4 gezeigt, sind im vierten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die dritte Kupplung C3 und die zweite Bremse B2 eingerückt. Wie in 5 gezeigt kann dieser vierte Vorwärtsgang zwischen dem zweiten Vorwärtsgang und dem dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus schalten. Speziell wird der vierte Vorwärtsgang aus dem zweiten Vorwärtsgang durch Ausrücken der zweiten Kupplung C2 und Einrücken der dritten Kupplung C3 umgesetzt. Darüber hinaus kann dieser vierte Vorwärtsgang aus dem dritten Vorwärtsgang durch Ausrücken der Zweiten Kupplung C2 und Einrücken der zweiten Bremse B2 umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, zwischen dem Parallelmodus und dem elektrischen Fahrmodus zu schalten. Darüber hinaus wird der zweite Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus aus dem vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus durch Ausrücken der dritten Kupplung C3 umgesetzt.
Darüber hinaus ist, wie in 1 und 8 gezeigt, im vierten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1, der Motorgenerator MG direkt mit dem Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden, und diese drehen integral. Außerdem wird, durch Einrücken der dritten Kupplung C3 und der zweiten Bremse B2, der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) über das Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 erhöht, die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 übertragen und wird dann über die erste Kupplung C1 zusammen mit der Drehung des Motorgenerators MG auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Darüber hinaus wird der absolute Wert der Drehzahl des Hohlrads r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen und von der Ausgangswelle O ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt sind die Übersetzungsverhältnisse der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so festgesetzt, dass der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöht wird und die resultierende Drehzahl auf den Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen wird. Deshalb ist das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses vierten Vorwärtsgangs kleiner als 1.
1-6. Elektrischer Fahrmodus
Der elektrische Fahrmodus ist ein Modus bei dem es möglich ist, zu fahren, indem die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) von der Ausgangswelle O getrennt wird und die Drehung des Motorgenerators MG auf die Ausgangswelle O übertragen wird. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hybridantriebsvorrichtung H im elektrischen Fahrmodus eine Mehrzahl an Gängen, oder speziell, einen ersten Vorwärtsgang und einen zweiten Vorwärtsgang, die als Abbremsungsgänge dienen, bei denen der absolute Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG reduziert wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird. Der erste Vorwärtsgang und der zweite Vorwärtsgang dieses elektrischen Fahrmodus sind ähnlich dem ersten Vorwärtsgang und dem zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus, außer dass die Eingangswelle I vom Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 durch Ausrücken der zweiten Kupplung C2 getrennt ist.
Darüber hinaus wird, wie oben beschrieben, der erste Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird. Außerdem wird der zweite Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird, und wird vom vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird. Darüber hinaus ist es möglich, zwischen dem ersten Vorwärtsgang und dem zweiten Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus zu schalten, indem sowohl die erste Bremse B1 als auch die zweite Bremse 2 eingerückt werden.
1-7. Sondersteuerungsverarbeitung
Als nächstes wird eine Sondersteuerungsverarbeitung erklärt. Diese Sondersteuerungsverarbeitung ist notwendig, da die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform nicht direkt vom dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus (dem Gang mit einem Übersetzungsänderungsverhältnis von 1) zum elektrischen Fahrmodus schalten kann. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das diese Steuerungsverarbeitung zeigt. Kurz gesagt wird bei dieser Steuerungsverarbeitung beim Schalten vom dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus auf den elektrischen Fahrmodus, der Modus auf den elektrischen Fahrmodus geschaltet, nachdem er auf einen anderen Gang im Parallelmodus geschaltet wurde, hier, nachdem er auf den zweiten Vorwärtsgang oder den vierten Vorwärtsgang geschaltet wurde, abhängig von den vorbestimmten Bedingungen. Diese Steuerungsverarbeitung wird von der Steuervorrichtung ECU durchgeführt, die eine Bestimmung durchführt, die auf den Informationen jedes der Bauteile des Fahrzeugs basiert, und die Anweisungssignale an jede der Komponenten der Hybridantriebsvorrichtung H, wie der hydraulischen Steuervorrichtung 13, ausgibt. Nachstehend wird dies ausführlich erklärt.
Zuerst ermittelt die Steuervorrichtung ECU, ob der gegenwärtige Zustand der Hybridantriebsvorrichtung H der dritte Vorwärtsgang des Parallelmodus ist (Schritt #01) oder nicht. In dem Fall, in dem der gegenwärtige Zustand nicht der dritte Vorwärtsgang des Parallelmodus ist (Schritt #01:Nein), endet die Verarbeitung, da sie nicht ausgeführt werden muss. Außerdem bestimmt in dem Fall, in dem der gegenwärtige Zustand der dritte Vorwärtsgang des Parallelmodus ist (Schritt #01:Ja), die Steuervorrichtung ECU als nächstes, ob die Verbrennungsmotorstoppbedingungen erfüllt sind oder nicht, indem sie das Mittel 41 zum Erkennen der Verbrennungsmotorstoppbedingung verwendet (Schritt #02). Dann, in dem Fall, in dem die Verbrennungsmotorstoppbedingungen erfüllt sind (Schritt #02:Ja), bestimmt die Steuervorrichtung ECU als nächstes, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom Mittel 35 zum Erfassen der Fahrzeugge schwindigkeit ermittelt wurde, größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist oder nicht (Schritt #03). Hier kann der vorbestimmte Wert, der als Bestimmungsreferenz dient, z. B. eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit, die dem zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus normalerweise zugeordnet ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die dem vierten Vorwärtsgang normalerweise zugeordnet ist, sein.
Darüber hinaus betätigt in dem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist (Schritt #03:Ja), die Steuervorrichtung ECU die hydraulische Steuervorrichtung 13, indem sie das Schaltsteuermittel 36 verwendet und die Hybridantriebsvorrichtung H auf den vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus hochschaltet (Schritt #04). Danach betätigt die Steuervorrichtung ECU die hydraulische Steuervorrichtung 13, indem sie das Schaltsteuermittel 36 verwendet, um die dritte Kupplung C3 auszurücken (Schritt #05). Dabei wird die Hybridantriebsvorrichtung H in den zweiten Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus geschaltet. Im Gegensatz dazu betätigt in dem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (Schritt #3:Nein) die Steuervorrichtung ECU die hydraulische Steuervorrichtung 13, indem sie das Schaltsteuermittel 36 verwendet und die Hybridantriebsvorrichtung H zum zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus runterschaltet (Schritt #06). Anschließend betätigt die Steuervorrichtung ECU die hydraulische Steuervorrichtung 13, indem sie das Schaltsteuermittel 36 verwendet, um die zweite Kupplung C2 auszurücken (Schritt #07). Dabei wird die Hybridantriebsvorrichtung H auf den zweiten Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus geschaltet. Anschließend stoppt die Steuervorrichtung ECU den Verbrennungsmotor E, indem sie das Verbrennungsmotorsteuermittel 31 verwendet (Schritt #08). Dann endet die Verarbeitung.
Im Gegensatz dazu bestimmt in dem Fall, in dem die Verbrennungsmotorstoppbedingungen nicht erfüllt sind (Schritt #02:Nein) die Steuervorrichtung ECU, ob die benötigte Antriebskraft kleiner als Null ist oder nicht, das heißt, ob ein Abbremsen nötig ist (Schritt #09). Die Bestimmung ob diese benötigte Antriebskraft kleiner als Null ist, kann beispielsweise auf der Basis des Zustands durchgeführt werden, in dem das Gaspedal des Fahrzeugs nicht betätigt wird und/oder des Zustands, in dem das Bremspedal betätigt wird, indem das Mittel 40 zum Erfassen der benötigten Antriebskraft verwendet wird. Darüber hinaus ist in dem Fall, in dem die benötigte Antriebskraft größer oder gleich Null ist (Schritt #09:Nein), kein Abbremsen nötig, das Fahren im dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus kann beibehalten werden, und die Verarbeitung endet.
Im Gegensatz dazu bestimmt in dem Fall, in dem die benötigte Antriebskraft Null oder weniger ist (Schritt #09:Ja) die Steuervorrichtung ECU ob der Ladezustand der Batterie 11 größer oder gleich einen vorbestimmten Wert ist (Schritt #10) indem sie das Batteriezustandserfassungsmittel 33 verwendet. Hier ist es vorteilhaft, den Ladezustand der Batterie, der der bei dieser Bestimmung verwendete Standard ist, auf den Ladezustand festzusetzen, in dem die Batterie 11 im Wesentlichen nicht geladen werden muss, das heißt, nahe am maximalen Wert des Ladezustands im Einsatzbereich der Batterie 11. Außerdem stoppt in dem Fall, in dem der Ladezustand der Batterie 11 größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist (Schritt #10):Ja) die Steuervorrichtung ECU den Verbrennungsmotor, indem sie das Verbrennungsmotorsteuermittel 31 verwendet (Schritt #08) während der dritte Vorwärtsgang des Parallelmodus beibehalten wird. Dabei wird, während die Eingangswelle I und der Verbrennungsmotor E weiter mit der Ausgangswelle O verbunden sind, regeneratives Bremsen durchgeführt. Der Verbrennungsmotor E, der gestoppt wurde, wird aufgrund des Drehmoments, das über die Ausgangswelle O von den Rädem übertragen wurde, weiter gedreht, und die Batterie 11 wird aufgeladen: Man beachte, dass unter diesen Umständen, obwohl die Rückgewinnungseffizienz der Energie durch die Energiemenge, die den gestoppten Verbrennungsmotor E dreht, reduziert wird, der Ladezustand der Batterie 11 größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und eine solche Steuerung durchgeführt wird, da ein starkes Aufladen unnötig ist. Im Gegensatz dazu geht in dem Fall, in dem der Ladungszustand der Batterie 11 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist (Schritt #10:Nein), die Verarbeitung zu Schritt #03 über, und, nachdem abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit Hochschalten oder Runterschalten durchgeführt wurde, wird die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) von der Ausgangswelle O getrennt, und der Verbrennungsmotor E wird gestoppt (Schritt #08). Dabei wird regeneratives Bremsen durchgeführt, während die Eingangswelle I und der Verbrennungsmotor E von der Ausgangswelle O getrennt sind, Energie wird mit hoher Effizienz zurückgewonnen und es ist möglich, die Batterie 11 aufzuladen. Dann endet der Ablauf.
2. Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die Hybridantriebsvorrichtung H nach dieser Ausführungsform ist ähnlich strukturiert wie die Hybridantriebsvorrichtung H nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, ist jedoch so strukturiert, dass mehrere Stufen im Parallelmodus und im elektrischen Fahrmodus bereitgestellt sind. Der Parallelmodus hat sieben Gänge einschließlich eines Rückwärtsgangs und der elektrische Fahrmodus hat drei Gänge. Nachstehend wird die Hybridantriebsvorrichtung H nach dieser Ausführungsform erklärt, indem der Blickpunkt auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform gerichtet wird. Man beachte, dass die Systemstruktur der Hybridantriebsvorrichtung H nach dieser Ausführungsform ähnlich der aus 2 ist, und deshalb wird auf eine Beschreibung dieser Punkte verzichtet. Außerdem sind sämtliche Punkte, die bei den anderen Strukturen nicht speziell erklärt sind, mit denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch.
2-1. Struktur sämtlicher Komponenten der Hybridantriebsvorrichtung H
10 ist ein Skelettdiagramm, das die Struktur der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie in der Figur gezeigt, ist, ähnlich zur oben beschriebenen ersten Ausführungsform, diese Hybridantriebsvorrichtung H auch mit einer Eingangswelle I ausgestattet, die mit dem Verbrennungsmotor E verbunden ist, und mit einer Ausgangswelle O, die mit den Rädern W (zu finden unter 2) verbunden ist, einem Motorgenerator MG, einer ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem sind diese Strukturen in einem Gehäuse Ds untergebracht, das als ein nicht drehendes Element dient, das an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Allerdings ist bei der Hybridantriebsvorrichtung H der vorliegenden Ausführungsform die Struktur der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 ähnlich der der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, die zweite Planetengetriebevorrichtung ist so strukturiert, dass sie vier Drehelemente aufweist, und dieser Punkt weicht von der ersten Ausführungsform ab. Außerdem ist, zusätzlich zu diesem Unterschied, die Anzahl der Reibeingriffselemente ebenfalls größer als in der ersten Ausführungsform.
Die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 nach der vorliegenden Ausführungsform ist als Ravigneaux Planetengetriebevorrichtung strukturiert, die koaxial zur Eingangswelle I angeordnet ist. Speziell enthält die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 als Drehelemente zwei Sonnenräder, das heißt, ein erstes Sonnenrad s2 und ein zweites Sonnenrad s3, ein Hohlrad r2 und einen gemeinsamen Träger ca2, der ein langes Planetenrad trägt, das sowohl mit dem ersten Sonnenrad s2 als auch mit dem Hohlrad r2 kämmt und ein kurzes Planetenrad, das mit diesem langen Planetenrad und dem zweiten Sonnenrad s3 kämmt. Das Hohlrad r2 ist mit der Ausgangswelle O so verbunden, dass es integral damit dreht. Außerdem ist das erste Sonnenrad s2 so mit dem ersten Planetengetriebemechanismus P1 verbunden, dass es integral damit dreht. Die Sonnenräder s1 und s2 werden durch die zweite Bremse B2 an dem Gehäuse Ds selektiv stationär gehalten. Außerdem ist das zweite Sonnenrad s3 über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 verbunden, und über die zweite Kupplung C2 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden. D. h., dieses zweite Sonnenrad s3 überträgt durch die zweite Kupplung C2 die Drehung der Eingangswelle I selektiv und überträgt durch die erste Kupplung C1 die Drehung des Motorgenerators selektiv. Darüber hinaus wird der Träger ca2 durch die dritte Bremse B3 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten und ist über die vierte Kupplung selektiv mit der Ausgangswelle I verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen das zweite Sonnenrad s3, das Hohlrad r2 und das erste Sonnenrad s2 jeweils dem „ersten Drehelement (1)", dem „zweiten Drehelement (2)" und dem „dritten Drehelement (3)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 der vorliegenden Erfindung. Außerdem entspricht der Träger ca2 dem „mittleren Drehelement (m)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 der vorliegenden Erfindung.
Man beachte, dass ähnlich jedem der Reibeingriffselemente nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, die vierte Kupplung C4 und die dritte Bremse B3 eine Mehrscheibenkupplung und eine Mehrscheibenbremse verwenden können, die durch Öldruck betätigt wird, der über eine Hydrauliksteuervorrichtung 13 zugeführt wird.
2-2. Betriebsmodi der Hybridantriebsvorrichtung H
Als nächstes werden die Betriebsmodi erklärt, die durch die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden können. 11 ist ein Wirkschaltplan, der eine Mehrzahl an Betriebsmodi und den Betriebszustand jedes der Reibeingriffselemente C1, C2, C3, C4, B1, B2 und B3 in einem oder mehreren Gängen zeigt, die in jedem der Betriebsmodi bereitgestellt sind. Darüber hinaus entsprechen 12 und 13 jeweils 7 und 8, die sich auf die erste Ausführungsform beziehen. Das heißt, diese Figuren zeigen die Drehzahldiagramme der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, wobei 12 ein Drehzahldiagramm des elektrischen Drehmomentwandler Modus ist und 13 ein Drehzahldiagramm des Parallelmodus ist. Man beachte, dass „1.", „2", und "3" in 13 dem Drehzahldiagramm für den elektrischen Fahrmodus entsprechen. Auch in diesen Drehzahldiagrammen entspricht, ähnlich 7 und 8, jede der Mehrzahl an Ordinaten, die parallel angeordnet sind, jedem der Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Speziell entsprechen „ca1", „r1" und „s1", die über jeder Ordinate gezeigt werden, jeweils dem Träger ca1, dem Hohlrad r2 und dem ersten Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, und „s3", „r2", „ca2" und „s2" entsprechen jeweils dem zweiten Sonnenrad s3, dem Hohlrad r2, dem Träger ca2 und dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Darüber hinaus gibt die Gerade L1 in 12 den Betriebszustand der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 an und die Gerade L2 gibt den Be triebszustand der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 an. Außerdem gibt in 13 jede der Geraden die Betriebszustände der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 in jedem der Gänge an.
