DE112012006029T5

DE112012006029T5 - Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112012006029T5
Application number: DE112012006029.6T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAIS Isomura Haruo; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KA Ebuchi Hiroaki; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI K Shibata Hiroyuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2015-02-26
Also published as: WO2013136483A1; JPWO2013136483A1; CN104204609B; CN104204609A; US9381906B2; US20150039170A1; JP5867589B2

Abstract

Eine Fahrzeugantriebsvorrichtung (1-1) weist Folgendes auf: eine elektrische Drehmaschine (3); eine erste Welle (20) und eine zweite Welle (30), die jeweils mit einer Antriebswelle (45) verbunden sind; und einen Differenzialmechanismus (10), der ein Drehbauteil (11), das mit der elektrische Drehmaschine verbunden ist, ein Drehbauteil (14), das mit der ersten Welle verbunden ist, und ein Drehbauteil (13) hat, das mit der zweiten Welle verbunden ist. Die Fahrzeugsantriebsvorrichtung hat einen vorbestimmten Modus, bei dem eine Kraftübertragung durch die zweite Welle unterbrochen ist, ein Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus reguliert wird, und die elektrische Drehmaschine und die Antriebswelle miteinander durch die erste Welle verbunden sind. Sowohl die erste Welle als auch die zweite Welle können einen Übertragungsmechanismus haben.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs.
Hintergrund des Standes der Technik
Bislang war ein Fahrzeug bekannt, das eine Vielzahl an Wellen hat, die zu einer Übertragung einer Kraft durch diese in der Lage waren. Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 eine Technik eines Steuerverfahrens eines Kraftübertragungssystems für ein Hybridfahrzeug zum Ausgeben eines Momentes von einem Verbrennungsmotor von einer zweiten Zwischenwelle zu einer Abgabewelle durch eine erste Zwischenwelle, wenn eine erste Kupplung der ersten Zwischenwelle nicht eingerückt werden kann.
Auflistung des Standes der Technik
Patentliteratur

Patentdokument 1: Offengelegte Japanische Patentanmeldung JP 2009-36354

Zusammenfassung
Technisches Problem
Hierbei gibt es einen Fall, bei dem die Übertragungseffizienz sich verschlechtert, wenn eine Vielzahl an Wellen vorgesehen wird, die zu einer Übertragung einer Kraft durch diese in der Lage sind. Beispielsweise ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die Übertragungseffizienz aufgrund einer Kraftzirkulation sich verschlechtern kann. Somit ist es erwünscht, die Verschlechterung bei der Übertragungseffizienz zu vermeiden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs zu schaffen, die dazu in der Lage ist, die Verschlechterung der Übertragungseffizienz zu vermeiden.
Lösung der Aufgabe
Eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine elektrische Drehmaschine; eine erste Welle und eine zweite Welle, die so aufgebaut sind, dass sie jeweils mit Antriebswellen verbunden sind; und einen Differenzialmechanismus, der so aufgebaut ist, dass er ein Drehbauteil, das mit der elektrischen Drehmaschine verbunden ist, ein Drehbauteil, das mit der ersten Welle verbunden ist, und ein Drehbauteil hat, das mit der zweiten Welle verbunden ist, wobei ein vorbestimmter Modus vorgesehen ist, bei dem eine Kraftübertragung durch die zweite Welle unterbrochen wird, ein Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus reguliert wird und die elektrische Drehmaschine und die Antriebswelle miteinander durch die erste Welle verbunden sind.
Die Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs hat vorzugsweise des Weiteren einen Übertragungsmechanismus, der in sowohl der ersten Welle, als auch der zweiten Welle vorgesehen ist, wobei der vorbestimmte Modus zu dem Zeitpunkt festgelegt wird, bei dem ein Verhältnis zwischen einem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der ersten Welle und einem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der zweiten Welle ein Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist.
Die Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs hat vorzugsweise des Weiteren einen Übertragungsmechanismus, der in sowohl der ersten Welle als auch der zweiten Welle vorgesehen ist, wobei der vorbestimmte Modus auf der Basis einer Übertragungseffizienz festgelegt wird, die aus einem Verhältnis zwischen einem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der ersten Welle und dem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der zweiten Welle bestimmt wird.
In der Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs wird vorzugsweise ein Regenerationsvorgang durch die elektrische Drehmaschine in dem vorbestimmten Modus ausgeführt.
In der Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs wird vorzugsweise der vorbestimmte Modus zu dem Zeitpunkt festgelegt, bei dem das Fahrzeug rückwärts fährt.
Die Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs hat vorzugsweise des Weiteren einen Verbrennungsmotor, der mit der ersten Welle verbunden ist, wobei zu dem Zeitpunkt, bei dem der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus reguliert wird, eine Drehrichtung einer Drehung, die von dem Verbrennungsmotor zu der Antriebswelle durch die erste Welle übertragen wird, zu einer Drehrichtung geschaltet wird, die bewirkt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
Die Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs hat vorzugsweise des Weiteren einen Verbrennungsmotor, der mit der ersten Welle und der zweiten Welle durch eine Kupplung verbunden ist; wobei der vorbestimmte Modus zu dem Zeitpunkt festgelegt wird, bei dem ein Regenerationsvorgang durch die elektrische Drehmaschine bei freigegebener Kupplung ausgeführt wird, während das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors als eine Antriebsquelle bei eingerückter Kupplung fährt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs geschaffen worden, die Folgendes aufweist: eine elektrische Drehmaschine; eine erste Welle und eine zweite Welle, die so aufgebaut sind, dass sie jeweils mit Antriebswellen verbunden sind; und einen Differenzialmechanismus, der so aufgebaut ist, dass er ein Drehbauteil, das mit der elektrischen Drehmaschine verbunden ist, ein Drehbauteil, das mit der ersten Welle verbunden ist, und ein Drehbauteil hat, das mit der zweiten Welle verbunden ist, wobei ein vorbestimmter Modus vorgesehen ist, bei dem eine Kraftübertragung durch die zweite Welle unterbrochen wird, ein Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus reguliert wird und die elektrische Drehmaschine und die Antriebswelle miteinander durch die erste Welle verbunden sind. Gemäß der Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs der vorliegenden Erfindung ergibt sich ein Vorteil dahingehend, dass die Verschlechterung der Übertragungseffizienz unterdrückt werden kann, indem die Kraftzirkulation durch den vorbestimmten Modus unterdrückt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Darstellung eines Aufbaubeispiels, bei dem ein Planetengetriebemechanismus der Einzelantriebszahnradart vorgesehen ist.
3 zeigt eine Darstellung eines Aufbaubeispiels, bei dem ein Planetengetriebemechanismus der Doppelantriebszahnradart vorgesehen ist.
4 zeigt eine Skelettdarstellung des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel.
5 zeigt ein Nomogramm eines Differenzialmechanismus, wenn die Drehzahl einer elektrischen Drehmaschine 0 beträgt.
6 zeigt eine Darstellung eines Kraftübertragungszustandes, wenn ein Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen größer als der Wert 1 + ρ ist.
7 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ von Übersetzungsverhältnissen größer als der Wert 1 + ρ ist.