Man beachte, dass in 11 bis 13 „1.", „2." und „3." jeweils den ersten Vorwärtsgang, den zweiten Vorwärtsgang und den dritten Vorwärtsgang im Parallelmodus und im elektrischen Fahrmodus angeben. Darüber hinaus geben „4.", „5.", „6." Und „REV" jeweils den vierten Vorwärtsgang, den fünften Vorwärtsgang, den sechsten Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang im Parallelmodus an.
Wie in 11 bis 13 gezeigt, verwendet diese Hybridantriebsvorrichtung H einen Motorgenerator MG, und der Punkt, dass sie so strukturiert ist, dass sie das Schalten zwischen den drei Betriebsmodi ermöglicht, dem „elektrischen Drehmomentwandler Modus", dem „Parallelmodus" und dem „elektrischen Fahrmodus", ist ähnlich der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Im Gegensatz dazu weist diese Hybridantriebsvorrichtung H mehr Gänge auf als die oben beschriebene Ausführungsform, und speziell weist der Parallelmodus sieben Gänge, inklusive den Rückwärtsgang, auf, und der elektrische Fahrmodus weist drei Gänge auf. Nachstehend werden die Betriebszustände der Hybridantriebsvorrichtung H in jedem der Betriebsmodi im Detail erklärt.
2-3. Elektrischer Drehmomentwandler Modus
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind ebenfalls, wie in 11 gezeigt, im elektrischen Drehmomentwandler Modus die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingerückt. Dabei wird das Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 an dem Gehäuse Ds stationär gehalten, und das zweite Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 und die Eingangswelle I sind so verbunden, dass sie integral drehen. Darüber hinaus ist, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, das Übersetzungsverhältnis λ1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 (Verhältnis der Anzahl der Zähne des Sonnenrads s1 und des Hohlrads r1 = [Anzahl der Zähne im Sonnenrad s1]/[Anzahl der Zähne im Hohlrad r]) so festgesetzt, dass der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s1 bezüglich des absoluten Werts der Drehzahl des Trägers ca1 reduziert wird. Deshalb reduziert die erste Planetengetriebevorrichtung P1 den absoluten Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG und überträgt die resultierende Drehzahl auf das erste Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Dabei wird das Drehmoment des Motorgenerators MG, das abhängig vom Übersetzungsänderungsverhältnis aufgrund der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 vergrößert wurde, auf das erste Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen.
Darüber hinaus dreht, wie durch L2 in 12 gezeigt, in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das Hohlrad, das in der Reihenfolge der Drehzahl an zweiter Stelle steht, integral mit der Ausgangswelle O und das zweite Sonnenrad s3, das in der Reihenfolge der Drehzahl an erster Stelle steht, dreht integral mit der Eingangswelle I. Außerdem wird die Drehung des Motorgenerators MG, die durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 reduziert wurde, auf das erste Sonnenrad s2 übertragen, das in der Reihenfolge der Drehzahl an vierter Stelle steht. In diesem Modus kann der Träger ca2, der in der Reihenfolge der Drehzahl an dritter Stelle steht, frei drehen. Man beachte, dass hier „in der Reihenfolge der Drehzahl" im Allgemeinen die Reihenfolge von der hohen Drehzahl Seite zur niedrigen Drehzahl Seite angibt und im Rückwärtsgang im Parallelmodus die Reihenfolge von der niedrigen Drehzahl Seite zur hohen Drehzahl Seite angibt. Dadurch, dass sie so strukturiert ist, kombiniert die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 die Drehung des Motorgenerators nach der Drehzahlreduzierung und die Drehung der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und überträgt die resultierende Drehung auf die Ausgangswelle O. Speziell fungiert bei der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 das Drehmoment des Motorgenerators MG, das über die erste Planetengetriebevorrichtung P1 auf das erste Sonnenrad s2 übertragen wird, als eine Reaktionskraft auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E), die auf das zweite Sonnenrad s3 übertragen wird, und somit werden diese Drehmomente kombiniert und das resultierende Drehmoment wird auf die Ausgangswelle O übertragen. Zu diesem Zeitpunkt hat das erste Sonnenrad s2 eine negative Drehung und das zweite Sonnenrad s3, das integral mit dem Verbrennungsmotor E und der Eingangswelle I dreht, hat eine positive Drehung und somit wird der absolute Wert der Drehzahl des Hohlrads r2, das in der Reihenfolge der Drehzahl zwischen dem ersten Sonnenrad s2 und dem zweiten Sonnenrad s3 liegt, bezüglich des absoluten Werts der Drehzahl des zweiten Sonnenrads s3 reduziert. Deshalb reduziert die zweite Planetengetriebevorrichtung P2, ähnlich der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle I und überträgt die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O. Dabei wird das Drehmoment der Eingangswelle I vergrößert und das resultierende Drehmoment wird an die Ausgangswelle O ausgegeben.
Darüber hinaus fungiert diese Hybridantriebsvorrichtung H als ein elektrischer Drehmomentwandler, indem sie ähnlich arbeitet wie die oben beschriebene erste Ausführungsform. Außerdem ist diese Hybridantriebsvorrichtung H auch so strukturiert, dass sie simultanes Schalten ermöglicht, bei dem das Einrücken der ersten Kupplung C1 durchgeführt wird, während die Drehzahlen des eingangsseitigen Drehelements und des ausgangsseitigen Drehelements der ersten Kupplung C1 gleich sind, wenn der Modus, durch eine ähnliche Betätigung wie in der ersten Ausführungsform, vom elektrischen Drehmomentwandlermodus zum ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus geschaltet wird.
2-4. Parallelmodus
In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hybridantriebsvorrichtung H im Parallelmodus einen ersten Vorwärtsgang, einen zweiten Vorwärtsgang, und einen dritten Vorwärtsgang, die als Drehzahlreduzierungsstufen dienen, die gebildet werden, indem die Eingangswelle I und der Motorgenerator MG direkt verbunden werden und; einen vierten Vorwärtsgang, der ähnlich gebildet wird, indem die Eingangswelle I und der Motorgenerator MG direkt verbunden werden, und der als ein direkt verbundener Gang dient, der die Drehzahl der Eingangswelle I auf die Ausgangswelle O mit der gleichen Drehzahl überträgt; und einen fünften Vorwärtsgang, einen sechsten Vorwärtsgang und ein Rückwärtsgang, die den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöhen und das Ergebnis auf die Ausgangswelle O übertragen, und die als Beschleunigungsgänge dienen, die den absoluten Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG reduzieren und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen. Nachstehend wird der Betriebszustand der Hybridantriebsvorrichtung H bei jedem der Gänge erklärt.
Wie in 11 gezeigt, sind im ersten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Bremse B3 eingerückt. Außerdem sind, wie in 10 und 13 gezeigt, im ersten Vorwärtsgang durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral. Außerdem wird durch Einrücken der ersten Bremse B1 der absolute Wert der Drehzahl des zweiten Sonnenrads s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 des zweiten Planetengetriebemechanismus P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Von der Mehrzahl der Gänge im Parallelmodus ist das Übersetzungsänderungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs so festgesetzt, dass es am höchsten ist.
Wie in 11 gezeigt, sind im zweiten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Bremse B3 eingerückt. Außerdem sind, wie in 10 und 13 gezeigt, im zweiten Vorwärtsgang, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral. Außerdem wird durch Einrücken der dritten Bremse B3 der absolute Wert der Drehzahl des zweiten Sonnenrads s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses zweiten Vorwärtsgangs ist so festgesetzt, dass es kleiner ist als das Übersetzungsänderungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs.
Wie in 11 gezeigt, sind im dritten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die zweite Bremse B2 eingerückt. Außerdem sind, wie in 10 und 13 gezeigt, im dritten Vorwärtsgeschwindigkeit, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral. Außerdem wird durch Einrücken der zweiten Bremse B2 der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s3 der Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses dritten Vorwärtsgangs ist so festgesetzt, dass es kleiner ist als das Übersetzungsänderungsverhältnis des zweiten Vorwärtsgangs.
Wie in 11 gezeigt, sind im vierten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 eingerückt. Außerdem sind, wie in 10 und 13 gezeigt, im vierten Vorwärtsgang, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevor- richtung P2 verbunden und drehen integral. Des Weiteren bilden die erste Planetengetriebevorrichtung P1 und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 durch Einrücken der dritten Kupplung C3 eine direkte Verbindung, und das Ganze dreht integral, die Drehzahlen der Eingangswelle I und des Motorgenerators MG werden auf die Ausgangswelle O mit der gleichen Drehzahl übertragen und ausgegeben. Deshalb hat dieser vierte Vorwärtsgang ein Übersetzungsänderungsverhältnis von 1. Man beachte, dass die Hybridantriebsvorrichtung H der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, auch so strukturiert ist, dass ein Gang mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 nicht umgesetzt werden kann, während die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) getrennt ist, und es nicht möglich ist, direkt vom vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus zum elektrischen Fahrmodus zu schalten. Deshalb wird, ähnlich der Steuerungsverarbeitung, die im Abschnitt „1-6. Spezialsteuerungsverarbeitung" nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erklärt wurde, beim Schalten vom vierten Vorwärtsgang im Parallelmodus zum elektrischen Fahrmodus, die Steuerung zum Schalten zum elektrischen Fahrmodus ausgeführt, nachdem zum dritten Vorwärtsgang oder zum fünften Vorwärtsgang des Parallelmodus geschaltet wurde.
Wie in 11 gezeigt, sind im vierten Vorwärtsgang, die erste Kupplung C1, die dritte Kupplung C3 und die zweite Bremse B2 eingerückt. Außerdem ist, wie in 10 und 13 gezeigt, im fünften Vorwärtsgang durch Einrücken der ersten Kupplung C1 der Motorgenerator MG direkt mit dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden, und sie drehen integral. Darüber hinaus wird durch Einrücken der dritten Kupplung C3 und der zweiten Bremse B2 der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) erhöht, die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 übertragen, und dann durch die erste Kupplung C1 zusammen mit der Drehung des Motorgenerators MG auf das zweite Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Dann wird der absolute Wert der Drehzahl des zweiten Sonnenrads s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Übersetzungsverhältnisse der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so festgesetzt, dass der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöht wird und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Deshalb ist das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses fünften Vorwärtsgangs kleiner als 1.
Wie in 11 gezeigt, sind im sechsten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die dritte Kupplung C3 und die dritte Bremse B3 eingerückt. Außerdem ist, wie in 10 und 13 gezeigt, im sechsten Vorwärtsgang der Motorgenerator MG durch Einrücken der ersten Kupplung C1 direkt mit dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und sie drehen integral. Dann wird durch Einrücken der dritten Kupplung C3 und der dritten Bremse B3 der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) erhöht und die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 übertragen, und dann wird diese resultierende Drehzahl durch die erste Kupplung C1 zusammen mit der Drehung des Motorgenerators MG auf das zweite Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Außerdem wird der absolute Wert der Drehzahl des zweiten Sonnenrads s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Übersetzungsverhältnisse der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so festgesetzt, dass der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöht wird, und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Außerdem ist das Übersetzungsänderungsverhältnis des sechsten Vorwärtsgangs so festgesetzt, dass es kleiner ist als das Übersetzungsänderungsverhältnis des fünften Vorwärtsgangs.
Wie in 11 gezeigt, sind im Rückwärtsgang die erste Kupplung C1, die vierte Kupplung C4 und die erste Bremse B1 eingerückt. Außerdem ist, wie in 10 und 13 gezeigt, im Rückwärtsgang durch das Einrücken der vierten Kupplung C4, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) direkt mit dem Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und sie drehen integral. Außerdem dreht sich durch das Einrücken der ersten Bremse B1 die Drehung des Trägers ca der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, um und die resultierende Drehung wird auf das Hohlrad r2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. In dieser Situation drehen durch das Einrücken der ersten Kupplung C1 auch der Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der Motorgenerator MG umgekehrt.
2-5. Elektrischer Fahrmodus
In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hybridantriebsvorrichtung H im elektrischen Fahrmodus einen ersten Vorwärtsgang, einen zweiten Vorwärtsgang, und einen dritten Vorwärtsgang, die als Drehzahlreduzierungsstufen dienen, in denen der absolute Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG reduziert wird und die resultierende Drehzahl an die Ausgangswelle O ausgegeben wird. Der erste Vorwärtsgang, der zweite Vorwärtsgang und der dritte Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus sind identisch mit dem ersten Vorwärtsgang, dem zweiten Vorwärtsgang und dem dritten Vorwärtsgang des oben beschriebenen Parallelmodus, außer dass die Eingangswelle I vom zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 dadurch getrennt ist, dass die zweite Kupplung C2 ausgerückt ist.
2-6 Beispiele alternativer Strukturen
In der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Struktur erklärt, bei der es möglich ist, mehrere Gänge im Parallelmodus und im elektrischen Fahrmodus umzusetzen, als in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, indem in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 vier Drehelemente bereitgestellt werden. Eine Struktur zum Erhöhen der Gänge des Parallelmodus und des elektrischen Fahrmodus, die über die der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hinausgeht, ist nicht auf die Strukturen beschränkt, die in 10 bis 13 dargestellt sind. Deshalb werden alternative Beispiele von Strukturen, die ein Erhöhen der Drehzahlen ermöglichen und über diejenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hinaus ermöglichen, indem sie vier Drehelemente sowohl in der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 als auch in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 bereitstellen, sind nachstehend mit Bezug auf die Drehzahldiagramme für den elektrischen Drehmomentwandler Modus, der in 14 bis 19 gezeigt wird, erklärt. Man beachte, dass auch in diesen Drehzahldiagrammen „o" die Drehzahl des Motorgenerators MG zeigt, „Δ" die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) zeigt, „✰" die Drehzahl der Ausgangswelle O zeigt und „x" die Bremse zeigt.
Hier zeigen 14 bis 16 ein Beispiel, in dem die erste Planetengetriebevorrichtung P1 mit drei Drehelementen ausgestattet ist, und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 mit vier Drehelementen ausgestattet ist, und 17 bis 19 zeigen ein Beispiel, in dem die erste Planetengetriebevorrichtung P1 mit vier Drehelementen ausgestattet ist und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 mit drei Drehelementen ausgestattet ist. Allerdings haben all diese Beispiele die folgenden Punkte gemeinsam. Speziell ist in der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 ein erstes Drehelement (1) mit dem Motorgenerator MG verbunden, ein zweites Drehelement (2) wird stationär an dem Gehäuse Ds gehalten, und in diesem Zustand wird ein Übersetzungsverhältnis so festgesetzt, dass der absolute Wert der Drehzahl eines dritten Drehelements (3) im Bezug auf den absoluten Wert der Drehzahl des ersten Drehelements (1) reduziert wird. Außerdem ist in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 die Eingangswelle I mit einem ersten Drehelement (1) verbunden, die Ausgangswelle O ist mit einem zweiten Drehelement (2) verbunden und das dritte Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 ist mit einem dritten Drehelement (3) verbunden. Man beachte, dass die Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente in diesen Drehzahldiagrammen entsprechen, durch das Festsetzen der Übersetzungsverhältnisse der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 bestimmt ist. Außerdem können die spezifischen Strukturen jedes der Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 jede Struktur annehmen, bei der die Anzahl der Drehelemente, die in jedem der Beispiele notwendig sind, umgesetzt werden können.