8 zeigt eine Darstellung eines Kraftübertragungszustandes, bei dem das Verhältnis γ von Übersetzungsverhältnissen kleiner als der Wert 1 + ρ ist.
9 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen geringer als der Wert 1 + ρ ist.
10 zeigt eine Darstellung einer Beziehung zwischen dem Verhältnis γ von Übersetzungsverhältnissen und einem Kraftzirkulationsverhältnis δ.
11 zeigt eine Darstellung eines Verbrennungsmotorlaufvorgangs in einem Herunterschaltbereitschaftszustand.
12 zeigt ein Nomogramm zur Darstellung eines Verbrennungsmotorlaufvorgangs in dem Herunterschaltbereitschaftszustand.
13 zeigt eine Darstellung einer Kraftzirkulation während eines Regenerationsvorgangs.
14 zeigt ein Nomogramm während eines Regenerationsvorgangs.
15 zeigt eine Darstellung eines Falls, bei dem ein neutraler Zustand einer zweiten Übertragungseinheit (Getriebe) gewählt wird.
16 zeigt ein Nomogramm einer Drehzahlsteuerung, die durch eine elektrische Drehmaschine ausgeführt wird.
17 zeigt eine Darstellung eines Regenerationsvorgangs, der durch einen vorbestimmten Modus ausgeführt wird.
18 zeigt eine äquivalente Darstellung eines Fahrzeugs in einem vorbestimmten Modus.
19 zeigt ein Nomogramm eines Regenerationsvorgangs, der durch einen vorbestimmten Modus ausgeführt wird.
20 zeigt ein Nomogramm eines EV-Rückwärtsfahrvorgangs.
21 zeigt eine Darstellung einer Prozedur, bei der ein EV-Rückwärtsfahrvorgang zu einem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet wird.
22 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem der EV-Rückwärtsfahrvorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet ist.
23 zeigt eine Darstellung des Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgangs.
24 zeigt ein Nomogramm des Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgangs.
25 zeigt eine Darstellung eines Rückwärtsfahrvorgangs durch einen vorbestimmten Modus.
26 zeigt eine Skelettdarstellung eines Fahrzeugs gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels.
27 zeigt ein Nomogramm eines Differenzialmechanismus, wenn die Drehzahl der elektrischen Drehmaschine 0 beträgt.
28 zeigt eine Darstellung eines Kraftübertragungszustandes, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen größer als 1 ist.
29 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen größer als 1 ist.
30 zeigt eine Darstellung eines Kraftübertragungszustandes, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen kleiner als 1 ist.
31 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen kleiner als 1 ist.
32 zeigt eine Darstellung einer Beziehung zwischen dem Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen und einem Kraftzirkulationsverhältnis δ.
33 zeigt eine äquivalente Darstellung eines vorbestimmten Modus eines Fahrzeugs gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels.
34 zeigt ein Nomogramm eines Regenerationsvorgangs, der durch einen vorbestimmten Modus in dem ersten abgewandelten Beispiel ausgeführt wird.
35 zeigt eine Darstellung eines Rückwärtsfahrvorgangs durch einen vorbestimmten Modus in dem ersten abgewandelten Beispiel.
36 zeigt eine schematische Aufbaudarstellung eines Fahrzeugs gemäß einem zweiten abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels.
37 zeigt eine Skelettdarstellung des Fahrzeugs gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel.
38 zeigt eine äquivalente Darstellung eines vorbestimmten Modus des Fahrzeugs gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel.
39 zeigt eine Darstellung eines Rückwärtsfahrvorgangs, der durch einen vorbestimmten Modus in dem zweiten abgewandelten Beispiel ausgeführt wird.
40 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Übersetzungsverhältnisses der Fahrzeugantriebsvorrichtung.
41 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Gesamtübersetzungsverhältnisses des Fahrzeugs.
42 zeigt eine Darstellung einer Gesamtübertragungseffizienz η und eines Kraftzirkulationsverhältnisses δ in Bezug auf das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen.
43 zeigt eine Darstellung des Kraftzirkulationsverhältnisses δ und der Gesamtübertragungseffizienz η eines Bereitschaftszustandes jeder Gangschaltstufe.
44 zeigt eine Darstellung eines Beispiels des Kraftzirkulationsverhältnisses δ und der Gesamtübertragungseffizienz η in dem Bereitschaftszustand jeder Gangschaltstufe des Fahrzeugs gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels.
45 zeigt eine Darstellung eines Beispiels des Kraftzirkulationsverhältnisses δ und der Gesamtübertragungseffizienz η in dem Bereitschaftszustand jeder Gangschaltstufe des Fahrzeugs gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend ist eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Des Weiteren umfassen die Komponenten der nachstehend dargelegten Ausführungsbeispiele Komponenten, auf die ein Fachmann mit Leichtigkeit kommen kann, oder Komponenten, die im Wesentlichen den gleichen Aufbau haben.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 32 beschrieben. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufbaus eines Fahrzeugs 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 zeigt eine Darstellung eines Aufbaubeispiels, bei dem ein Planetengetriebemechanismus der Einzelantriebszahnradart vorgesehen ist; 3 zeigt eine Darstellung eines Aufbaubeispiels, bei dem ein Planetengetriebemechanismus der Doppelantriebszahnradart vorgesehen ist; und 4 zeigt eine Skelettdarstellung des Fahrzeugs 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat das Fahrzeug 100 einen Verbrennungsmotor 1, eine Kupplung 2, eine elektrische Drehmaschine 3, einen Differenzialmechanismus 10, eine erste Übertragungseinheit (Getriebeeinheit) 20, eine zweite Übertragungseinheit (Getriebeeinheit) 30, eine Antriebswelle 45 und ein Antriebsrad (antreibendes Rad) 46. Des Weiteren hat eine Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel die elektrische Drehmaschine 3, die erste Übertragungseinheit 20, die zweite Übertragungseinheit 30 und den Differenzialmechanismus 10. Darüber hinaus kann die Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs des Weiteren den Verbrennungsmotor 1 oder eine ECU 50, die nachstehend beschrieben ist, aufweisen.
Als Verbindungsaufbau für die elektrische Drehmaschine 3, eine Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 und eine Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 und des Differenzialmechanismus 10, kann beispielsweise ein Verbindungsaufbau angewendet werden, der den in 2 gezeigten Planetengetriebemechanismus der Einzelritzelart nutzt, oder es kann ein Verbindungsaufbau angewendet werden, der den in 3 gezeigten Planetengetriebemechanismus der Doppelritzelart nutzt. Wie dies in 4 gezeigt ist, ist der Differenzialmechanismus 10 der Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Planetengetriebemechanismus der Einzelritzelart auf.
Der Verbrennungsmotor 1 wandelt Kraftstoffverbrennungsenergie in eine Drehung einer Drehwelle 1a um und gibt die Drehung aus. Darüber hinaus kann als ein Verbrennungsmotor des Fahrzeugs 100 ein anderer bekannter Verbrennungsmotor anstelle des Verbrennungsmotors 1 angewendet werden. Die Drehwelle 1a des Verbrennungsmotors 1 ist mit einer Drehwelle 4 durch die Kupplung 2 verbunden. Die Drehwelle 4 ist an der Verlängerungslinie der Drehwelle 1a so angeordnet, dass sie koaxial zu der Drehwelle 1a des Verbrennungsmotors 1 ist.
Die Kupplung 2 ist eine automatische Kupplungsvorrichtung. Die Kupplung 2 hat ein eingangsseitiges Einrückelement, das mit der Drehwelle 1a verbunden ist, und ein ausgabeseitiges Einrückelement, das mit der Drehwelle 4 verbunden ist. Die Kupplung 2 wird durch einen Aktuator eingerückt oder freigegeben, der durch einen Hydraulikdruck und dergleichen betätigt wird. Die Kupplung 2 kann zu einem vollständig eingerückten Zustand, einem halbeingerückten Zustand oder einem Freigabezustand im Ansprechen auf den gelieferten Hydraulikdruck gesteuert werden.
Die elektrische Drehmaschine 3 ist an der Außenseite der Drehwelle 4 in der radialen Richtung so angeordnet, dass sie koaxial zu der Drehwelle 4 ist. Eine Drehwelle 3a der elektrischen Drehmaschine 3 ist so gestützt, dass sie in Bezug auf die Drehwelle 4 drehbar ist. Die Drehwelle 4 ist mit einem Antriebszahnrad 5 versehen. Das Antriebszahnrad 5 ist an dem Ende, das zu dem Verbrennungsmotor 1 entgegengesetzt ist, an der Drehwelle 4 angeordnet. Das Antriebszahnrad 5 steht mit einem angetriebenen Zahnrad 7 in Zahneingriff. Das angetriebene Zahnrad 7 ist an der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit (Getriebeeinheit) 20 vorgesehen.
Das angetriebene Zahnrad 7, ein Antriebszahnrad 21, eine Hülse 27, Antriebszahnräder 22 und 23, eine Hülse 28, Antriebszahnräder 24 und 25, eine Hülse 29 und ein Antriebszahnrad 26a sind in dieser Reihenfolge von dem Verbrennungsmotor 1 an der Eingangswelle 6 angeordnet.
Der Differenzialmechanismus 10 hat ein Sonnenrad 11, ein Ritzel 12, ein Hohlrad 13 und einen Träger 14. Das Hohlrad 13 ist an der Außenseite des Sonnenrades 11 in der radialen Richtung so angeordnet, dass es koaxial zu dem Sonnenrad 11 ist. Das Ritzel 12 ist zwischen dem Sonnenrad 11 und dem Hohlrad 13 angeordnet und steht mit dem Sonnenrad 11 und dem Hohlrad 13 in Zahneingriff. Das Ritzel 12 ist durch den Träger 14 drehbar gestützt.
Das Sonnenrad 11 ist eine Drehkomponente, die mit der Drehwelle 3a der elektrischen Drehmaschine 3 verbunden ist, und dreht sich zusammen mit der Drehwelle 3a. Die elektrische Drehmaschine 3 hat eine Funktion als ein Motor (ein Elektromotor) und eine Funktion als ein Generator. Die elektrische Drehmaschine 3 ist mit einer Batterie durch einen Inverter verbunden. Die elektrische Drehmaschine 3 kann eine von der Batterie gelieferte elektrische Energie in eine mechanische Energie umwandeln und die mechanische Energie ausgeben, und kann eine mechanische Energie in eine elektrische Energie umwandeln, während sie durch zu ihr eingegebene Energie angetrieben wird. Die elektrische Energie, die durch die elektrische Drehmaschine 3 erzeugt wird, kann in der Batterie gespeichert werden. Als die elektrische Drehmaschine 3 kann beispielsweise ein Wechselstromsynchronmotorgenerator angewendet werden.
Die elektrische Drehmaschine 3 gibt ein Moment aus durch Verbrauchen von elektrischer Energie durch einen Antriebsvorgang, und kann in drehender Weise das Sonnenrad 11 durch das abgegebene Moment antreiben. Des Weiteren erzeugt die elektrische Drehmaschine 3 elektrische Energie, während sie durch das Moment, das durch das Sonnenrad 11 während eines Regenerationsvorgangs übertragen wird, drehend angetrieben wird, und kann ein Lastmoment, das im Ansprechen auf eine Erzeugungslast erzeugt wird, auf das Sonnenrad 11 aufbringen.
Der Träger 14 ist mit der Drehwelle 4 verbunden und dreht sich zusammen mit der Drehwelle 4. Der Träger 14 ist eine Drehkomponente, die mit der ersten Übertragungseinheit (Getriebeeinheit) 20 durch die Drehwelle 4 und das Antriebszahnrad 5 verbunden ist. Das Ritzel 12 kann um die Mittelachse der Drehwelle 4 zusammen mit dem Träger 14 drehen (umlaufen), und kann um die Mittelachse des Ritzels 12 drehen (kreiseln), während es durch den Träger 14 gestützt ist. Ein Antriebszahnrad 16 ist mit dem Hohlrad 13 durch ein zylindrisches Element 15 verbunden. Das zylindrische Element 15 ist ein zylindrisches Element mit einem Durchmesser, der kleiner als jener des Hohlrades 13 ist. Das zylindrische Element 15 ist mit der zu dem Verbrennungsmotor entgegengesetzten Seite in Bezug auf das Hohlrad 13 in der axialen Richtung verbunden. Das Antriebszahnrad 16 ist an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Elementes 15 angeordnet. Das Antriebszahnrad 16 steht mit einem angetriebenen Zahnrad 18 in Zahneingriff.
Das angetriebene Zahnrad 18 ist an der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit (Getriebeeinheit) 30 vorgesehen. Das heißt das Hohlrad 13 ist eine Drehkomponente, die mit der zweiten Übertragungseinheit 30 durch das Antriebszahnrad 16 verbunden ist. Die Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20, die Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 und eine Ausgangswelle 19 sind so angeordnet, dass sie parallel zueinander sind. Das Übertragungsverhältnis (Übersetzungsverhältnis) zwischen dem Antriebszahnrad 5 und dem angetriebenen Zahnrad 7 ist das gleiche wie das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad 16 und dem angetriebenen Zahnrad 18.
Ein Arretiermechanismus 40 hat eine Funktion zum Regulieren der Relativdrehung zwischen dem Träger 14 und dem Sonnenrad 11 des Differenzialmechanismus 10. Der Arretiermechanismus 40 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine Klauenkupplung der Eingriffsart. Der Arretiermechanismus 40 hat eine Hülse 41, eine Klauenverzahnung 42, die mit der Drehwelle 4 verbunden ist, und eine Klauenverzahnung 43, die mit der Drehwelle 3a der elektrischen Drehmaschine 3 verbunden ist. Die Klauenverzahnung 42 und die Klauenverzahnung 43 sind benachbart zueinander in der axialen Richtung angeordnet. Die Hülse 41 ist an der Außenseite der Klauenverzahnungen 42 und 43 in der radialen Richtung angeordnet und ist in der axialen Richtung beweglich. Die Hülse 41 hat eine Innenverzahnung, die mit den Klauenverzahnungen 42 und 43 in Eingriff steht. Der Arretiermechanismus 40 wird zwischen einem Eingriffszustand und einem Freigabezustand geschaltet durch Antreiben der Hülse 41 durch einen (nicht gezeigten) Aktuator in einer derartigen Weise, dass diese in der axialen Richtung bewegt wird.