„a1", „b1" und „c1", die in der Reihenfolge der Drehzahl über jeder der Ordinaten der in 14 gezeigten Drehzahldiagramme angeordnet sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „A2", „B1", „C2" und „D2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darunter angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2), dem Zwischendrehelement (m) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in dem in 14 gezeigten Beispiel in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedrigtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur), die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: Die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; und die Ordinate, die den dritten Drehelementen (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht.
Man beachte, dass ähnlich wie oben formuliert, in den in 12 gezeigten Beispielen in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedrigtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur), die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende ist: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. Deshalb unterscheidet sich das in 14 gezeigte Beispiel vom in 12 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die Anordnung der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht, und der Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht, das heißt, die Anordnung der dritten Ordinate und der vierten Ordinate, von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite vertauscht sind.
„a1", „b1", und „c1", die, angeordnet in der Reihenfolge der Drehzahl, auf der oberen Seite jeder der Ordinaten der in 15 gezeigten Drehzahldiagramme gezeigt werden, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „A2", „B1", „C2" und „D2", die darunter gezeigt sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2), dem Zwischendrehelement (m) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem is, bei den in 15 gezeigten Beispielen in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur), die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: Die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem Zwischendrehelement (m) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. D. h., das Beispiel, das in 15 gezeigt wird, unterscheidet sich von dem in 12 gezeigtem Beispiel in dem Punkt, dass sich die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht, mit der Position der Ordinate deckt, die dem mittleren Drehelement (m) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht.
„a1", „b1" und „c1", die in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet sind, und auf der oberen Seite jeder der Ordinaten der in 16 gezeigten Drehzahldiagramme gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „A2", „B1" und „C2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darunter angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Man beachte, dass „D2" dem dritten Drehelement (3) in der Reihenfolge der Drehzahl folgt, und hier das vierte Drehelement (4) ist. Außerdem ist in den in 16 gezeigten Beispielen in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) die Reihenfolge der Anord nung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: Die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem vierten Drehelement (4) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. D. h., das in 16 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 12 gezeigtem Beispiel in dem Punkt, dass die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 ein viertes Drehelement (4) hat, das dem dritten Drehelement (3) an Stelle des mittleren Drehelements (m) in der Reihenfolge der Drehzahl folgt.
„A1", „B1", „C1" und „D1", die in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet sind und auf der oberen Seite jeder der Ordinaten der in 17 gezeigten Drehzahldiagramme gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2), dem Zwischendrehelement (m) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „a2", „b2", und „c2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darunter angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist, in den in 17 gezeigten Beispielen, in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur), die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: Die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. Man beachte, dass sich das in 17 gezeigte Beispiel von dem in 12 gezeigtem Beispiel in dem Punkt unterscheidet, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ein Zwischendrehelement (m) hat, und dieses zwischen der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht, und der Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht, angeordnet ist.
„A1”, „B1", „C1" und „D1", die, angeordnet in der Reihenfolge der Drehzahl, auf der oberen Seite jeder der Ordinaten der in 18 gezeigten Drehzahldiagramme gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem Zwischendrehelement (m), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „a2", „b2", und „c2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darunter angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2), dem Zwischendrehelement (m) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in den in 18 gezeigten Beispielen, in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur), die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: Die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. D. h., das in 18 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 12 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ein Zwischendrehelement (m) hat und dieses zwischen der Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht und der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht, angeordnet ist.
„A1", „B1", „C1" und „D1", die in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet sind und auf der oberen Seite jeder der Ordinaten der in 19 gezeigten Drehzahldiagramme gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem Zwischendrehelement (m), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „a2", „b2" und „c2" die in der Reihenfolge der Drehzahl darunter angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in den in 19 gezeigten Beispielen in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite der Figur), die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: Die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. D. h., das in 19 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 12 gezeigtem Beispiel in dem Punkt, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ein Zwischendrehelement (m) hat, und dieses so angeordnet ist, dass es sich mit der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht, deckt.
3. Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die Hybridantriebsvorrichtung H nach dieser Ausführungsform ist so strukturiert, dass der Träger ca1, der das „zweite Drehelement (2)" der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 ist und der Träger ca2, der das „dritte Drehelement (3)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ist, so miteinander verbunden sind, dass sie integral drehen, und das Hohlrad r1, das das „dritte Drehelement (3)" der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 ist, durch die erste Bremse B1 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten wird. In diesem Punkt unterscheidet sich die Struktur der vorliegenden Ausführungsform von der Struktur der ersten Ausführungsform, d. h., der Struktur, in der das „dritte Drehelement (3) (Sonnenrad s1)" der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und das „dritte Drehelement (3) (Sonnenrad s2)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so miteinander verbunden sind, dass sie integral drehen, und das „zweite Drehelement (2) (Hohlrad r1)" der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 durch die erste Bremse B1 an dem Gehäuse Ds selektiv stationär gehalten wird.
Außerdem unterscheidet sich die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform auch in dem Punkt von der ersten Ausführungsform, dass sie so strukturiert ist, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 durch einen Planetengetriebemechanismus mit Einfachplanetenrädern strukturiert ist und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 durch einen Planetengetriebemechanismus mit Doppelplanetenrädern strukturiert ist. Außerdem unterscheidet sich, zusätzlich zu einer solchen Änderung der Struktur, die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform auch in den Punkten von der ersten Ausführungsform, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Motorgenerator MG auf der Seite des Verbren nungsmotors angeordnet ist und die erste Planetengetriebevorrichtung P1 und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 nebeneinander angeordnet werden können. Nachfolgend wird die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform erklärt, wobei der Schwerpunkt auf den Unterschieden zur oben beschriebenen ersten Ausführungsform liegt. Man beachte, dass die Systemstruktur der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der in 2 gezeigten ist, und aus diesem Grund wird auf eine Erklärung dieses Punkts verzichtet. Außerdem ist auch was die anderen Strukturen betrifft, im Bezug auf die Punkte, die nicht speziell erklärt werden, die vorliegende Ausführungsform ähnlich der oben beschriebenen Ausführungsform.
3-1. Sämtliche Strukturen der Hybridantriebsvorrichtung H
20 ist ein Skelettdiagramm, das die Struktur der Hybridantriebsvorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie in dieser Figur gezeigt, ist diese Hybridantriebsvorrichtung H, ähnlich der ersten Ausführungsform, mit einer Eingangswelle I, die mit einem Verbrennungsmotor E verbunden ist, einer Ausgangswelle O, die mit den Rädern W verbunden ist (siehe 2), einem Motorgenerator MG, einer ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ausgestattet. Außerdem sind diese Strukturen in einem Gehäuse Ds untergebracht, das als ein nicht drehendes Element dient, das an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Allerdings unterscheidet sich die Struktur der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 in der Hybridantriebsvorrichtung H der vorliegenden Erfindung von der in der ersten Ausführungsform.
Die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ist durch einen Planetengetriebemechanismus mit einem Einfachplanetenrad strukturiert, das konzentrisch zur Eingangswelle I angeordnet ist. Speziell enthält die erste Planetengetriebevorrichtung P1 als Drehelemente einen Träger ca1, der eine Mehrzahl an Zahnrädern trägt und ein Sonnenrad s1 und ein Hohlrad r1, die jeweils mit den Zahnrädern kämmen. Das Sonnenrad s1 ist mit dem Motorgenerator MG so verbunden, dass es integral damit dreht. Außerdem ist der Träger ca1 mit dem Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so verbunden, dass er integral damit dreht. Die Träger ca1 und ca2 werden durch die zweite Bremse B2 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten, und durch die dritte Kupplung C3 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden. Außerdem wird das Hohlrad r1 durch die erste Bremse B1 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen das Sonnenrad s1, der Träger ca1 und das Hohlrad r1 jeweils dem "ersten Drehelement (1)", dem „zweiten Drehelement (2)" und dem „dritten Drehelement (3)" der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 der vorliegenden Erfindung.
Die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 ist als ein Planetengetriebemechanismus mit Doppelplanetenrädern strukturiert, der koaxial zur Eingangswelle I angeordnet ist. Speziell enthält die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 als Drehelemente einen Träger ca1, der eine Mehrzahl an Planetenrädern trägt und ein Sonnenrad s2 und ein Hohlrad r2, die mit den Planetenrädern kämmen. Das Sonnenrad s2 ist über eine erste Kupplung C1 selektiv mit dem Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 verbunden, und ist über eine zweite Kupplung C2 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden. Speziell wird die Drehung der Eingangswelle I durch eine zweite Kupplung C2 selektiv auf dieses Sonnenrad s2 übertragen und die Drehung des Motorgenerators MG wird durch eine erste Kupplung C1 selektiv auf dieses Sonnenrad s2 übertragen. Außerdem ist das Hohlrad r2 so mit der Ausgangswelle O verbunden, dass es integral damit dreht. Darüber hinaus ist der Träger ca2 mit dem Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 so verbunden, dass er integral damit dreht. Wie oben erklärt, werden die Träger ca1 und ca2 durch die zweite Bremse B2 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten, und sind durch die dritte Kupplung C3 selektiv mit der Ausgangswelle O verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen das Sonnenrad s2, das Hohlrad r2 und der Träger ca2 jeweils dem „ersten Drehelement (1)", dem „zweiten Drehelement (2)" und dem „dritten Drehelement (3)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 der vorliegenden Erfindung.
21 ist ein schematisches Diagramm, dass den Verbindungszustand jeder der grundlegenden Strukturen dieser Hybridantriebsvorrichtung H einfacher darstellt. In dieser Zeichnung sind sämtliche Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 horizontal in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet, und durch gestrichelte Linien verbunden dargestellt, und die grundlegenden Elemente, die mit jedem dieser Drehelemente verbunden sind, sind verbunden durch eine durchgezogene Linie gezeigt. Wie in der Figur gezeigt, enthält die erste Planetengetriebevorrichtung P1 in der Reihenfolge der Drehzahl ein Sonnenrad s1, einen Träger ca1 und ein Hohlrad r1. Außerdem enthält die zweite Planetengetriebevorrichtung P2, in der Reihenfolge der Drehzahl, ein Sonnenrad s2, ein Hohlrad r2 und einen Träger ca2. Hier sind der Träge ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so verbunden, dass sie integral drehen.
Außerdem ist das Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 so mit dem Motorgenerator MG verbunden, dass er integral damit dreht, und kann über die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden werden. Der Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die miteinander verbunden sind, können durch die dritte Kupplung C3 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden werden, und können durch die zweite Bremse B2 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten werden. Das Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 kann durch die erste Bremse B1 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten werden. Das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 kann durch die erste Kupplung C1 selektiv mit dem Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 verbunden werden, und kann durch die zweite Kupplung C2 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden werden. Das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ist mit der Ausgangswelle O so verbunden, dass es integral damit dreht.
Wie in 20 gezeigt, ist bei dieser Hybridantriebsvorrichtung H, durch Verwenden der oben beschriebenen Struktur, der Motorgenerator MG näher an der Seite des Verbrennungsmotors E angeordnet als die erste Planetengetriebevorrichtung P1, und die erste Planetengetriebevorrichtung P1 und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 sind daneben angeordnet. Dabei ist es möglich, den Motorgenerator MG, der im Allgemeinen einen größeren Durchmesser als das Getriebe der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 aufweist, an einer Position auf der Seite des Verbrennungsmotors E anzuordnen, die der Position eines Drehmomentwandlers eines herkömmlichen Automatikgetriebes entspricht. Dadurch wird es möglich, eine Hybridantriebsvorrichtung H herzustellen, die höchst kompatibel mit dem herkömmlichen Automatikgetriebe ist. Außerdem ist es dadurch, dass man aus dem Getriebe der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 und dergleichen eine Einheit machen kann, die vom Motorgenerator MG getrennt ist, möglich, die Zusammenbaueigenschaften der Hybridantriebsvorrichtung H zu verbessern.
3-2. Die Betriebsmodi der Hybridantriebsvorrichtung H
Als nächstes werden die Betriebsmodi erklärt, die durch die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform umgesetzt werden können. 22 ist ein Wirkschaltplan, der eine Mehrzahl an Arbeitsmodi und den Betriebszustand jedes der Reibeingriffselemente C1, C2, C3, B1 und B2 bei einem oder mehreren Gängen zeigt, die in jedem Betriebsmodus vorgesehen sind. In dieser Figur stellt „o" den Zustand dar, in dem jedes der Reibeingriffsele mente eingerückt ist, und keine Markierung stellt einen Zustand dar, in dem jedes der Reibeingriffselemente ausgerückt ist. Außerdem ist 23 eine Zeichnung, die die Verhältnisse zwischen den Modi, die zum Schalten verfügbar sind, und den Gängen zeigt. Man beachte, dass die Konturenpfeile in der Zeichnung die Beziehung zeigen, bei der synchrones Schalten möglich ist. 24 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel eines Kennfeldes zeigt, das das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit), der benötigten Antriebskraft und dem zugeteilten Bereich von jedem Gang im elektrischen Drehmomentwandlermodus und im Parallelmodus zeigt. Auch in dieser Figur ist die Abszisse die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Ordinate ist die benötigte Antriebskraft, die auf der Gasbetätigung und dergleichen durch den Fahrer basiert.
Außerdem zeigen 25, 26 und 27 Drehzahldiagramme der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, wobei 25 das Drehzahldiagramm für den elektrischen Drehmomentwandler Modus zeigt und 26 das Drehzahldiagramm für den Parallelmodus zeigt und 27 das Drehzahldiagramm für den Verbrennungsmotor Fahrmodus zeigt. Man beachte, dass „1." und „2." in 26 gleich dem Drehzahldiagramm für den elektrischen Fahrmodus sind. Bei diesen Drehzahldiagrammen entsprechen die Ordinaten den Drehzahlen jedes der Drehelemente. Speziell zeigt „0", das entsprechend der Ordinate gezeigt wird, dass die Drehzahl Null ist, die Seite über „0" ist eine positive Drehzahl und die Seite unter „0" ist eine negative Drehzahl. Außerdem entsprechen jede der Mehrzahl an Ordinaten, die parallel angeordnet sind, jedem der Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Speziell entsprechen „s1", „ca1" und „r1", die über jeder der Ordinaten gezeigt sind, jeweils dem Sonnenrad s1, dem Träger ca1 und dem Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, und „s2", „r2" und „ca2" entsprechen jeweils dem Sonnenrad s2, dem Hohlrad r2 und dem Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Darüber hinaus entsprechen die Lücken in den Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, den Übersetzungsverhältnissen der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem zeigt in 25 und 27 die Gerade L1 den Betriebszustand der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und die Gerade L2 zeigt den Betriebszustand der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem zeigt in 26 jede der Geraden den Betriebszustand der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 in jedem der Gänge. Man beachte, dass bei diesen Drehzahldiagrammen „o" die Drehzahl des Motorgenerators MG zeigt, „Δ" die Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor R) zeigt, „✰" die Drehzahl der Ausgangswelle O zeigt, und „x" die Bremse zeigt.
Man beachte, dass in 22 bis 27 „1." den ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus, des elektrischen Fahrmodus und des elektrischen Drehmomentwandler Modus kennzeichnet. Darüber hinaus kennzeichnet „2." den zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus und des elektrischen Fahrmodus. Außerdem kennzeichnen „3." und „4." jeweils den dritten und den vierten Vorwärtsgang im Parallelmodus.