Der eingerückte (in Eingriff stehende) Arretiermechanismus 40 reguliert die Relativdrehung der Klauenverzahnungen 42 und 43, während die Hülse 41 mit den Klauenverzahnungen 42 und 43 in Eingriff gelangt. Das heißt der eingerückte Arretiermechanismus 40 reguliert die Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad 11 und dem Träger 14 und arretiert den Differenzialmechanismus 10 so, dass der Differenzialvorgang nicht ausgeführt werden kann. Im Gegensatz dazu gelangt im freigegebenen Arretiertiermechanismus 40 die Hülse 41 mit irgendeiner der Klauenverzahnungen 42 und 43 in Eingriff, und der Eingriff mit der anderen Klauenverzahnung wird freigegeben. Somit ermöglicht der freigegebene Arretiermechanismus 40 die Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad 11 und dem Träger 14 und ermöglicht den Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10. Darüber hinaus ist die Kombination der Drehkomponenten, die durch den Arretiermechanismus 40 in Eingriff gebracht werden, nicht auf das Sonnenrad 11 und den Träger 14 beschränkt. Der Arretiermechanismus 40 kann beliebige zwei oder mehr Drehkomponenten aus: dem Sonnenrad 11, dem Hohlrad 13 und dem Träger 14 des Differenzialmechanismus 10 so verbinden, dass deren Differenzialvorgang reguliert wird.
Die erste Übertragungseinheit 20 hat die Eingangswelle 6, die Antriebszahnräder 21, 22, 23, 24 und 25 der jeweiligen Gangschaltstufen, das Rückwärtsfahrantriebszahnrad 26a, ein Leerlaufzahnrad 26b, die Hülsen 27, 28 und 29, die angetriebenen Zahnräder 51, 52, 53, 54, 55 und 56 und die Ausgangswelle 19. Der Übertragungsmechanismus der ersten Übertragungseinheit 20 hat die Antriebszahnräder 21, 22, 23, 24 und 25, das Rückwärtsfahrantriebszahnrad 26a, das Leerlaufzahnrad 26b, die Hülsen 27, 28 und 29 und die angetriebenen Zahnräder 51, 52, 53, 54, 55 und 56.
Die Antriebszahnräder 21, 22, 23, 24, 25 und 26a sind jeweils so gestützt, dass sie in Bezug auf die Eingangswelle 6 drehbar sind. Die angetriebenen Zahnräder 51, 52, 53, 54, 55 und 56 sind jeweils mit der Abgabewelle 19 verbunden und drehen sich zusammen mit der Abgabewelle 19.
Das Antriebszahnrad 21 und das angetriebene Zahnrad 51 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern der ersten Gangschaltstufe, das Antriebszahnrad 22 und das angetriebene Zahnrad 52 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer zweiten Gangschaltstufe, das Antriebszahnrad 23 und das angetriebene Zahnrad 53 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer dritten Gangschaltstufe, das Antriebszahnrad 24 und das angetriebene Zahnrad 54 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer vierten Gangschaltstufe, und das Antriebszahnrad 25 und das angetriebene Zahnrad 55 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer fünften Gangschaltstufe. Das Rückwärtsfahrantriebszahnrad 26a ist mit dem angetriebenen Zahnrad 56 durch das Leerlaufzahnrad 26b verbunden.
Die erste Übertragungseinheit 20 kann ein beliebiges aus den Antriebszahnrädern 21, 22, 23, 24 und 25 mit der Eingangswelle 6 verbinden, indem die Hülsen 27, 28 und 29 durch den Aktuator so angetrieben werden, dass sie sich in der axialen Richtung bewegen. Demgemäß ist die Eingangswelle 6 mit der Abgabewelle 19 durch ein beliebiges Paar an Zahnrädern von der ersten Gangschaltstufe zu der fünften Gangschaltstufe verbunden, und folglich kann die Drehung bei dem Übersetzungsverhältnis der Paare an Zahnrädern übertragen werden. Darüber hinaus kann die erste Übertragungseinheit 20 die Abgabewelle 19 in der Rückwärtsfahrdrehrichtung drehen durch Verbinden der Eingangswelle 6 mit der Abgabewelle 19 durch die Rückwärtsfahrzahnradgruppen 26a, 26b und 56 anstelle der Gangschaltstufen von der ersten Schaltstufe zu der fünften Schaltstufe. Des Weiteren kann die erste Übertragungseinheit 20 in einen neutralen Zustand gelangen durch Freigeben sämtlicher Antriebszahnräder 21, 22, 23, 24, 25 und 26a mit der Bewegung der Hülsen 27, 28 und 29 in der axialen Richtung. Die in dem neutralen Zustand befindliche erste Übertragungseinheit 20 trennt die Übertragung der Kraft zwischen der Eingangswelle 6 und der Abgabewelle 19.
Die zweite Übertragungseinheit 30 hat die Eingangswelle 17, die Antriebszahnräder 31, 32, 33 und 34 der jeweiligen Gangschaltschaltstufen, Hülsen 35 und 36, angetriebene Zahnräder 51, 52, 53 und 54 und die Abgabewelle 19. Der Übertragungsmechanismus der zweiten Übertragungseinheit 30 hat die Antriebszahnräder 31, 32, 33 und 34, die Hülsen 35 und 36 und die angetriebenen Zahnräder 51, 52, 53 und 54.
Die Antriebszahnräder 31, 32, 33 und 34 sind jeweils so gestützt, dass sie in Bezug auf die Eingangswelle 17 drehbar sind. Die zweite Übertragungseinheit 30 hat Gangschaltstufen, die äquivalent zu den Gangschaltstufen von der ersten Schaltstufe zu der vierten Schaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 sind. Wie dies in 4 gezeigt ist, ist der Mittelachsenabstand L1 zwischen der Abgabewelle 19 und der Eingangswelle 6 gleich dem Mittelwellenabstand L2 zwischen der Abgabewelle 19 und der Eingangswelle 17.
Das Antriebszahnrad 31 und das angetriebene Zahnrad 51 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer ersten Gangschaltstufe. Das Antriebszahnrad 32 und das angetriebene Zahnrad 52 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer zweiten Gangschaltstufe. Das Antriebszahnrad 33 und das angetriebene Zahnrad 53 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer dritten Gangschaltstufe. Das Antriebszahnrad 34 und das angetriebene Zahnrad 54 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer vierten Gangschaltstufe.
Die zweite Übertragungseinheit 30 kann ein beliebiges der Antriebszahnräder 31, 32, 33 und 34 mit der Eingangswelle 17 verbinden durch Antreiben der Hülsen 35 und 36 durch den Aktuator in derartiger Weise, dass sie sich in der axialen Richtung bewegen. Demgemäß ist die Eingangswelle 17 mit der Abgabewelle 19 durch ein beliebiges Paar an Zahnrädern von der ersten Gangschaltstufe zu der vierten Gangschaltstufe verbunden, und folglich kann die Drehung bei dem Übersetzungsverhältnis der Paare an Zahnrädern übertragen werden. Des Weiteren kann die zweite Übertragungseinheit 30 in den neutralen Zustand gelangen durch Freigeben sämtlicher Antriebszahnräder 31, 32, 33 und 34 mit der Bewegung der Hülsen 35 und 36 in der axialen Richtung. Die zweite Übertragungseinheit 30 trennt im neutralen Zustand die Kraftübertragung zwischen der Eingangswelle 17 und der Abgabewelle 19.
Die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 sind jeweils mit der Antriebswelle 45 des Fahrzeugs 100 durch die gemeinsame Abgabewelle 19 verbunden. Genauer gesagt ist das Ende, das dem Verbrennungsmotor 1 in der Abgabewelle 19 entgegengesetzt ist, mit der rechten und linken Antriebswelle 45 durch eine Differenzialvorrichtung 44 verbunden. Das antreibende Rad 46 ist mit der Antriebswelle 45 verbunden.
In dem Ausführungsbeispiel hat die erste Übertragungseinheit 20 eine Funktion als ein Hauptgetriebe und die zweite Übertragungseinheit 30 hat eine Funktion als ein Nebengetriebe. Die erste Übertragungseinheit 20 ist ein Mehrmodus-Manuellgetriebe (MMT) und die Änderung der Gangschaltstufe und das Einrücken/Freigeben der Kupplung 2 werden automatisch gesteuert. Beispielsweise kann die Sollgangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 auf der Basis eines Schaltvorgangs des Anwenders bestimmt werden oder kann auf der Grundlage eines Fahrzustandes automatisch bestimmt werden. Die zweite Übertragungseinheit 30 überträgt die Kraft anstelle der ersten Übertragungseinheit 20 beispielsweise dann, wenn die Gangschaltstufe in der ersten Übertragungseinheit 20 während eines Verbrennungsmotorfahrvorgangs geändert wird. In der zweiten Übertragungseinheit 30 werden die Änderung der Gangschaltstufe und das Einrücken/Freigeben der Kupplung 2 automatisch gesteuert. In der nachstehend dargelegten Beschreibung wird auf die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 als eine Hauptgangschaltstufe Bezug genommen, und auf die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 wird als eine Nebengangschaltstufe Bezug genommen.
Das Fahrzeug 100 ist mit der ECU 50 ausgestattet. Die ECU 50 ist eine elektronische Steuereinheit, die einen Computer hat. Die ECU 50 hat eine Funktion als eine Steuervorrichtung, die die jeweiligen Komponenten des Fahrzeugs 100 steuert. Die ECU 50 ist mit dem Verbrennungsmotor 1, der Kupplung 2, der elektrischen Drehmaschine 3, dem Arretiermechanismus 40, der ersten Übertragungseinheit 20 und der zweiten Übertragungseinheit 30 elektrisch verbunden und kann den Verbrennungsmotor 1, die Kupplung 2, die elektrische Drehmaschine 3, den Arretiermechanismus 40, die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 steuern.
In dem Fahrzeug 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsmotorfahrvorgang und der EV-Fahrvorgang ausgeführt werden. Der Verbrennungsmotorfahrvorgang ist ein Fahrvorgang, bei dem die Kupplung 2 eingerückt ist und das Fahrzeug 100 unter Verwendung des Verbrennungsmotors 1 als eine Antriebsquelle fährt. In dem Verbrennungsmotorfahrvorgang kann das Fahrzeug 100 fahren, indem das Verbrennungsmotormoment zu der Antriebswelle 45 durch eine beliebige Übertragungseinheit aus der ersten Übertragungseinheit 20 und der zweiten Übertragungseinheit 30 übertragen wird.
Der EV-Fahrvorgang ist ein Fahrvorgang, der bewirkt, dass das Fahrzeug 100 fährt, indem die elektrische Drehmaschine 3 als eine Antriebsquelle verwendet wird. In dem EV-Fahrvorgang kann das Fahrzeug 100 fahren, während die Kupplung 2 freigegeben ist und der Verbrennungsmotor 1 angehalten ist. In dem EV-Fahrvorgang gibt die elektrische Drehmaschine 3 ein Moment durch einen Antriebsvorgang so aus, dass das antreibende Rad 46 drehend so angetrieben wird, dass bewirkt wird, dass das Fahrzeug 100 fährt. Außerdem kann ein Regenerationsvorgang ausgeführt werden, bei dem die elektrische Drehmaschine 3 durch das Moment drehend angetrieben wird, das von dem angetriebenen Rad 46 so übertragen wird, dass eine elektrische Energie in dem EV-Fahrvorgang erzeugt wird. In dem EV-Fahrvorgang bilden die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 jeweils die Gangschaltstufen und erzeugen ein Gleichgewichtszustand in Hinblick auf die Kraft in dem Differenzialmechanismus 10, so dass das Moment von der elektrischen Drehmaschine 3 zu der Antriebswelle 45 übertragen werden kann.
Die ECU 50 kann in geeigneter Weise den Verbrennungsmotorfahrvorgang und den EV-Fahrvorgang auf der Basis einer angeforderten Antriebskraft, einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder eines Aufladezustandes einer Batterie schalten. Darüber hinaus kann der Verbrennungsmotorfahrvorgang und der EV-Fahrvorgang auf der Basis der Anforderung durch den Anwender geschaltet werden. Des Weiteren kann die ECU 50 einen Regenerationsvorgang durch die elektrische Drehmaschine 3 ausführen, wenn das Fahrzeug 100 verzögert. Beispielsweise wird der Regenerationsvorgang ausgeführt, wenn ein Bremspedal niedergedrückt ist, und folglich kann eine regenerative Bremskraft erzeugt werden.
Des Weiteren kann die ECU 50 eine Schaltstufensteuerung für die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 ausführen. Wenn die ECU 50 die Sollgangschaltstufe erfasst, bewegt die ECU 50 in geeigneter Weise die Hülsen 27, 28 und 29 in Ansprechen auf die Sollgangschaltstufe so, dass die Eingangswelle 6 mit dem Zahnrad, das der Sollgangschaltstufe entspricht, unter den Antriebszahnrädern 21, 22, 23, 24, 25 und 26a verbunden wird. Zu diesem Zeitpunkt überträgt die ECU 50 ein Verbrennungsmotormoment oder ein Motormoment (Moment eines Elektromotors) zu dem antreibenden Rad 46 durch die Nebengangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30, während die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 von der gegenwärtigen Gangschaltstufe zu der Sollgangschaltstufe geschaltet wird. Darüber hinaus kann die Sollgangschaltstufe auf der Basis eines Schaltvorgangs des Anwenders gewählt werden oder kann automatisch auf der Basis des Fahrzustandes gewählt werden.