Wie in 22 bis 27 gezeigt, ist diese Hybridantriebsvorrichtung H so strukturiert, dass sie drei Betriebsmodi enthält, d. h., den „elektrischen Drehmomentwandler Modus", den „Parallelmodus" und den „elektrischen Fahrmodus", und außerdem einen „Verbrennungsmotor Fahrmodus" enthält, in dem das Fahren möglich ist, bei dem nur die Antriebskraft des Verbrennungsmotors E verwendet wird, ohne dass der Motorgenerator MG verwendet wird. Dadurch kann diese Hybridantriebsvorrichtung H zwischen insgesamt vier Betriebsmodi schalten. Außerdem enthält diese Hybridantriebsvorrichtung H vier Gänge im Parallelmodus und zwei Gänge im elektrischen Fahrmodus. Darüber hinaus wird das Schalten zwischen diesen Betriebsmodi und innerhalb jedes dieser Betriebsmodi durchgeführt, indem jedes der Reibeingriffselemente C1, C2, C3, B1 und B2 durch Steuern der hydraulischen Steuervorrichtung 13, die die Steueranweisungen vom Schaltsteuermittel 36 der Steuervorrichtung ECU verwendet, eingerückt oder ausgerückt wird. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Schaltsteuervorrichtung 36, gemäß dem Ergebnis der Auswahl des Betriebsmodus und des Gangs, der vom Mittel 37 zum Auswählen der des Betriebsmodus und des Gangs, abhängig vom in 24 gezeigten Kennfeld, die Steueranweisungen an die hydraulische Steuervorrichtung 13 aus. Man beachte, dass zu diesem Zeitpunkt die Steuervorrichtung ECU die Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Motorgenerators MG, und die Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Verbrennungsmotors E und dergleichen ausführt. In der vorliegenden Ausführungsform wählt das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs den Betriebsmodus und dem Gang aus, die abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der benötigten Kraftausgabe bestimmt werden, die nach dem in 24 gezeigten Kennfeld durch das Mittel 35 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und das Mittel 40 zum Erfassen der benötigten Antriebskraft erhalten wurden. Speziell wählt das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs den elektrischen Drehmomentwandler Modus, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand beschleunigt, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit extrem niedrig ist. Außerdem wählt das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs unter anderen Bedingungen jeden der Gänge für den Parallelmodus und den elektrischen Fahrmodus gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und der benötigten Antriebskraft und dergleichen aus. Man beachte, dass der elektrische Fahrmodus in dem Fall ausgewählt wird, in dem das Mittel 41 zum Erkennen der Verbrennungsmotorstoppbedingungen erkannt hat, dass die Verbrennungsmotorstoppbedingungen erfüllt sind. Außerdem wird der Verbrennungsmotor Fahrmodus in dem Fall ausgewählt, in dem Bedingungen, wie die Fahrzeugbeschleunigung aus dem Stillstand im elektrischen Drehmomentwandler Modus und ein sehr geringer Ladezustand der Batterie erfüllt sind. Nachstehend werden die Betriebszustände der Hybridantriebsvorrichtung H in jedem Betriebsmodus ausführlich erklärt.
3-3. Elektrischer Drehmomentwandler Modus
Wie in 22 gezeigt, sind im elektrischen Drehmomentwandler Modus die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingerückt. Dabei wird das Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 stationär an dem Gehäuse Ds gehalten und das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ist mit der Eingangswelle I so verbunden, dass es integral damit dreht.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wie durch die Gerade L1 in 25 gezeigt, in der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, in der Reihenfolge der Drehzahl, die Drehzahl des Hohlrads r1, das sich auf der einen Seite befindet, im Bezug auf das Sonnenrad, das sich auf der anderen Seite befindet, Null. Deshalb wird der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s1, das mit dem Motorgenerator MG so verbunden ist, dass es integral damit dreht, reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca1 übertragen, der in der Reihenfolge der Drehzahl dazwischen liegt. Man beachte, dass zu diesem Zeitpunkt, da der Motorgenerator MG eine negative Drehung hat (die Drehzahl ist negativ) die der der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) entgegengesetzt ist, der Träger ebenfalls negativ dreht. Hier sind der Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der Träger ca1 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 so verbunden, dass sie integral drehen. Deshalb reduziert die erste Planetengetriebevorrichtung P1 den absoluten Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG, und die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Dabei wird das Drehmoment des Motorgenerators MG, dass gemäß dem Übersetzungsänderungsverhältnis aufgrund der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 vergrößert wurde, auf den Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Speziell ist in der vorliegenden Ausführungsform die erste Planetengetriebevorrichtung eine mit Einfachplanetenrädern, und deshalb wird, wie im unteren Bereich von 25 gezeigt, wenn das Übersetzungsverhältnis der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 (das Zahnverhältnis des Sonnenrads s1 und des Hohlrads r1 = [Anzahl der Zähne im Sonnenrad s1]/[Anzahl der Zähne im Hohlrad r1]) λ1 ist, ein Verhältnis gebildet, bei dem:das Drehmoment des Hohlrads r2:Drehmoment des Trägers ca1:Drehmoment des Sonnenrads s2 (Motorgenerator MG) = 1:(1 + λ1):λ1. Deshalb wird in dem Fall, in dem beispielsweise das Übersetzungsverhältnis in etwa λ1 = 0,5 ist, ein Drehmoment, das etwa drei Mal das Drehmoment des Motorgenerators MG ist, durch den Träger ca1 auf den Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Man beachte, das dieses Übersetzungsverhältnis λ1 in etwa festgesetzt werden kann, indem beispielsweise die Eigenschaften des Motorgenerators MG und das Gewicht des Fahrzeugs und dergleichen in Betracht gezogen werden.
Außerdem dreht, wie durch L2 in 25 gezeigt, in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 das Hohlrad r2, das in der Reihenfolge der Drehzahl dazwischen liegt, integral mit der Ausgangswelle O, und das Sonnenrad s2, das sich in der Reihenfolge der Drehzahl auf einer Seite befindet, dreht integral mit der Eingangswelle I. Außerdem wird die Drehung des Motorgenerators MG, die, wie oben beschrieben, durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 reduziert wurde, auf den Träger ca2 übertragen, der sich in der Reihenfolge der Drehzahl auf der anderen Seite befindet. Deshalb kombiniert die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 die Drehung des Motorgenerators MG nach der Reduzierung und die Drehung der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und gibt die resultierende Drehung an die Ausgangswelle O aus. Speziell dient in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 das Drehmoment des Motorgenerators MG, das durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 auf den Träger ca2 übertragen wird, als eine Widerstandskraft zum Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E), die auf das Sonnenrad s2 übertragen wird, und diese Drehmomente werden kombiniert und auf die Ausgangswelle O übertragen. Zu diesem Zeitpunkt dreht der Träger ca2, der integral mit dem Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 dreht, negativ und das Sonnenrad s2, das integral mit dem Verbrennungsmotor E und der Eingangswelle I dreht, dreht positiv, und deshalb wird der absolute Wert der Drehzahl des Hohlrads r2, das in der Reihenfolge der Drehzahl zwischen diesen liegt, im Bezug auf den absoluten Wert der Drehzahl des Sonnenrads s2 reduziert. Deshalb reduziert die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle I und die resultierende Drehzahl wird auf die Ausgangswelle O übertragen. Dabei wird das Drehmoment der Eingangswelle I vergrößert und auf die Ausgangswelle O übertragen. Speziell wird in der vorliegenden Ausführungsform, da die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 zwei Planetenräder hat, wie im unteren Bereich von 25 gezeigt, wo das Übersetzungsver hältnis der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 (Zahnverhältnis des Sonnenrads s2 und des Hohlrads r2 = [Anzahl der Zähne des Sonnenrads s2]/[Anzahl der Zähne des Hohlrads r2]) λ2 ist, ein Verhältnis gebildet, bei dem das Drehmoment des Trägers ca2:Drehmoment des Hohlrads r2 (Ausgangswelle O):Drehmoment des Sonnenrads s1 (Eingangswelle I) = (1 – λ2):1:λ2. Deshalb wird in dem Fall, in dem das Übersetzungsverhältnis in etwa λ2 = 0,5 ist, etwa die Hälfte des Drehmoments des Sonnenrads s2 (Eingangswelle I) auf den Träger ca2 verteilt (das vergrößerte Drehmoment des Motorgenerators MG), und dabei wird ein Drehmoment, das etwa zweimal das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) ist, auf die Ausgangswelle O übertragen. Man beachte, dass dieses Übersetzungsverhältnis λ2 in etwa festgesetzt werden, indem die Eigenschaften des Verbrennungsmotors E und des Motorgenerators MG und das Gewicht des Fahrzeugs und dergleichen in Betracht gezogen werden.
Außerdem fungiert diese Hybridantriebsvorrichtung H als ein elektrischer Drehmomentwandler, indem sie wie folgt arbeitet. Speziell wenn das Fahrzeug startet, indem das Drehmoment in der positiven Richtung graduell erhöht wird, indem negative Drehung im Motorgenerator MG dazu gebracht wird, Energie zu erzeugen, die Reaktionskraft erhöht, indem das Drehmoment in der positiven Richtung des negativ drehenden Trägers ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 graduell erhöht wird, und die Drehzahl dieses Trägers ca2 erhöht wird (d. h., der absolute Wert der Drehzahl in der negativen Richtung reduziert wird). Dadurch kann das Fahrzeug sanft gestartet werden, indem die Drehzahl des Hohlrads r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das mit der Ausgangswelle O verbunden ist, graduell erhöht wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, ein Ausgangsdrehmoment auf die Ausgangswelle O zu übertragen, das etwa (1/2λ) Mal das Drehmoment des Verbrennungsmotors ist. Außerdem ist es zu diesem Zeitpunkt, da das Drehmoment des Motorgenerators MG, das durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 vergrößert wurde, als eine Reaktionskraft dient, selbst in dem Fall, in dem ein Motorgenerator MG verwendet wird, dessen Ausgangsdrehmoment vergleichsweise klein ist, möglich, eine ausreichende Reaktionskraft zu erhalten. Man beachte, dass die oberen und unteren Markierungen, die auf der Seite jedes der Drehelemente in 25 die Richtung des Drehmoments jedes der Drehelemente während eines solchen Starts zeigen.
Außerdem ist diese Hybridantriebsvorrichtung H so strukturiert, dass sie synchrones Schalten ermöglicht, wobei, wie in 23 gezeigt, wenn vom elektrischen Drehmomentwandlermodus zum zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus geschaltet wird, das Einrücken der ersten Kupplung C1 durchgeführt wird, während die Drehzahlen des eingangsseitigen Drehelements und des ausgangsseitigen Drehelements der ersten Kupplung C1 gleich sind. Des Weiteren ist die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform so strukturiert, dass sie ein synchrones Schalten ermöglicht, wobei beim Schalten des Modus auf den ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus das Einrücken der zweiten Bremse B2 durchgeführt wird, während die Drehzahl des drehseitigen Elements der zweiten Bremse B2 Null ist. Speziell entsprechen, wie in 20 gezeigt, bei der vorliegenden Ausführungsform das Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das integral mit der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) dreht, während die zweite Kupplung C2 eingerückt ist, und das Sonnenrad s1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, das integral mit dem Motorgenerator MG dreht, dem eingangsseitigen Drehelement und dem ausgangsseitigen Drehelement der ersten Kupplung C1. Außerdem entsprechen diese Träger ca1 und ca2 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die integral drehen, dem drehseitigen Element der zweiten Bremse B2.
Im elektrischen Drehmomentwandler Modus ist es, wie in 27 gezeigt, möglich, durch weiteres Erhöhen der Drehzahl durch Erhöhen des Drehmoments in der positiven Richtung des Motorgenerators MG (d. h., der absolute Wert der Drehzahl in der negativen Richtung wird reduziert) vom Zustand, der in 25 gezeigt ist, die Drehzahl des Motorgenerators MG Null zu machen. Zu diesem Zeitpunkt wird, dadurch dass der Eingriff der ersten Bremse beibehalten wird, die Gerade L1 horizontal, und alle der drei Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 hören auf zu drehen und stoppen. Deshalb ist es, da die Drehzahl der Träger ca1 und ca2 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die drehseitige Elemente der zweiten Bremse B2 sind, Null wird, möglich, die zweite Bremse B2 einzurücken, ohne einen Stoß oder dergleichen zu verursachen. Außerdem ist es, wie in 22 gezeigt, durch Einrücken der zweiten Bremse B2 möglich, vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus zu schalten, und deshalb ist es möglich, synchrones Schalten dazwischen umzusetzen.
Außerdem wird, von dem Zustand an, in dem die Gerade, die in 27 gezeigt wird, horizontal wird, die Drehzahl erhöht, indem das Drehmoment dadurch erhöht wird, dass das Drehmoment in der positiven Richtung erhöht wird, indem der Motorgenerator MG weiter läuft, ohne dass die zweite Bremse B2 eingerückt wird, und dadurch ist es möglich, die Drehzahl des Motorgenerators MG und die Drehzahl der Eingangswelle I in Übereinstimmung zu bringen, wie die Gerade, die den Zustand der zweiten Vorwärtsgeschwindigkeit im Drehzahldiagramm in 26 repräsentiert. In diesem Zustand ist es, da die Drehzahl des Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 und die Drehzahl des Sonnenrads s1 der Planetengetriebevorrichtung P1, die das eingangsseitige Drehelement und das ausgangsseitige Drehelement der ersten Kupplung C1 sind, übereinstimmen, möglich, die erste Kupplung C1 einzurücken, ohne einen Stoß oder dergleichen zu verursachen. Außerdem ist es, wie in 22 gezeigt, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 möglich, vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus zu schalten, und deshalb ist es möglich synchrones Schalten dazwischen umzusetzen. Man beachte, dass es bei der Hybridantriebsvorrichtung H der vorliegenden Ausführungsform möglich ist, synchrones Schalten durchzuführen, das zum Parallelmodus wechselt, während das Drehmoment in der positiven Richtung im Motorgenerator MG erzeugt wird. Das heißt, dass sich nach dieser Struktur, wenn vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum Parallelmodus geschaltet wird, die Richtung des Drehmoments des Motorgenerators MG nicht ändert. Somit ist es möglich, jegliches Zahnradschleifgeräusch aufgrund der Änderung der Kämmrichtung der Zahnräder der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 zu vermeiden, und dadurch ist es möglich, synchrones Schalten leiser und sanfter durchzuführen.
Man beachte, dass das synchrone Schalten, das umgesetzt wird, indem die zweite Bremse B2 eingerückt wird, und das synchrone Schalten, das umgesetzt wird, indem die erste Kupplung C1 eingerückt wird, beide in einem Prozess umgesetzt werden, in dem die Drehzahl der Ausgangswelle O durch Erhöhen der Drehzahl des Motorgenerators MG beim Fahren im elektrischen Drehmomentwandlermodus erhöht wird. Speziell wird nach der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Fahrzeug aus einem Stillstand beschleunigt, zuerst ein Zustand erreicht, der synchrones Schalten vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus ermöglicht, und hier wird, wenn das Fahrzeug weiter beschleunigt, ohne den Modus zu wechseln, ein Zustand erreicht, der synchrones Schalten vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus ermöglicht. Außerdem tritt beim Schalten zu einem dieser beiden Modi der Stoß, der das Einrücken des Reibeingriffselements begleitet, nicht auf, und es ist möglich, sanft zu schalten. Man beachte, dass beim Schalten des Modus vom elektrischen Drehmomentwandler Modus die Steuerverarbeitung zum Ermitteln, ob die erste Vorwärtsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotor Fahrmodus oder die zweite Vorwärtsgeschwindigkeit des Parallelmodus ausgewählt werden sollen, anhand des Ablaufdiagramms in der nachfolgenden "3-7. Spezialsteuerverarbeitung" ausführlich erklärt wird.