Beispielsweise bildet, wenn die erste Gangschaltstufe zu der zweiten Gangschaltstufe in der ersten Übertragungseinheit 20 heraufgeschaltet wird, die ECU 50 die erste Gangschaltstufe in der zweiten Übertragungseinheit 30 im Voraus. Demgemäß kann das Moment zu dem antreibenden Rad 46 durch die zweite Übertragungseinheit 30 übertragen werden, während die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 geändert wird. Des Weiteren bildet, beispielsweise wenn die fünfte Gangschaltstufe zu der vierten Gangschaltstufe in der ersten Übertragungseinheit 20 heruntergeschaltet wird, die ECU 50 die vierte Gangschaltstufe in der zweiten Übertragungseinheit 30 im Voraus. Demgemäß kann das Moment zu dem antreibenden Rad 46 durch die zweite Übertragungseinheit 30 übertragen werden, während die erste Übertragungseinheit 20 heruntergeschaltet wird. In dieser Weise wird gemäß der Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs von diesem Ausführungsbeispiel der Momentverlust während des Gangschaltvorgangs unterdrückt, und demzufolge wird die Antreibbarkeit verbessert.
Die ECU 50 kann des Weiteren einen Schaltstoß bei dem Gangschaltvorgang durch die elektrische Drehmaschine 3 unterdrücken. Beispielsweise kann der Schaltstoß unterdrückt werden, indem die Drehzahl der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 oder die Drehzahl der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 auf der Basis der Drehzahlsteuerung der elektrischen Drehmaschine 3 während des Gangschaltvorgangs eingestellt wird.
Hierbei gibt es, wenn die elektrische Drehmaschine 3, die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 mit den jeweiligen Drehkomponenten des Differenzialmechanismus 10 verbunden sind und die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 jeweils mit der Antriebswelle 45 wie bei dem Fahrzeug 100 des Ausführungsbeispiels verbunden sind, einen Fall, bei dem eine Kraftzirkulation in dem Fahrzustand auftritt, und folglich wird die Übertragungseffizienz verschlechtert, wie dies nachstehend beschrieben ist.
5 zeigt ein Nomogramm für den Differenzialmechanismus 10, wenn die Drehzahl der elektrischen Drehmaschine 3 den Wert 0 hat. In 5 zeigt die Achse S die Drehzahl des Sonnenrades 11 und der elektrischen Drehmaschine 3, zeigt die Achse C die Drehzahl des Trägers 14, und zeigt die Achse R die Drehzahl des Hohlrades 13. Das Übersetzungsverhältnis (die Zähnezahl des Sonnenrades 11/die Zähnezahl des Hohlrades 13) ρ des Differenzialmechanismus 10 kann beispielsweise auf 0,3 festgelegt sein.
Unter der Annahme, dass die Drehzahl der Abgabewelle 19 durch N_E aufgezeigt wird, wird das Übersetzungsverhältnis der ersten Übertragungseinheit 20 durch G1 aufgezeigt und das Übersetzungsverhältnis der zweiten Übertragungseinheit 30 wird durch G2 aufgezeigt, wenn das Fahrzeug bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, wobei die Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 anhand der folgenden Gleichung (1) berechnet wird, und die Drehzahl N_B der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 durch die folgende Gleichung (2) berechnet wird. N_A = G1 × N_E (1) N_B = G2 × N_E (2)
Wenn die Drehzahl der elektrischen Drehmaschine 3 zu 0 wird, ergibt sich die folgende Gleichung (3). N_B = N_A × (1 + ρ) (3)
Unter der Annahme, dass ein Verhältnis (G2/G1) zwischen dem Übersetzungsverhältnis G2 der zweiten Getriebeeinheiteinheit 30 und dem Übersetzungsverhältnis G1 der ersten Übertragungseinheit 20 durch γ aufgezeigt wird, wird die folgende Gleichung (4) aus der Gleichung (1), der Gleichung (2) und der Gleichung (3) erlangt. γ = G1/G2 = 1 + ρ (4)
Wenn die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 jeweils die Gangschaltstufen bilden, ist die Kraftrichtung zwischen der elektrischen Drehmaschine 3 und dem antreibenden Rad 46 in Abhängigkeit davon unterschiedlich, ob das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse größer oder kleiner als der Wert 1 + ρ ist. 6 zeigt eine Darstellung eines Kraftübertragungszustandes, wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse größer als der Wert 1 + ρ, 7 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse größer als der Wert 1 + ρ ist, 8 zeigt eine Darstellung eines Kraftübertragungszustandes, wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse kleiner als der Wert von 1 + ρ ist, und 9 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse kleiner als der Wert 1 + ρ ist. Die 6 und 8 zeigen jeweils den Zustand des Fahrzeuges 100 während des EV-Fahrvorgangs. In dem EV-Fahrvorgang ist die Kupplung 2 freigegeben, und die Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und der elektrischen Drehmaschine 3 und der Übertragungseinheiten 20 und 30 ist unterbrochen. Der Fall γ > 1 + ρ
Wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse größer als der Wert 1 + ρ ist, wird das Moment (das Motormoment) der elektrischen Drehmaschine 3 zu dem antreibenden Rad 46 durch die zweite Übertragungseinheit 30 und die Antriebswelle 45 übertragen, wie dies in 6 gezeigt ist. Ein Teil des Motormomentes wird von der Abgabewelle 19 zu dem Träger 14 durch die erste Übertragungseinheit 20 übertragen, so dass die Kraftzirkulation auftritt.
Hierbei ist unter der Annahme, dass die Größe des Momentes der Eingangswelle 6 durch T_A aufgezeigt wird, die Größe des Momentes der Eingangswelle 17 anhand T_B aufgezeigt, wird die Größe des Momentes (das Moment des Teils C aus 28), das zu der Abgabewelle 19 durch die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 abgegeben wird, anhand T_C aufgezeigt, wird die Größe des Momentes (das Moment des Teils D aus 28), das zu der Abgabewelle 19 durch die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 abgegeben wird, anhand T_D aufgezeigt, und wird die Größe des Motormomentes der elektrischen Drehmaschine 3 anhand T_MG aufgezeigt, wobei die Beziehungen der folgenden Gleichungen (5), (6), (7) und (8) verwirklicht sind. T_A = T_MG × (1 + ρ)/ρ (5) T_B = T_MG × 1/ρ (6) T_C = T_A × G1 (7) T_D = T_B × G2 (8)
Das Moment T₀, das zu dem antreibenden Rad 46 übertragen wird, wird anhand der folgenden Gleichung (9) berechnet. Wenn die Gleichungen (5) bis (8) bei der Gleichung (9) angewendet werden, kann die folgende Gleichung (10) erhalten werden. Die Gleichung (10) zeigt einen Zustand, bei dem das Übersetzungsverhältnis von der elektrischen Drehmaschine 3 zu dem antreibenden Rad 46 beträgt: 1/ρ × G2 – (1 + ρ)/ρ × G1. T₀ = T_D – T_C (9) T₀ = {1/ρ × G2 – (1 + ρ)/ρ × G1} × T_MG (10)
Hierbei wird, wenn das Kraftzirkulationsverhältnis δ als T_C/T_D definiert ist, die folgende Gleichung (11) aus den Gleichungen (5) bis (8) erhalten. δ = (1 + ρ)/γ (11) Der Fall γ < 1 + ρ
Wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse kleiner als der Wert 1 + ρ ist, wird das Motormoment durch die erste Übertragungseinheit 20 und die Antriebswelle 45 zu dem antreibenden Rad 46 übertragen, wie dies in 8 gezeigt ist. Ein Teil des Motormomentes wird zu dem Hohlrad 13 durch die zweite Übertragungseinheit 30 übertragen, sodass die Kraftzirkulation auftritt. Das Moment T₀, das zu dem antreibenden Rad 46 übertragen wird, wird anhand der folgenden Gleichung (12) berechnet. T₀ = T_C – T_D = {(1 + ρ)/ρ × G1 – 1/ρ × G2} × T_MG (12)
Des Weiteren wird das Kraftzirkulationsverhältnis δ anhand der folgenden Gleichung (13) berechnet. δ = T_D/T_C = γ/(1 + ρ) (13)
Aus den Gleichungen (11) und (13) kann eine Beziehung zwischen dem Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse und dem Kraftzirkulationsverhältnis δ, das in 10 gezeigt ist, erhalten werden. In 10 zeigt die horizontale Achse das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse, und die vertikale Achse zeigt das Kraftzirkulationsverhältnis δ. Das Kraftzirkulationsverhältnis wird zu 100%, wenn das Kraftzirkulationsverhältnis δ 1 beträgt. Dies ist der Fall, wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse 1 + ρ von den Gleichungen (11) und (13) ist. Das Nomogramm zu diesem Zeitpunkt ist wie in der Darstellung von 5 widergegeben, und folglich wird die Kraft zu dem antreibenden Rad 46 nicht übertragen. Darüber hinaus ist der Kraftfluss (in dem EV-Antriebsvorgang) von der elektrischen Drehmaschine 3 zu dem antreibenden Rad 46 bei der Kraftzirkulation bislang beschrieben, jedoch wird die Kraftflussrichtung in dem Regenerationsvorgang entgegengesetzt. Jedoch ändert sich die Beziehung zwischen dem Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse und dem Kraftzirkulationsverhältnis δ nicht in dem EV-Vorgang und dem Regenerationsvorgang.
Wie dies in 10 gezeigt ist, wird das Kraftzirkulationsverhältnis δ maximal, wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse den Wert 1 + ρ hat, und nimmt ab, wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse von dem Wert 1 + ρ abweicht. Da die Übertragungseffizient schlecht wird, wenn das Kraftzirkulationsverhältnis δ hoch ist, ist es erwünscht, das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse zu wählen, bei dem das Kraftzirkulationsverhältnis δ soweit wie möglich in dem EV-Antriebsvorgang und dem Regenerationsvorgang abnimmt.
In dem Fall des EV-Fahrmodus kann, wenn das Fahrzeug durch die Kombination aus der Hauptgangschaltstufe und der Nebengangschaltstufe fährt, bei der das Kraftzirkulationsverhältnis δ zu einem kleinen Wert wird, ein geringes Kraftzirkulationsverhältnis δ gehalten werden, ohne einen Gangschaltvorgang auszuführen, wenn der Antriebsvorgang zu dem Regenerationsvorgang geschaltet wird. Wenn beispielsweise eine Kombination gewählt wird, bei der die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 die fünfte Gangschaltstufe ist und die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 die zweite Gangschaltstufe in dem EV-Antriebsvorgang ist, kann das Antriebsvermögen während des Startens des Verbrennungsmotors verbessert werden. Des Weiteren ist das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse vergleichsweise hoch, und das Kraftzirkulationsverhältnis δ ist gering. Aus diesem Grund bewirkt die Verschlechterung bei der Übertragungseffizienz kein größeres Problem bei sowohl dem Antriebsvorgang als auch dem Regenerationsvorgang.
Außerdem muss der Regenerationsvorgang ausgeführt werden durch die Kombination der Hauptgangschaltstufe und der Nebengangschaltstufe, bei der das Kraftzirkulationsverhältnis δ zu einem hohen Wert wird, bei dem Regenerationsvorgang von dem Verbrennungsmotorfahrvorgang. 11 zeigt eine Darstellung des Verbrennungsmotorfahrvorgangs in dem Herunterschaltbereitschaftszustand, 12 zeigt ein Nomogramm für den Verbrennungsmotorfahrvorgang in dem Herunterschaltbereitschaftszustand, 13 zeigt eine Darstellung der Kraftzirkulation während des Regenerationsvorgangs und 14 zeigt ein Nomogramm für den Regenerationsvorgang.
Wie dies in 11 gezeigt ist, ist die Kupplung 2 während des Verbrennungsmotorfahrvorgangs eingerückt und das Fahrzeug 100 fährt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 1 als Antriebsquelle. Während des Verbrennungsmotorfahrvorgangs wird die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 im Ansprechen darauf bestimmt, ob die erste Übertragungseinheit 20 beim nächsten Mal heraufschaltet oder herunterschaltet. Wenn das Heraufschalten der ersten Übertragungseinheit 20 abgeschätzt wird, wird die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 auf die Gangschaltstufe gesetzt, die die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 verbindet, vor dem Gangschaltvorgang zu der Sollgangschaltstufe. Hierbei wird die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 auf die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 vor dem Gangschaltvorgang gesetzt. Wenn beispielsweise das Heraufschalten abgeschätzt wird und das Fahrzeug in der zweiten Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 fährt, wird eine Bereitschaftszeit bei der zweiten Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 verbracht.
Außerdem wird, wenn das Herunterschalten der ersten Übertragungseinheit 20 abgeschätzt wird, die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 auf die Gangschaltstufe gesetzt, die die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 verbindet, vor dem Gangschaltvorgang zu der Sollgangschaltstufe. Hierbei wird die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 auf die Gangschaltstufe gesetzt, die um eine Stufe niedriger als die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 vor dem Gangschaltvorgang ist. Demgemäß wird, wie dies in 11 gezeigt ist, in dem Herunterschaltbereitschaftszustand die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 zu der Gangschaltstufe, die höher ist als die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30. Beispielsweise wird, wenn das Herunterschalten abgeschätzt wird und das Fahrzeug bei der zweiten Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 fährt, eine Bereitschaftszeit bei der ersten Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 verbracht. In dieser Weise ändert sich das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse in Abhängigkeit von dem Fahrzustand. Wenn der Anwender eine Bremse in dem Bereitschaftszustand niederdrückt, besteht ein Bedarf an einem Ausführen eines Regenerationsvorganges bei dem zu diesen Zeitpunkt vorliegenden Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen. Wenn der Regenerationsvorgang in dem Schaltstufenbereitschaftszustand durch die Kombination aus der Hauptgangschaltstufe und der Nebengangschaltstufe, bei dem das Kraftzirkulationsverhältnis δ hoch ist und der Regenerationsvorgang ausgeführt wird, bestimmt wird, nimmt der Verlust zu.
Die Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel hat einen vorbestimmten Modus, bei dem die Übertragung der Kraft durch die zweite Welle unterbrochen wird und der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 so reguliert wird, dass die elektrische Drehmaschine 3 und die Antriebswelle 45 miteinander durch die erste Welle verbunden sind. In dem vorbestimmten Modus des Ausführungsbeispiels entspricht beispielsweise die erste Übertragungseinheit 20 der ersten Welle, und die zweite Übertragungseinheit 30 entspricht der zweiten Welle. Darüber hinaus kann die Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 oder die Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 der ersten Welle oder der zweiten Welle entsprechen.