3-4. Verbrennungsmotor Fahrmodus
Der Verbrennungsmotor Fahrmodus ist ein Modus, der Fahren erlaubt, indem nur die Antriebskraft des Verbrennungsmotors E verwendet wird, ohne dass der Motorgenerator MG verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Hybridantriebsvorrichtung H nur einen ersten Vorwärtsgang im Verbrennungsmotor Fahrmodus. Wie in 22 gezeigt, sind im ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 eingerückt. Wie in 23 gezeigt, ermöglicht die erste Vorwärtsgeschwindigkeit dieses Verbrennungsmotor Fahrmodus das Schalten zwischen dem elektrischen Drehmomentwandler Modus und dem ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus. Speziell wird der erste Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus aus dem elektrischen Drehmomentwandler Modus umgesetzt, indem die zweite Bremse B2 eingerückt wird. Wie oben beschrieben kann das Schalten von diesem elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang umgesetzt werden, indem synchrones Schalten verwendet wird. Außerdem wird der erste Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus vom ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die erste Kupplung C1 ausgerückt wird und die erste Bremse B1 eingerückt wird.
Außerdem wird, wie in 20 und 27 gezeigt, im ersten Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus durch Einrücken der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) direkt mit dem Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und dreht integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 die Drehung aller Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 gestoppt. In diesem Zustand fungiert der Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, der durch die zweite Bremse B2 stationär an dem Gehäuse Ds gehalten wird, als ein Reaktionskraftpunkt auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E), und das Drehmoment des Motorgenerators MG wird überflüssig. Außerdem wird der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrades s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die mit der Eingangswelle I verbunden ist, reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden.
3-5. Parallelmodus
Jeder der Gänge des Parallelmodus der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Erfindung ist nahezu gleich strukturiert wie diejenigen der oben beschriebenen ersten Aus führungsform. Speziell hat diese Hybridantriebsvorrichtung H im Parallelmodus einen ersten Vorwärtsgang und einen zweiten Vorwärtsgang, die als Geschwindigkeitsreduzierungsstufen fungieren, die gebildet werden, während die Eingangswelle I und der Motorgenerator MG direkt verbunden sind; einen dritten Vorwärtsgang, der als ein direkt verbundener Gang fungiert, der ähnlich gebildet wird, während die Eingangswelle I und der Motorgenerator direkt verbunden sind, und die Drehzahl der Eingangswelle I an die Ausgangswelle O mit der gleichen Drehzahl übertragen wird; und einen vierten Vorwärtsgang, der als ein Beschleunigungsgang fungiert, bei dem der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöht wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird und der absolute Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG gesenkt wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird. Nachstehend wird der Betriebszustand der Hybridantriebsvorrichtung H in jedem der Gänge erklärt.
Wie in 22 gezeigt, sind im ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die zweite Bremse B2 eingerückt. Wie in 23 gezeigt, kann dieser erste Vorwärtsgang zwischen dem ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus und dem zweiten Vorwärtsgang und dem dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus schalten. Speziell wird der erste Vorwärtsgang des Parallelmodus vom ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus umgesetzt, indem die erste Bremse B1 ausgerückt wird und die erste Kupplung C1 eingerückt wird. Außerdem wird der erste Vorwärtsgang des Parallelmodus vom zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die erste Bremse B1 ausgerückt wird und die zweite Bremse B2 eingerückt wird. Darüber hinaus wird der erste Vorwärtsgang des Parallelmodus vom dritten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird und die zweite Bremse B2 eingerückt wird. Außerdem ist der Parallelmodus in der Lage, mit dem elektrischen Drehmomentwandler Modus zu schalten. Darüber hinaus wird der erste Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird.
Außerdem sind, wie in 20 und 26 gezeigt, im ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der zweiten Bremse B2 der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert, die resultierende Drehzahl wird auf das Hohl rad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Von der Mehrzahl an Gängen des Parallelmodus ist das Übersetzungsänderungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs so festgelegt, dass es am größten ist. Darüber hinaus entspricht dieses Übersetzungsänderungsverhältnis dem des ersten Vorwärtsgangs des Verbrennungsmotor Fahrmodus.
Wie in 22 gezeigt, sind im ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingerückt. Wie in 23 gezeigt, ermöglicht dieser zweite Vorwärtsgang das Schalten zwischen dem elektrischen Drehmomentwandler Modus und dem ersten Vorwärtsgang, dem zweiten Vorwärtsgang und dem vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus. Speziell wird der erste Vorwärtsgang vom elektrischen Drehmomentwandler Modus umgesetzt, indem die erste Kupplung C1 eingerückt wird. Außerdem wird der zweite Vorwärtsgang des Parallelmodus vom ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die zweite Bremse B2 ausgerückt wird und die erste Bremse B1 eingerückt wird. Darüber hinaus wird der zweite Vorwärtsgang des Parallelmodus vom dritten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird und die erste Bremse B1 eingerückt wird. Außerdem wird der zweite Vorwärtsgang des Parallelmodus vom vierten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird und die zweite Kupplung C2 eingerückt wird. Darüber hinaus wird der zweite Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird.
Außerdem sind, wie in 20 und 26 gezeigt, im zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem zweiten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der ersten Bremse B1 der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Das Übersetzungsänderungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs dieses Parallelmodus ist so festgesetzt, dass es kleiner als das Übersetzungsänderungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs des Parallelmodus ist.
Wie in 22 gezeigt, sind im dritten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 eingerückt. Wie in 23 gezeigt, kann dieser dritte Vorwärtsgang zwischen dem ersten Vorwärtsgang, dem zweiten Vorwärtsgang und dem vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus schalten. Speziell wird der dritte Vorwärtsgang vom ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, bzw. geschaltet, indem die zweite Bremse B2 ausgerückt wird und die dritte Kupplung C3 eingerückt wird. Außerdem wird der dritte Vorwärtsgang vom zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die erste Bremse B1 ausgerückt wird und die dritte Kupplung C3 eingerückt wird. Darüber hinaus wird der dritte Vorwärtsgang vom vierten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die erste Bremse B1 ausgerückt wird und die zweite Kupplung C2 eingerückt wird. Man beachte, dass der Parallelmodus in der Lage ist, zum elektrischen Fahrmodus zu schalten, aber ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist es auch in dieser Ausführungsform nicht möglich, direkt vom dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus zum elektrischen Fahrmodus zu schalten. Deshalb wird beim Schalten vom dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus zum elektrischen Fahrmodus eine Steuerung durchgeführt, um zum elektrischen Fahrmodus zu schalten, nachdem zum zweiten Vorwärtsgang oder zum vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus geschaltet wurde. Die Steuerverarbeitung zu diesem Zeitpunkt wird ähnlich durchgeführt wie die Steuerverarbeitung die in „1-6. Spezialsteuerverarbeitung" nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erklärt wurde.
Außerdem sind, wie in 20 und 26 gezeigt, im dritten Vorwärtsgang, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus, durch Einrücken der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral damit. Weiter sind durch Einrücken der dritten Kupplung C3 die erste Planetengetriebevorrichtung P1 und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 in einem direkt verbundenen Zustand, in dem das Ganze integral dreht, und die Drehzahlen der Eingangswelle I und des Motorgenerators MG werden übertragen und an die Ausgangswelle ausgegeben, während sie gleich sind und werden ausgegeben. Deshalb wird das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses dritten Vorwärtsgangs 1.
Wie in 22 gezeigt, sind im vierten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 eingerückt. Wie in 23 gezeigt, kann dieser vierte Vorwärtsgang zwischen dem zweiten Vorwärtsgang und dem dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus schalten. Speziell wird der vierte Vorwärtsgang vom zweiten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird und die dritte Kupplung C3 eingerückt wird. Außerdem wird der vierte Vorwärtsgang vom dritten Vorwärtsgang umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird und die erste Bremse B1 eingerückt wird. Außerdem ist der Parallelmodus in der Lage, mit dem elektrischen Fahrmodus zu schalten. Außerdem wird der zweite Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird.
Außerdem ist, wie in 20 und 26 gezeigt, im vierten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 der Motorgenerator MG direkt mit dem Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und dreht integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) erhöht, und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Deshalb ist das Übersetzungsverhältnis dieses vierten Vorwärtsgangs kleiner als 1.
3-6. Elektrischer Fahrmodus
Jeder der Gänge des elektrischen Fahrmodus der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform wird nahezu identisch gebildet wie die der ersten Ausführungsform. Speziell hat diese Hybridantriebsvorrichtung H im elektrischen Fahrmodus einen ersten Vorwärtsgang und einen zweiten Vorwärtsgang, die als Drehzahlreduzierungsstufen dienen, in denen der absolute Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG reduziert wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird. Der erste Vorwärtsgang und der zweite Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus sind identisch mit dem ersten und zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus nach der vorliegenden Ausführungsform, außer, dass die Eingangswelle durch Ausrücken der zweiten Kupplung C2 vom Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 getrennt ist.
Außerdem wird, wie oben beschrieben, der erste Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom ersten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird. Außerdem wird der zweite Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus vom zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird, und wird vom vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus umgesetzt, indem die dritte Kupplung C3 ausgerückt wird. Außerdem ist es möglich, zwischen dem ersten Vorwärtsgang und dem zweiten Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus zu schalten, indem entweder die erste Bremse B1 oder die zweite Bremse B2 eingerückt wird.
3-7. Sondersteuerungsverarbeitung
Als nächstes wird die Sondersteuerungsverarbeitung erklärt, die ermittelt, welcher Betriebsmodus und welcher Gang ausgewählt werden soll, wenn die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform den Modus vom elektrischen Drehmomentwandler Modus wechselt, in dem Fall, in dem es eine Mehrzahl an Betriebsmodi gibt, die synchrones Schalten und Gänge ermöglichen. Speziell gibt es in der vorliegenden Ausführungsform den ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus und den zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus, die als Betriebsmodi und Gänge fungieren, die synchrones Schalten vom elektrischen Drehmomentwandler Modus ermöglichen, und somit wird die Steuerungsverarbeitung ausgeführt, um zu bestimmen, was ausgewählt werden soll. 18 ist ein Ablaufdiagramm, das diese Steuerungsverarbeitung zeigt. Kurz, diese Steuerungsverarbeitung führt eine Steuerung durch, bei der ein Grenzwert für den Ladezustand der Batterie verwendet wird, der abhängig von der Drehrichtung des Motorgenerators MG variiert. In dem Fall, in dem der Ladezustand der Batterie höher als dieser Grenzwert ist, wird der zweite Vorwärtsgang des Parallelmodus, die die Antriebskraft des Motorgenerators MG verwendet, ausgewählt, und in dem Fall, in dem der Ladezustand kleiner oder gleich diesem Grenzwert ist, wird der erste Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus, in der die Antriebskraft des Motorgenerators MG nicht genutzt wird, ausgewählt. Diese Steuerungsverarbeitung wird durch die Steuervorrichtung ECU ausgeführt, die diese Bestimmung basierend auf Informationen sämtlicher Fahrzeugbereiche durchführt und Anweisungssignale an jeden der Bereiche der Hybridantriebsvorrichtung H ausgibt, wie die hydraulische Steuervorrichtung 13 und dergleichen. Dies wird nachstehend im Detail erklärt.
Als erstes bestimmt die Steuervorrichtung ECU, ob sich der gegenwärtige Zustand der Hybridantriebsvorrichtung H im elektrischen Drehmomentwandler Modus (Schritt #21) befindet oder nicht. Im Fall, in dem sich der gegenwärtige Zustand nicht im elektrischen Drehmomentwandler Modus (Schritt #21:Nein) befindet, ist es nicht nötig, diese Steuerungsverarbeitung durchzuführen und die Verarbeitung endet. Außerdem bestimmt in dem Fall, in dem der gegenwärtige Zustand im elektrischen Drehmomentwandler Modus ist (Schritt #21:Ja), die Steuervorrichtung ECU als nächstes, ob die Drehzahl des Motorgenerators MG, die durch das Mittel 34 zum Erfassen der Drehung des Motorgenerators ermittelt wurde, kleiner als Null ist (die Drehzahl ist negativ) oder nicht (Schritt #22). Im Falle, dass die Drehzahl des Motorgenerators MG kleiner als Null ist (Schritt #22:Ja), befindet sich die Hybridantriebsvorrichtung H in dem Zustand, der im Drehzahldiagramm in 25 gezeigt ist. Deshalb ist es, um von diesem Zustand zum ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus zu schalten, notwendig, die Drehzahl zu erhöhen, während der Motorgenerator MG dazu gebracht wird, Strom zu erzeugen, bis die Drehzahl des Motorgenerators MG Null ist, d. h., bis der in 27 gezeigte Zustand erreicht wird. Im Gegensatz dazu wird, um von diesem Zustand zum zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus zu schalten, nachdem der Zustand erreicht wurde, in dem die Drehzahl des Motorgenerators MG Null ist (der in 27 gezeigte Zustand), der Motorgenerator weiter betrieben, und wie durch die Gerade, die den Zustand der zweiten Vorwärtsgeschwindigkeit des Drehzahldiagramms in 26 darstellt, gezeigt, ist es notwendig, die Drehzahl des Motorgenerators MG zu erhöhen, bis die Drehzahl des Motorgenerators MG mit der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) übereinstimmt. Speziell ist es, um vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus zu schalten, notwendig, den Motorgenerator MG zu betreiben, indem die elektrische Energie verwendet wird, die in die Batterie 11 geladen wurde.
Somit bestimmt die Steuervorrichtung ECU ob der Ladezustand der Batterie, der durch das Batteriezustandserfassungsmittel 33 ermittelt wurde, größer oder gleich einem vorbestimmten Grenzwert ist (Schritt #23) oder nicht. Hier ist es vorteilhaft, wenn der erste Grenzwert auf einen Wert festgesetzt wird, der einen gewissen Grad an Speichertoleranz im Bezug auf den unteren Grenzwert des Ladezustands im Einsatzbereich der Batterie 11 berücksichtigt. Außerdem setzt, in dem Fall in dem der Ladezustand der Batterie kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist (Schritt #23:Nein), da festgestellt werden kann, dass der Ladezustand der Batterie 11 niedrig ist, das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs den ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus, der nicht die elektrische Energie der Batterie 11 verbraucht, als Schaltziel fest (Schritt #24). Im Gegensatz dazu sollte in dem Fall, in dem der Ladezustand der Batterie größer oder gleich dem vorbestimmten ersten Grenzwert ist (Schritt #23;Ja), da bestimmt werden kann, dass der Ladezustand der Batterie 11 ausreicht, der Modus direkt zum Parallelmodus wechseln ohne den Verbrennungsmotor Fahrmodus zu durchlaufen, und das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs setzt den zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus als Schaltziel fest (Schritt #25). Außerdem wird, wenn der Schaltpunkt des Betriebsmodus, der auf das Schaltziel festgesetzt wurde, erreicht wurde (Schritt #27), synchrones Schalten zu diesem Betriebsmodus durchgeführt (Schritt #27). Hier wird, in dem Fall, in dem der erste Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus als das Schaltziel festgelegt wurde, der Schalt punkt des Betriebsmodus, der auf das Schaltziel festgelegt wurde, der Punkt, an dem, wie im Drehzahldiagramm in 27 gezeigt, die Drehgeschwindigkeit des Motorgenerators MG Null wird. In dem Fall, in dem der zweite Vorwärtsgang des Parallelmodus auf das Schaltziel festgesetzt ist, wie durch die Gerade gezeigt, die den Zustand des zweiten Vorwärtsgangs im Drehzahldiagramm in 26 repräsentiert, ist der Schaltpunkt des Betriebsmodus der auf das Schaltziel festgesetzt wurde, der Punkt an dem die Drehzahl des Motorgenerators MG und die Drehzahl des Verbrennungsmotors übereinstimmen. Man beachte, dass die Verarbeitung die Schritte von #22 bis #26 wiederholt ausführt, bis der Schaltpunkt des Betriebsmodus, der als das Schaltziel festgesetzt wurde, erreicht wird, und das Festsetzen des Schaltziels wird abhängig vom Ladezustand der Batterie zu diesem Zeitpunkt durchgeführt.
Im Gegensatz dazu erreicht in dem Fall, in dem die Drehzahl des Motorgenerators MG, die durch das Mittel 34 zum Erfassen der Drehung des Motorgenerators ermittelt wurde, größer oder gleich Null ist (Schritt #22:Ja), die Hybridantriebsvorrichtung H einen Zustand, in dem die Drehzahl des Motorgenerators MG höher wird als der im Drehzahldiagramm in 27 gezeigte Zustand. Deshalb wird, um von diesem Zustand zum zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus zu schalten, der Motorgenerator MG von diesem Zustand betrieben, und wie durch die Gerade, die den Zustand des zweiten Vorwärtsgangs im Drehzahldiagramm in 26 gezeigt, ist es notwendig, die Drehzahl des Motorgenerators MG zu erhöhen, bis sie mit der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) übereinstimmt. Im Gegensatz dazu ist es, um von diesem Zustand zum ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus zu schalten, notwendig, die Drehzahl des Motorgenerators MG zu reduzieren, während der Motorgenerator MG dazu gebracht wird, Energie zu erzeugen bis die Drehzahl des Motorgenerators MG Null wird, d. h., bis der in 27 gezeigte Zustand erreicht wurde.
Somit bestimmt die Steuervorrichtung ECU, ob der Ladezustand der Batterie, der durch das Batteriezustandserfassungsmittel 33 ermittelt wurde, größer oder gleich einem vorbestimmten zweiten Grenzwert ist (Schritt #28). Hier kann der zweite Grenzwert auf einen Wert festgesetzt werden, der niedriger ist als der erste Grenzwert. Das bedeutet, dass es, während die Drehzahl des Motorgenerators MG größer oder gleich Null ist, im Vergleich zu dem Fall, in dem von einem Zustand, in dem die Drehzahl des Motorgenerators MG kleiner als Null ist, in den zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus geschaltet wird, möglich ist, die Speichertoleranz der Batterie 11 um eine entsprechende Größe niedriger festzusetzen, da bis zum Schalten wenig elektrische Energie notwendig ist. Speziell ist es vorteilhaft, diesen zweiten Grenzwert auf einen Wert fest zusetzen, der die Toleranz zu einem Grad berücksichtigt, der im Bezug auf den niedrigeren Grenzwert des Ladezustands im Einsatzbereich der Batterie 11 eine vorbestimmte Größe des Ladezustands sicherstellen kann. Außerdem wird, wie beispielsweise im Drehzahldiagramm von 27 gezeigt, die Speichertoleranz der elektrischen Energie zu diesem Zeitpunkt vorteilhaft auf die elektrische Energie festgesetzt, die notwendig ist, um von dem Zustand, in dem die Drehzahl des Motorgenerators MG Null ist, zu dem Zustand aufzusteigen, in dem die Drehzahl des Motorgenerators MG mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors E übereinstimmt. Man beachte, dass diese Festsetzungen des ersten Grenzwerts und des zweiten Grenzwerts lediglich Beispiele sind und diese selbstverständlich auf andere Werte festgesetzt werden können. Außerdem wird in dem Fall, in dem der Ladezustand der Batterie größer oder gleich einem vorbestimmten zweiten Grenzwert ist (Schritt #28:Ja), bestimmt, dass sichergestellt wird, dass der Ladezustand der Batterie 11 größer oder gleich der notwendigen Größe ist. Deshalb wird die Drehzahl des Motorgenerators MG weiter auf diese Weise erhöht und der Modus bewegt sich zum Parallelmodus, und das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs setzt den zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus als das Schaltziel fest (Schritt #25).
Im Gegensatz dazu wird, in dem Fall, in dem der Ladezustand der Batterie kleiner einem vorbestimmten zweiten Grenzwert ist (Schritt #28:Nein), bestimmt, dass der Ladezustand der Batterie 11 extrem niedrig ist, und deshalb wird der Energieverbrauch der Batterie unterdrückt, und das Mittel 37 zum Auswählen des Modus und des Gangs setzt den ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus als das Schaltziel fest (Schritt #29). Allerdings kann in diesem Fall, wenn ein Drehmoment mit negativer Richtung im Motorgenerator MG auftritt, da die Drehzahl des Motorgenerators MG Null wird, der Fahrzustand nicht wie er ist beibehalten werden, da die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt. Deshalb erhöht in diesem Fall die Steuervorrichtung ECU die Drehzahl des Verbrennungsmotors während das Drehmoment des Motorgenerators MG wie es ist beibehalten wird (Schritt #30). Dabei erhöht sich die Drehzahl des Sonnenrads s2 (Eingangswelle I) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das sich in der Reihenfolge der Drehzahl auf einer Seite befindet, die Drehzahl des Hohlrads r2 (Ausgangswelle O) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die in der Reihenfolge der Drehzahl in der Mitte liegt, wird auf einer Konstanten beibehalten, und die Drehzahl der Träger ca1 und ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die in der Reihenfolge der Drehzahl auf der anderen Seite liegen, sinkt. Dabei sinken, wenn das Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, das durch die erste Bremse B1 stationär gehalten wird, als ein Drehpunkt verwendet wird, die Drehzahlen des Sonnenrads s1 der ersten Planetengetriebevor richtung P1 und des Motorgenerators MG, der damit verbunden ist. Außerdem wird, wenn der Schaltpunkt des Betriebsmodus, d. h., der Punkt, an dem die Drehzahl des Motorgenerators MG Null wird, erreicht wurde (Schritt #31), synchrones Schalten zum ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus durchgeführt (Schritt #27). Man beachte, dass, bis der Schaltpunkt des Betriebsmodus erreicht wird, die Verarbeitung weiter die Verarbeitung von Schritt #30 durchführt. Dann endet die Verarbeitung.
4. Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform hat eine Struktur, die ähnlich der der Hybridvorrichtung H nach der oben beschriebenen dritten Ausführungsform ist, jedoch haben der Parallelmodus, der elektrische Fahrmodus und der Verbrennungsmotor Fahrmodus mehr Stufen. Der Parallelmodus hat sechs Gänge, der elektrische Fahrmodus hat drei Gänge und der Verbrennungsmotor Fahrmodus hat zwei Gänge. Nachstehend wird die Hybridantriebsvorrichtung H nach dieser Ausführungsform mit Schwerpunkt auf die Punkte, in denen sie sich von der dritten Ausführungsform unterscheidet, erklärt. Man beachte, dass die Systemstruktur der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der in 2 gezeigten ist, und deshalb wird auf eine Beschreibung dieser Punkte verzichtet. Außerdem sind, auch im Bezug auf die anderen Strukturen, Punkte, die nicht speziell erklärt werden, identisch mit der oben beschriebenen dritten Ausführungsform.
4-1. Strukturen jeder der Komponenten der Hybridantriebsvorrichtung H
29 ist ein Skelettdiagramm, das die Struktur der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist ähnlich jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen, auch diese Hybridantriebsvorrichtung H mit einer Eingangswelle I versehen, die mit dem Verbrennungsmotor E verbunden ist, einer Ausgangswelle O, die mit den Rädern verbunden ist (siehe 2), einem Motorgenerator MG, einer ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem sind diese Strukturen in einem Gehäuse Ds untergebracht, das als ein nicht drehendes Element fungiert, das an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Allerdings ist in der Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform, während die Struktur der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 bis auf den Punkt, dass der Träger ca1 mit dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden ist, ähnlich der der dritten Ausführungsform ist, die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 so strukturiert, dass sie vier Drehelemente hat, und sich in die sem Punkt von der oben beschriebenen dritten Ausführungsform unterscheidet. Außerdem wird, einhergehend mit diesen Unterschieden, die Anzahl der Drehelemente größer als die der dritten Ausführungsform.
Die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 nach der vorliegenden Ausführungsform ist als eine Ravigneaux-Planetengetriebevorrichtung strukturiert, die koaxial zur Eingangswelle I angeordnet ist. Speziell hat die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 als Drehelemente zwei Sonnenräder, d. h., ein erstes Sonnenrad s2 und ein zweites Sonnenrad s3, ein Hohlrad r2 und einen gemeinsamen Träger ca2, der ein langes Planetenrad trägt, das sowohl mit dem ersten Sonnenrad s2 als auch mit dem Hohlrad r2 kämmt, und ein kurzes Planetenrad, das mit dem langen Planetenrad und dem zweiten Sonnenrad s3 kämmt. Das Hohlrad r2 ist so mit der Ausgangswelle O verbunden, dass es integral damit dreht. Außerdem ist das erste Sonnenrad s2 durch eine erste Kupplung C1 selektiv mit dem Sonnenrad s1 der ersten Planetenvorrichtung P1 verbunden, und durch eine zweite Kupplung C2 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden. Speziell wird die Drehzahl der Eingangswelle I durch die zweite Kupplung C2 selektiv auf dieses erste Sonnenrad s2 übertragen, und die Drehung des Motorgenerators MG wird durch die erste Kupplung C1 selektiv auf dieses Sonnenrad s2 übertragen. Das zweite Sonnenrad s3 ist so mit dem Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 verbunden, dass es integral damit dreht. Das zweite Sonnenrad s3 und der Träger ca1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 werden durch eine zweite Bremse B2 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten. Außerdem wird der Träger ca2 durch eine dritte Bremse B3 selektiv stationär an dem Gehäuse Ds gehalten, und ist durch eine dritte Kupplung C3 selektiv mit der Eingangswelle I verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen das erste Sonnenrad s2, das Hohlrad r2 und das zweite Sonnenrad s3 jeweils dem „ersten Drehelement (1)", dem „zweiten Drehelement (2)" und dem „dritten Drehelement (3)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus entspricht der Träger ca2 dem „Zwischendrehelement (m)" der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 der vorliegenden Erfindung.
Man beachte, dass ähnlich jedem der Reibeingriffselemente in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen, eine Mehrscheibenbremse, die durch Öldruck betätigt wird, der über eine hydraulische Steuervorrichtung 13 zugeführt wird, als die dritte Bremse B3 verwendet werden kann.
4-2. Betriebsmodi der Hybridantriebsvorrichtung H
Als nächstes werden die Betriebsmodi erklärt, die durch die Hybridantriebsvorrichtung H nach der vorliegenden Ausführungsform umgesetzt werden können. 30 ist ein Wirkschaltplan, der eine Mehrzahl an Betriebsmodi und die Betriebszustände jedes der Reibeingriffselemente C1, C2, C3, B1, B2 und B3 für jeden der einen oder mehr Gänge zeigt, die von jedem der Betriebsmodi bereitgestellt werden. Außerdem entsprechen 31, 32 und 33 jeweils 25, 26 und 27, die die dritte Ausführungsform betreffen. Speziell zeigen diese Figuren die Drehzahldiagramme der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, und 31 ist das Drehzahldiagramm für den elektrischen Drehmomentwandler Modus, 32 ist das Drehzahldiagramm für den Parallelmodus und 33 zeigt das Drehzahldiagramm des Verbrennungsmotor Fahrmodus. Man beachte, dass „1.", „2." und „3." in 32 gemeinsam mit dem Drehzahldiagramm des elektrischen Fahrmodus sind. In diesen Drehzahldiagramm entspricht, ähnlich zu 25, 26 und 27, jede der Mehrzahl an Ordinaten, die parallel angeordnet sind, jedem der Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Speziell entsprechen „s1", „ca1" und „r1", die über den Ordinaten gezeigt sind, jeweils dem Sonnenrad s1, dem Träger ca1 und dem Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, und „s2", „r2", „ca2" und „s3" entsprechen jeweils dem ersten Sonnenrad s2, dem Hohlrad r2, dem Träger ca1 und dem zweiten Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem zeigt in 31 und 33 die Gerade L1 den Betriebszustand der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, und die Gerade L2 zeigt den Betriebszustand der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem zeigen in Gig.32 sämtliche Geraden den Betriebszustand der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 in jedem der Gänge.
Man beachte, dass in 30 bis 33 „1." und „2." jeweils den ersten Vorwärtsgang und den zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus, des elektrischen Fahrmodus und des Verbrennungsmotor Fahrmodus zeigen. Außerdem zeigt „3." den dritten Vorwärtsgang im Parallelmodus und im elektrischen Fahrmodus. Darüber hinaus zeigen „4.", „5." und „6." jeweils den vierten Vorwärtsgang, den fünften Vorwärtsgang und den sechsten Vorwärtsgang des Parallelmodus.
Wie in 30 bis 33 gezeigt, ist diese Hybridantriebsvorrichtung H der dritten Ausführungsform in dem Punkt ähnlich, dass sie so strukturiert ist, dass das Schalten zwischen vier Betriebsmodi ermöglicht wird, d. h., dem „elektrischen Drehmomentwandler Modus", dem „Parallelmodus", dem „elektrischen Fahrmodus" und dem „Verbrennungsmotor Fahrmodus", indem ein Motorgenerator MG verwendet wird. Im Gegensatz dazu hat diese Hybridantriebsvorrichtung H mehr Gänge als die oben beschriebene dritte Ausführungsform und speziell hat der Parallelmodus sechs Gänge, der elektrische Fahrmodus hat drei Gänge und der Verbrennungsmotor Fahrmodus hat zwei Gänge. Nachstehend wird der Betriebszustand der Hybridantriebsvorrichtung H in jedem dieser Betriebsmodi im Detail erklärt.
4-3. Elektrischer Drehmomentwandler Modus
In der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 30 gezeigt, im elektrischen Drehmomentwandler Modus die zweite Kupplung und die erste Bremse B1 eingerückt. Dadurch wird das Hohlrad r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 an dem Gehäuse Ds stationär gehalten, und das erste Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ist so mit der Eingangswelle I verbunden, das es integral damit dreht. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie durch die Gerade L1 in 31 gezeigt, in der ersten Planetengetriebevorrichtung P1, im Bezug auf das Sonnenrad s1, das sich in der Reihenfolge der Drehzahl auf einer Seite befindet, die Drehzahl des Hohlrads r1, das sich auf der anderen Seite befindet, Null. Somit wird der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s1, das so mit dem Motorgenerator MG verbunden ist, dass es integral damit dreht, reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf den Träger ca1 übertragen, der in der Reihenfolge der Drehzahl in der Mitte liegt. Deshalb reduziert die erste Planetengetriebevorrichtung P1 den absoluten Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG und die resultierende Drehzahl wird auf die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen. Dabei wird das Drehmoment des Motorgenerators MG, das abhängig vom Übersetzungsänderungsverhältnis nach der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 vergrößert wird, auf das zweite Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen.
Außerdem dreht, wie durch L2 in 31 gezeigt, in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 das Hohlrad r2, das in der Reihenfolge der Drehzahl an zweiter Stelle steht, integral mit der Ausgangswelle O, und das erste Sonnenrad s2, das in der Reihenfolge der Drehzahl an erster Stelle steht, dreht integral mit der Eingangswelle I. Außerdem wird die Drehung des Motorgenerators MG, die durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 reduziert wurde, auf das zweite Sonnenrad s3 übertragen, das in der Reihenfolge der Drehzahl an vierter Stelle steht. In diesem Modus kann der Träger ca2, der in der Reihenfolge der Drehzahl an dritter Stelle steht, frei drehen. Man beachte, dass die „Reihenfolge der Drehzahl" die Reihenfolge von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite ist. Dadurch, dass sie eine solche Struktur hat, kombiniert die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 die Drehung des Motorgenerators MG, nachdem sie reduziert wurde, und die Drehung der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und überträgt die resultierende Drehung auf die Ausgangswelle O. Speziell fungiert in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 das Drehmoment des Motorgenerators MG, das durch die erste Planetengetriebevorrichtung P1 auf das zweite Sonnenrad s3 übertragen wurde, als eine Reaktionskraft auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E), das auf das erste Sonnenrad s2 übertragen wurde, und dadurch werden diese Drehmomente kombiniert und an die Ausgangswelle O ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt hat das zweite Sonnenrad s3 eine negative Drehung, und das erste Sonnenrad s2, das integral mit dem Verbrennungsmotor E und der Eingangswelle I dreht, hat eine positive Drehung. Somit wird der absolute Wert der Drehzahl des Hohlrads r2, das in der Reihenfolge der Drehzahl zwischen diesen liegt, im Bezug auf den absoluten Wert der Drehzahl des ersten Sonnenrads s2 reduziert. Deshalb reduziert, ähnlich der oben beschriebenen dritten Ausführungsform, die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle I, und überträgt die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O. Dadurch wird das Drehmoment der Eingangswelle I vergrößert und das resultierende Drehmoment wird auf die Ausgangswelle O übertragen.
Außerdem kann diese Hybridantriebsvorrichtung H als ein elektrischer Drehmomentwandler fungieren, indem sie ähnlich der oben beschriebenen dritten Ausführungsform arbeitet. Darüber hinaus ist diese Hybridantriebsvorrichtung, indem sie ähnlich der dritten Ausführungsform arbeitet, wenn vom elektrischen Drehmomentwandlermodus der Modus geändert wird, auch so strukturiert, dass sie synchrones Schalten zum dritten Vorwärtsgang des Parallelmodus und zum zweiten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus ermöglicht. Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform der dritte Vorwärtsgang des Parallelmodus dem zweiten Vorwärtsgang des Parallelmodus in der dritten Ausführungsform entspricht, und der zweite Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus dem ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus in der dritten Ausführungsform entspricht. Außerdem ist die vorliegende Ausführungsform weiter so strukturiert, dass sie synchrones Schalten ermöglicht, wobei das Einrücken der dritten Bremse B3 durchgeführt wird, während das Drehmoment des drehseitigen Elements der dritten Bremse B3 Null ist, wenn der Modus vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus geschaltet wird. Hier entspricht der Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 dem drehseitigen Element der dritten Bremse B3.
Das heißt, im elektrischen Drehmomentwandler Modus kann, durch Erhöhen der Drehzahl, durch weiteres Erhöhen des Drehmoments in der positiven Richtung des Motorgenerators MG (d. h., Reduzieren des absoluten Werts der Drehzahl in der negativen Richtung) vom in 31 gezeigten Zustand, wie durch die Gerade L2 gezeigt, die den Zustand des ersten Vorwärtsganges des Drehzahldiagramms in 33 zeigt, die Drehzahl des Trägers ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das das drehseitige Element der dritten Bremse B3 ist, Null gemacht werden. Deshalb ist es möglich, die dritte Bremse B3 einzurücken, ohne einen Stoß oder dergleichen zu erzeugen. Außerdem ist es, wie in 30 gezeigt, durch Einrücken der dritten Bremse B3 möglich, vom elektrischen Drehmomentwandler Modus zum ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus zu schalten, und deshalb kann das Schalten zwischen diesen umgesetzt werden.
4-4. Verbrennungsmotor Fahrmodus
In dieser Ausführungsform hat die Hybridantriebsvorrichtung H im Verbrennungsmotor Fahrmodus einen ersten Vorwärtsgang und einen zweiten Vorwärtsgang. Wie in 30 gezeigt, sind im ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1 und die dritte Bremse B3 eingerückt. Außerdem ist, wie in 29 und 33 gezeigt, im ersten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus durch Einrücken der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und dreht integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der ersten Bremse B1 und der dritten Bremse B3 die Drehung des Hohlrads r1 der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und des Trägers ca1 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 gestoppt. In diesem Zustand fungiert der Träger ca2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, der durch die dritte Bremse B3 stationär an dem Gehäuse Ds gehalten wird, als ein Reaktionskraftpunkt auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und das Drehmoment des Motorgenerators MG ist nicht notwendig. Außerdem wird der absolute Wert des Drehmoments des ersten Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das mit der Eingangswelle I verbunden ist, reduziert, und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden.
Außerdem sind, wie in 30 gezeigt, im zweiten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 eingerückt. Außerdem ist, wie in 29 und 33 gezeigt, im zweiten Vorwärtsgang des Verbrennungsmotor Fahrmodus durch Einrücken der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ver bunden und dreht integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 die Drehung aller Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 gestoppt. In diesem Zustand fungiert das zweite Sonnenrad s3 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das durch die zweite Bremse B2 an dem Gehäuse Ds stationär gehalten wird, als ein Reaktionskraftpunkt auf das Drehmoment der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E), und das Drehmoment des Motorgenerators MG wird überflüssig. Außerdem wird der absolute Wert der Drehzahl des Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, das mit der Eingangswelle I verbunden ist, reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden.
4-5. Parallelmodus
In der vorliegenden Ausführungsform hat die Hybridantriebsvorrichtung H im Parallelmodus einen ersten Vorwärtsgang, einen zweiten Vorwärtsgang und einen dritten Vorwärtsgang, die als Drehzahlreduzierungsstufen fungieren, die gebildet werden, indem die Eingangswelle I und der Motorgenerator MG direkt verbunden werden; einen vierten Vorwärtsgang, der ähnlich gebildet wird, indem die Eingangswelle I und der Motorgenerator MG direkt in Eingriff gebracht werden, und der als direkter Verbindungszustand dient, in dem die Drehzahl der Eingangswelle I auf die Ausgangswelle O mit der gleichen Drehzahl übertragen wird; und ein fünfter Vorwärtsgang und ein sechster Vorwärtsgang fungieren als Beschleunigungsgeschwindigkeitsstufe, in der der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I erhöht wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird und der absolute Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG reduziert wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird. Nachstehend werden die Betriebszustände der Hybridantriebsvorrichtung H bei jedem der Gänge erklärt.
Wie in 30 gezeigt, sind im ersten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Bremse B3 eingerückt. Außerdem sind, wie in 29 und 30 gezeigt, im ersten Vorwärtsgang durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der dritten Bremse B3 der absolute Wert der Drehzahl des ersten Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 ü beitragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses ersten Vorwärtsgangs ist so festgesetzt, dass es von der Mehrzahl an Gängen des Parallelmodus das größte ist.
Wie in 30 gezeigt sind im zweiten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die zweite Bremse B2 eingerückt. Außerdem sind, wie in 29 und 32 gezeigt, im zweiten Vorwärtsgang, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der zweiten Bremse B2 der absolute Wert der Drehzahl des ersten Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses zweiten Vorwärtsgangs ist so festgesetzt, dass es kleiner ist als das Übersetzungsänderungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs.
Wie in 30 gezeigt, sind im dritten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die erste Bremse B1 eingerückt. Außerdem sind, wie in 29 und 32 gezeigt, im dritten Vorwärtsgang, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2, die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der ersten Bremse B1 der absolute Wert der Drehzahl des ersten Sonnenrads s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses dritten Vorwärtsgangs ist so festgesetzt, dass es kleiner ist als das Übersetzungsänderungsverhältnis des zweiten Vorwärtsgangs.
Wie in 30 gezeigt, sind im vierten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 eingerückt. Außerdem sind, wie in 29 und 32 gezeigt, im vierten Vorwärtsgang, ähnlich dem ersten Vorwärtsgang, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) und der Motorgenerator MG direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und drehen integral damit. Außerdem sind durch Einrücken der dritten Kupplung C3 die erste Planetengetriebevorrichtung P1 und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 direkt verbunden, so dass das Ganze integral dreht, und die Drehzahlen der Eingangswelle I und des Motorgenerators MG werden mit der gleichen Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen und ausgegeben. Deshalb ist das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses vierten Vorwärtsgangs 1. Man beachte, dass die Hybridantriebsvorrichtung H der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich der ersten Ausführungsform, ebenfalls so strukturiert ist, dass ein Übersetzungsänderungsverhältnis von 1 nicht umgesetzt werden kann, während die Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) abgetrennt ist, und es nicht möglich ist, direkt vom vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus zum elektrischen Fahrmodus zu schalten. Deshalb wird, ähnlich der Steuerungsverarbeitung, die in „1-6. Sondersteuerungsverarbeitung" nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform beschrieben wurde, beim Schalten vom vierten Vorwärtsgang des Parallelmodus zum elektrischen Fahrmodus, die Steuerung durchgeführt, in der der Modus zum elektrischen Fahrmodus geschaltet wird, nachdem er zum dritten Vorwärtsgang oder zum fünften Vorwärtsgang des Parallelmodus geschaltet wurde.
Wie in 30 gezeigt, sind im fünften Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 eingerückt. Außerdem ist, wie in 29 und 32 gezeigt, durch Einrücken der ersten Kupplung C1 der Motorgenerator MG direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und dreht integral damit. Außerdem wird durch Einrücken der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B1 der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Deshalb ist das Übersetzungsänderungsverhältnis dieses fünften Vorwärtsgangs kleiner als 1.
Wie in 30 gezeigt, sind im sechsten Vorwärtsgang die erste Kupplung C1, die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1 eingerückt. Außerdem ist, wie in 29 und 32 gezeigt, im sechsten Vorwärtsgang durch Einrücken der ersten Kupplung C1 der Motorgenerator MG direkt mit dem ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verbunden und dreht integral damit. Zusätzlich wird durch Einrücken der dritten Kupplung C3 und der ersten Bremse B2 der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) reduziert und die resultierende Drehzahl wird auf das Hohlrad r2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 übertragen, um von der Ausgangswelle O ausgegeben zu werden. Das Überset zungsänderungsverhältnis dieses sechsten Vorwärtsgangs ist so festgesetzt, dass es kleiner ist als das Übersetzungsänderungsverhältnis des fünften Vorwärtsgangs.
4-6. Elektrischer Fahrmodus
In der vorliegenden Ausführungsform hat die Hybridantriebsvorrichtung H im elektrischen Fahrmodus einen ersten Vorwärtsgang, einen zweiten Vorwärtsgang und einen dritten Vorwärtsgang, die als Drehzahlreduzierungsstufen fungieren, in denen der absolute Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG reduziert wird, und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O übertragen wird. Mit der Ausnahme, dass die Eingangswelle I durch Ausrücken der zweiten Kupplung C2 vom ersten Sonnenrad s2 der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 getrennt ist, sind der erste Vorwärtsgang, der zweite Vorwärtsgang und der dritte Vorwärtsgang des elektrischen Fahrmodus identisch mit dem ersten Vorwärtsgang, dem zweiten Vorwärtsgang und dem dritten Vorwärtsgang des oben beschriebenen Parallelmodus.
4-7. Beispiel einer alternativen Struktur
In dieser vorliegenden Ausführungsform wurde eine Struktur erklärt, bei der es möglich ist, mehrere Gänge im Parallelmodus, dem elektrischen Fahrmodus, und dem Verbrennungsmotor Fahrmodus, umzusetzen als bei der dritten Ausführungsform, indem vier Drehelemente in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 verwendet werden. Die Struktur, durch die die Anzahl an Stufen, die die Gänge im Parallelmodus, im elektrischen Fahrmodus und im Verbrennungsmotor Fahrmodus aufweisen, größer gemacht werden kann als die der ersten Ausführungsform, ist nicht auf die in 29 bis 33 offenbarten Strukturen beschränkt. Deshalb wird nachstehend ein Beispiel einer alternativen Struktur, die es ermöglicht, mehrere Stufen zu haben als die erste Ausführungsform, indem entweder die erste Planetengetriebevorrichtung P1 oder die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 vier Drehelemente hat, anhand der Drehzahldiagramme für den elektrischen Drehmomentwandler Modus erklärt, der in 34 bis 40 gezeigt ist. Man beachte, dass in diesen Drehzahldiagrammen „o" die Drehzahl des Motorgenerators MG zeigt, „Δ" die Drehzahl der Eingangswelle I (Verbrennungsmotor E) zeigt, „✰" die Drehzahl der Ausgangswelle O zeigt und „x" die Bremse zeigt.
Hier zeigen 34 bis 36 Beispiele, in denen die erste Planetengetriebevorrichtung P1 drei Drehelemente hat und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 vier Drehelemente hat, und 37 bis 40 zeigen ein Beispiel, in dem die erste Planetengetriebevorrichtung P1 vier Drehelemente hat und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 drei Drehelemente hat. Aller dings haben all diese Beispiele die folgenden Punkte gemeinsam. Speziell ist in der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 der Motorgenerator MG mit dem ersten Drehelement (1) verbunden, und das dritte Drehelement (3) wird durch eine Bremse an dem Gehäuse Ds stationär gehalten. Außerdem ist in der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 die Eingangswelle I mit dem ersten Drehelement (1) verbunden, die Ausgangswelle O ist mit dem zweiten Drehelement (2) verbunden, und das zweite Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 ist mit dem dritten Drehelement (3) verbunden. Man beachte, dass die Anordnung der Ordinaten, die jedem der Elemente in diesen Drehzahldiagrammen entsprechen, gemäß dem Festsetzen der Übersetzungsverhältnisse der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 bestimmt werden können. Außerdem können die spezifischen Strukturen jedes der Drehelemente der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 auf jede Art Struktur angewandt werden, die es ermöglicht, die Anzahl der Drehelemente umzusetzen bzw. zu realisieren, die in jedem der Beispiele nötig ist.
„a1", „b1" und „c1", die, angeordnet in der Reihenfolge der Drehzahlen, über jeder der Ordinaten im in 34 gezeigten Drehzahldiagramm gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „A2", „B2" und „C2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darüber angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Man beachte, dass hier „D2" als ein viertes Drehelement (4) gekennzeichnet ist, da es dem dritten Drehelement (3) in der Reihenfolge der Drehzahl folgt (die in 35 und 36 gezeigten Beispiele sind die gleichen). Außerdem ist in dem in 34 gezeigten Beispiel, in der Richtung von der niedertourigen Seite zur hochtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem vierten Drehelement (4) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht.
Man beachte, dass, in einem ähnlichen Wortlaut wie diesem formuliert, in dem in 31 gezeigten Beispiel, in der Richtung von der hochtourigen Seite zur niedertourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende ist: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht. Somit unterscheidet sich das in 34 gezeigte Beispiel von dem in 31 gezeigten Beispiel in den Punkten, dass anstatt eines Zwischendrehelements (m), die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 ein viertes Drehelement (4) hat, das dem dritten Drehelement (3) in der Reihenfolge der Drehzahl folgt, und die Ordinate, die diesem vierten Drehelement (4) entspricht, zwischen der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 angeordnet ist.
„a1", „b1" und „c1", die in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet über jeder der Ordinaten in den Drehzahldiagrammen in 35 gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „A2", B2", „C2" und „D2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darüber angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2), dem dritten Drehelement (3) und dem vierten Drehelement (4) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in dem Beispiel, das in 35 gezeigt wird, in der Reihenfolge von der niedertourigen Seite zur hochtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur), für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; und die Ordinate, die den vierten Drehelementen (4) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. Das heißt, das in 35 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 31 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 anstatt eines Zwischendrehelements (m) ein viertes Drehelement (4) aufweist, das dem dritten Drehelement (3) in der Reihenfolge der Drehzahl folgt, und die Ordinate, die diesem vierten Drehelement (4) entspricht, so angeordnet ist, dass sie mit der Ordinate übereinstimmt, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht.
„a1", „b1" und „c1", die in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet sind, die über jeder der Ordinaten im in 36 gezeigten Drehzahldiagramm angeordnet sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „A2", „B2", "C2" und „D2", die in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2), dem dritten Drehelement (3) und dem vierten Drehelement (4) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in dem in 36 gezeigten Beispiel, in der Richtung von der niedertourigen Seite zur hochtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und den vierten Drehelementen (4) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht. Das heißt, das in 35 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 31 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 anstatt eines Zwischendrehelements (m) ein viertes Drehelement (4) aufweist, das dem dritten Drehelement (3) in der Reihenfolge der Drehzahl folgt, und die Ordinate, die diesem vierten Drehelement (4) entspricht, ist so angeordnet, dass sie mit der Ordinate übereinstimmt, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht.
„A1", „B1", „C1" und „D1", die in der Reihenfolge der Drehzahl über jeder der Ordinaten im in 37 gezeigten Drehzahldiagramm gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2), dem Zwischendrehelement (m) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „a2", „b2" und „c2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darüber angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in dem in 37 gezeigten Beispiel in der Richtung von der niedertourigen Seite zur hochtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht. D. h., das in 37 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 31 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ein Zwischendrehelement (m) aufweist und dieses zwischen der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der erste Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht, und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 und der Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht, angeordnet ist.
„A1", „B1", „C1" und „D1", die, angeordnet in der Reihenfolge der Drehzahl, über jeder der Ordinaten im in 38 gezeigten Drehzahldiagramm gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem Zwischendrehelement (m), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „a2", „b2", „c2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darüber angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in dem in 38 gezeigten Beispiel in der Richtung von der niedertourigen Seite zur hochtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Pla netengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht. D. h., das in 38 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 31 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ein Zwischendrehelement (m) aufweist, und dieses zwischen der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht und der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht, angeordnet ist.
„A1", „B1", „C1" und „D1", die in der Reihenfolge der Drehzahl angeordnet, über jeder der Ordinaten, die im in 39 gezeigten Drehzahldiagramm angeordnet sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem Zwischendrehelement (m), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „a2", „b2", „c2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darüber angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in dem in 39 gezeigten Beispiel in der Richtung von der niedertourigen Seite zur hochtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem Zwischendrehelement (m) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht. D. h., das in 38 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 31 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ein Zwischendrehelement (m) aufweist, und dieses zwischen der Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht, und der Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht, angeordnet ist.
„A1", „B1", „C1" und „D1", die, angeordnet in der Reihenfolge der Drehzahl, über jeder der Ordinaten in dem in 40 gezeigten Drehzahldiagramm gezeigt sind, entsprechen jeweils dem ersten Drehelement (1), dem Zwischendrehelement (m), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1. Außerdem entsprechen „a2", „b2", „c2", die in der Reihenfolge der Drehzahl darüber angeordnet sind, jeweils dem ersten Drehelement (1), dem zweiten Drehelement (2) und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. Außerdem ist in dem in 40 gezeigten Beispiel in der Richtung von der niedertourigen Seite zur hochtourigen Seite der Drehzahlen (von der rechten Seite zur linken Seite in der Figur) für die erste Planetengetriebevorrichtung P1 die Reihenfolge der Anordnung der Ordinaten, die jedem der Drehelemente entsprechen, die folgende: die Ordinate, die dem ersten Drehelement (1) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem mittleren Drehelement (m) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; die Ordinate, die dem zweiten Drehelement (2) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und dem dritten Drehelement (3) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht; und die Ordinate, die dem dritten Drehelement (3) der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 entspricht. D. h., das in 40 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 31 gezeigten Beispiel in dem Punkt, dass die erste Planetengetriebevorrichtung P1 ein Zwischendrehelement (m) aufweist, und dieses so angeordnet ist, dass es mit der Ordinate übereinstimmt, die dem zweiten Drehelement (2) der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2 entspricht.
5. Andere Ausführungsformen

(1) In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde eine Struktur erklärt, die mit nur einem Motorgenerator MG ausgestattet ist, der als eine elektrische Drehmaschine fungiert. Allerdings ist auch eine Hybridantriebsvorrichtung H, die so strukturiert ist, dass sie mit zwei oder mehreren Motorgeneratoren ausgestattet ist, eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise ist es, wie in 41 gezeigt, bevorzugt, eine Struktur zu verwenden, in der weiter ein zweiter Motorgenerator MG vorgesehen ist, und der Rotor Ro2 dieses zweiten Motorgenerators MG mit der Eingangswelle I verbunden ist. Nach dieser Struktur ist es, im Parallelmodus, möglich zu fahren, indem das Drehmoment von zwei Motorgeneratoren, d. h. des Motorgenerators MG und des Motorgenerators MG2 verwendet wird. Man beachte, dass in 41 eine Struktur dargestellt ist, in der der Rotor Ro2 des Motorgenerators MG2 direkt mit der Eingangswelle I verbunden ist, jedoch eine Struktur verwendet werden kann, in der der Rotor Ro2 durch ein Übertragungselement, wie durch ein Zahnrad oder einen Riemen, mit der Eingangswelle I verbunden ist.
(2) In der ersten und zweiten Ausführungsform wurde ein Beispiel des Falls erklärt, in dem die Hybridantriebsvorrichtung H so strukturiert ist, dass sie zwischen drei Betriebsmodi schalten kann, d. h., dem elektrischen Drehmomentwandler Modus, dem Parallelmodus und dem elektrischen Fahrmodus. Außerdem wurde in der oben beschriebenen dritten und vierten Ausführungsform ein Beispiel des Falles erklärt, in dem die Hybridantriebsvorrichtung H so strukturiert ist, dass sie zusätzlich zu diesen drei Betriebsmodi, in einen Verbrennungsmotor Fahrmodus schalten kann. Allerdings werden Strukturen der Hybridantriebsvorrichtung H, die vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung umfasst sind, dadurch nicht eingeschränkt. Speziell ist eine Struktur, in der die Hybridantriebsvorrichtung H nur den elektrischen Drehmomentwandler Modus umsetzen kann oder eine Struktur, in der die Hybridantriebsvorrichtung H nur einen vom elektrischen Drehmomentwandler Modus, dem Parallelmodus oder dem elektrischen Fahrmodus umsetzen kann, ebenfalls eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
(3) In jeder der oben erklärten Ausführungsformen wurde ein Beispiel des Falls erklärt, in dem die Hybridantriebsvorrichtung H eine Mehrzahl von Gängen im Parallelmodus und im elektrischen Fahrmodus hat. Allerdings ist der Anwendungsbereich der Erfindung dadurch nicht beschränkt. Deshalb ist eine Struktur, in der entweder nur einer oder sowohl der Parallelmodus als auch der elektrische Fahrmodus nur einen Gang haben, eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
(4) Außerdem sind die Strukturen der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und der zweiten Planetengetriebevorrichtung P2, die in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen erklärt wurden, und die Konfiguration der Reibeingriffselemente im Bezug auf jedes dieser Drehelemente, lediglich Beispiele, und alle Strukturen, die die Struktur der vorliegenden Struktur durch Verwenden anderer Strukturen ermöglichen, sind im Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung mit inbegriffen.

INDUSTRIELLE VERWENDUNGSMÖGLICHKEIT
Die vorliegende Erfindung kann als Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Hybridantriebsvorrichtung, die einen Zustand aufweist, in dem sie als ein elektrischer Drehmomentwandler fungiert, und die es ermöglicht, selbst in dem Fall ein großes Drehmoment auf eine Ausgangswelle zu übertragen, in dem eine elektrische Drehmaschine, die ein vergleichsweise kleines Ausgangsdrehmoment hat, bereitgestellt ist.
Eine Hybridantriebsvorrichtung H ist mit einer Eingangswelle I ausgestattet, der mit einem Verbrennungsmotor E verbunden ist, einer Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, einem Motorgenerator MG, einer ersten Planetengetriebevorrichtung P1 und einer zweiten Planetengetriebevorrichtung P2. In einem elektrischen Drehmomentwandler Modus reduziert die erste Planetengetriebevorrichtung P1 den absoluten Wert der Drehzahl des Motorgenerators MG und überträgt die resultierende Drehzahl auf die zweite Planetengetriebevorrichtung P2, und die zweite Planetengetriebevorrichtung P2 kombiniert die Drehung, die von der ersten Planetengetriebevorrichtung P1 übertragen wird und die Drehung der Eingangswelle I, reduziert den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle I, und überträgt die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle O.

H: Hybridantriebsvorrichtung
E: Verbrennungsmotor
I: Eingangswelle
O: Ausgangswelle
MG: Motorgenerator (elektrische Drehmaschine)
W: Räder
P1: erste Planetengetriebevorrichtung
P2: zweite Planetengetriebevorrichtung
Ds: Getriebegehäuse
C1: erste Kupplung
C2: zweite Kupplung
C3: dritte Kupplung
C4: vierte Kupplung
B1: erste Bremse
B2: zweite Bremse
B3: dritte Bremse
: (1) erstes Drehelement (2) zweites Drehelement (3) drittes Drehelement (m) Zwischendrehelement (4) viertes Drehelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2005206136 A [0003]

Claims

Hybridantriebsvorrichtung, enthaltend eine Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, eine Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, eine elektrische Drehmaschine, eine erste Planetengetriebevorrichtung und eine zweite Planetengetriebevorrichtung, wobei in einem elektrischen Drehmomentwandlermodus die erste Planetengetriebevorrichtung den absoluten Wert der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine reduziert und die resultierende Drehzahl auf die zweite Planetengetriebevorrichtung überträgt, und die zweite Planetengetriebevorrichtung die Drehung, die von der ersten Planetengetriebevorrichtung übertragen wurde, und die Drehung der Eingangswelle, kombiniert, den absoluten Wert der Drehzahl der Eingangswelle reduziert und die resultierende Drehzahl an die Ausgangswelle überträgt.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, enthaltend: eine erste Kupplung, die die Drehung der elektrischen Drehmaschine selektiv auf ein Drehelement in der ersten Planetengetriebevorrichtung überträgt, auf das die Drehung der Eingangswelle übertragen wird; wobei, während die erste Kupplung eingerückt ist, ein Parallelmodus gebildet wird, in dem die Eingangswelle und die elektrische Drehmaschine direkt verbunden sind.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, so strukturiert, dass sie synchrones Schalten ermöglicht, wobei, wenn der Modus vom elektrischen Drehmomentwandler Modus in den Parallelmodus geschaltet wird, das Einrücken der ersten Kupplung durchgeführt wird während die Drehzahlen eines eingangsseitigen Drehelements und eines ausgangsseitigen Drehelements der ersten Kupplung gleich sind.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Parallelmodus eine Mehrzahl an Gängen aufweist.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Parallelmodus außerdem einen Beschleunigungsgang enthält, in dem der absolute Wert der Drehzahl der Eingangswelle erhöht wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle übertragen wird, und auch der absolute Wert der Drehzahl der elektrischen Drehmaschine reduziert wird und die resultierende Drehzahl auf die Ausgangswelle übertragen wird.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, enthaltend: eine erste Kupplung, die die Drehung der elektrischen Drehmaschine selektiv auf ein Drehelement in der zweiten Planetengetriebevorrichtung überträgt, auf das die Drehung der Eingangswelle übertragen wird; und eine zweite Kupplung, die die Drehung der Eingangswelle selektiv auf das Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung überträgt; wobei, während die erste Kupplung eingerückt ist und die zweite Kupplung ausgerückt ist, die Eingangswelle von der Ausgangswelle getrennt ist, und ein elektrischer Fahrmodus gebildet wird, in dem die Drehung der elektrischen Drehmaschine auf die Ausgangswelle übertragen wird.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Planetengetriebevorrichtung und die zweite Planetengetriebevorrichtung im elektrischen Fahrmodus eine Mehrzahl an Gängen aufweisen.
Hybridantriebsvorrichtung, enthaltend eine Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, eine Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, eine elektrische Drehmaschine, eine erste Planetengetriebevorrichtung und eine zweite Planetengetriebevorrichtung; wobei: die erste Planetengetriebevorrichtung und die zweite Planetengetriebevorrichtung jeweils zumindest drei Drehelemente enthalten, und zwar, in der Reihenfolge der Drehzahl, ein erstes Drehelement, ein zweites Drehelement und ein drittes Drehelement; in der ersten Planetengetriebevorrichtung das erste Drehelement mit der elektrischen Drehmaschine verbunden ist, das zweite Drehelement an einem nicht drehenden Element stationär gehalten wird, und in diesem Zustand das Übersetzungsverhältnis so festgesetzt ist, dass der absolute Wert der Drehzahl des dritten Drehelements im Bezug auf den absoluten Wert der Drehzahl des ersten Drehelements reduziert wird; und in der zweiten Planetengetriebevorrichtung das erste Drehelement mit der Eingangswelle verbunden ist, das zweite Drehelement mit der Ausgangswelle verbunden ist und das dritte Drehelement mit dem dritten Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung verbunden ist.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 8, enthaltend eine erste Kupplung, die das erste Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das erste Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, enthaltend eine zweite Kupplung, die das erste Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, enthaltend eine dritte Kupplung, die das zweite Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, enthaltend eine erste Bremse, die das zweite Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung stationär an dem nicht drehenden Element hält.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, enthaltend eine zweite Bremse, die das dritte Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das dritte Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung, die miteinander verbunden sind, selektiv stationär an einem nicht drehenden Element hält.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei: das zweite Planetengetriebe, in der Reihenfolge der Drehzahl, ein Zwischendrehelement zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement enthält; und die Hybridantriebsvorrichtung weiter enthält: eine dritte Bremse, die das Zwischenelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv stationär an einem nicht drehenden Element hält.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei: die zweite Planetengetriebevorrichtung, in der Reihenfolge der Drehzahl, ein Zwischendrehelement zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement enthält; und die Hybridantriebsvorrichtung weiter enthält: eine vierte Kupplung, die das Zwischendrehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv mit der Eingangswelle verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung, enthaltend eine Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, eine Ausgangswelle, die mit den Rädern verbunden ist, eine elektrische Drehmaschine, eine erste Planetengetriebevorrichtung und eine zweite Planetengetriebevorrichtung, wobei: die erste Planetengetriebevorrichtung und die zweite Planetengetriebevorrichtung jeweils zumindest drei Drehelemente enthalten, und zwar, in der Reihenfolge der Drehzahl, ein erstes Drehelement, ein zweites Drehelement und ein drittes Drehelement; in der ersten Planetengetriebevorrichtung das erste Drehelement mit der elektrischen Drehmaschine verbunden ist und das dritte Drehelement an einem nicht drehenden Element stationär gehalten wird; und in der zweiten Planetengetriebevorrichtung das erste Drehelement mit der Eingangswelle verbunden ist, das zweite Drehelement mit der Ausgangswelle verbunden ist und das dritte Drehelement mit dem zweiten Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung verbunden ist.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 16, weiter enthaltend eine erste Kupplung, die das erste Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das erste Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, weiter enthaltend eine zweite Kupplung, die das erste Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung und die Eingangswelle selektiv verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, weiter enthaltend eine erste Bremse, die das dritte Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung selektiv stationär an dem nicht drehenden Element hält.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, weiter enthaltend eine zweite Bremse, die das zweite Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das dritte Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung, die miteinander verbunden sind, selektiv stationär an einem nicht drehenden Element hält.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, weiter enthaltend eine dritte Kupplung, die das zweite Drehelement der ersten Planetengetriebevorrichtung und das dritte Drehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung, die miteinander verbunden sind, selektiv mit der Eingangswelle verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei: die zweite Planetengetriebevorrichtung, in der Reihenfolge der Drehzahl, weiter ein Zwischendrehelement, das zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement dreht, enthält; die Hybridantriebsvorrichtung weiter enthält: eine dritte Kupplung, die das Zwischendrehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv mit der Eingangswelle verbindet.
Hybridantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei: die zweite Planetengetriebevorrichtung, in der Reihenfolge der Drehzahl, ein Zwischendrehelement zwischen dem zweiten Drehelement und dem dritten Drehelement enthält; die Hybridantriebsvorrichtung weiter enthält: eine dritte Bremse, die das Zwischendrehelement der zweiten Planetengetriebevorrichtung selektiv stationär an einem nicht drehenden Element hält.