In dem Ausführungsbeispiel sind die erste Welle und die zweite Welle jeweils die Übertragungseinheiten, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die erste Welle und die zweite Welle sind Wellen, die zu einer Kraftübertragung in der Lage sind, und sie können verwendet werden, um die Drehkomponente des Differenzialmechanismus 10 und die Antriebswelle 45 des Fahrzeugs 100 miteinander zu verbinden. Die zweite Welle hat einen Verbindungs-/Trenn-Mechanismus, der zu einem Unterbrechen der Kraftübertragung in der Lage ist, und die Übertragung der Kraft durch die zweite Welle wird in dem vorbestimmten Modus unterbrochen. Der Verbindungs-/Trenn-Mechanismus des Ausführungsbeispiels hat die Hülsen 35 und 36 und die Antriebszahnräder 31, 32, 33 und 34 der zweiten Übertragungseinheit 30.
Unter Bezugnahme auf die 15 bis 19 ist nachstehend ein Fahrvorgang in einem vorbestimmten Modus gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. 15 zeigt eine Darstellung eines Zustandes, bei dem der neutrale Zustand der zweiten Übertragungseinheit 30 ausgewählt ist, 16 zeigt ein Nomogramm einer Drehzahlsteuerung, die durch die elektrische Drehmaschine 3 ausgeführt wird, 17 zeigt eine Darstellung eines Regenerationsvorganges, der durch den vorbestimmten Modus ausgeführt wird, 18 zeigt eine äquivalente Darstellung des Fahrzeugs 100 in dem vorbestimmten Modus, und 19 zeigt ein Nomogramm des Regenerationsvorganges durch den vorbestimmten Modus.
Wenn die ECU 50 bestimmt, dass der Generationsvorgang in dem Herunterschaltbereitschaftszustand ausgeführt wird, schaltet die ECU 50 die zweite Übertragungseinheit ab, sodass diese in den neutralen Zustand gelangt, der in 15 gezeigt ist. Demgemäß wird die Übertragung der Kraft durch die zweite Übertragungseinheit 30 unterbrochen.
Des Weiteren synchronisiert die ECU 50 die Drehzahl N_B der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 mit der Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 durch die Drehzahlsteuerung der elektrischen Drehmaschine 3, wie dies anhand des Pfeils Y1 in 16 gezeigt ist. Wenn die Drehzahl N_B der Eingangswelle 17 mit der Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 synchronisiert ist, reguliert die ECU 50 den Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 durch ein Einrücken des Aritiermechanismus 40. Demgemäß ist das Sonnenrad 11 mit dem Träger 14 verbunden, und das Sonnenrad 11, der Träger 14 und das Hohlrad 13 drehen sich miteinander in dem Differenzialmechanismus 10. Wenn der Differenzialmechanismus 10 arretiert ist, gibt die ECU 50 die Kupplung 2 frei und führt den Regenerationsvorgang durch die elektrische Drehmaschine 3 aus, wie dies in 17 gezeigt ist. Während des Regenerationsvorgangs kann der Verbrennungsmotor 1 angehalten sein.
Wenn der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 arretiert ist, ist ein Antriebssystem des Fahrzeugs 100 äquivalent zu dem in 18 gezeigten Aufbau. Das heißt, die elektrische Drehmaschine 3, die Einganswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 und die Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 sind miteinander verbunden. Wenn die erste Übertragungseinheit 20 oder die zweite Übertragungseinheit 30 in den neutralen Zustand gelangt und die elektrische Drehmaschine 3 und Antriebswelle 45 miteinander durch die andere Übertragungseinheit verbunden sind, während der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 arretiert ist, kann die Kraft übertragen werden, ohne die Kraftzirkulation zu bewirken. In dem Ausführungsbeispiel gelangt die zweite Übertragungseinheit 30 in den neutralen Zustand. Da die zweite Übertragungseinheit 30 in den neutralen Zustand gelangt, tritt die Kraftzirkulation nicht auf, und eine Kraft wird von dem antreibenden Rad 46 zu der elektrischen Drehmaschine 3 durch die erste Übertragungseinheit 20 bei einer hohen Übertragungseffizienz übertragen. In dem Regenerationsvorgang wird das Moment, das von dem antreibenden Rad 46 zu dem Träger 14 übertragen wird, mit dem Moment, das durch die elektrische Drehmaschine 3 erzeugt wird, in einen Gleichgewichtszustand gebracht aufgrund des Regenerationsvorgangs, wie dies in 19 gezeigt ist.
Darüber hinaus kann der vorbestimmte Modus so festgelegt sein, dass die erste Übertragungseinheit 20 in den neutralen Zustand gelangt, anstatt dass die zweite Übertragungseinheit 30 in den neutralen Zustand gesetzt wird, und die elektrische Drehmaschine 3 und die Antriebswelle 45 sind miteinander durch die zweite Übertragungseinheit 30 verbunden. Das heißt, die zweite Übertragungseinheit 30 kann der ersten Welle entsprechen und die erste Übertragungseinheit 20 kann der zweiten Welle entsprechen.
Darüber hinaus ist eine gewisse Zeit für die Umwandlung von dem in 11 gezeigtem Verbrennungsmotorfahrzustand zu dem Regenerationszustand durch den vorbestimmten Modus, wie in 17 gezeigt, erforderlich. Aus diesem Grund ist es erwünscht, eine Steuerung so auszuführen, dass der Anwender keine Unbequemlichkeit empfindet im Zusammenwirken mit einer mechanischen Bremse, bis der vorbestimmte Modus ausgeführt ist. Wenn beispielweise der Regenerationsvorgang bei niedergedrücktem Bremspedal bestimmt wird, wird eine angeforderte Bremskraft durch eine mechanische Bremse erzeugt, bis der vorbestimmte Modus ausgeführt ist. Nach dem Übergang zu dem vorbestimmten Modus kann die angeforderte Bremskraft durch die Bremskraft, die durch die mechanische Bremse erlangt wird, und die Bremskraft, die durch den Regenerationsvorgang erlangt wird, erzeugt werden. Nach dem Übergang zu dem vorbestimmten Modus kann die gesamte Bremskraft durch den Regenerationsvorgang erzeugt werden.
Darüber hinaus kann die Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel das Langsamempfinden oder den Verlust an Moment unterdrücken, wenn der EV-Rückwärtsfahrvorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet wird. In dem Fahrzeug 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel besteht ein Bedarf an einem Ausführen der folgenden Vorgänge, wenn der EV-Rückwärtsfahrvorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet wird, wenn der Arretiermechanismus 40 nicht vorgesehen ist.
20 zeigt ein Nomogramm des EV-Rückwärtsfahrvorgangs, 21 zeigt eine Darstellung einer Prozedur, bei der der EV-Rückwärtsfahrvorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet wird, 22 zeigt ein Nomogramm des Zustandes, bei dem der EV-Rückwärtsfahrvorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet wird, 23 zeigt eine Darstellung des Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgangs und 24 zeigt ein Nomogramm des Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgangs.
Der EV-Rückwärtsfahrvorgang ist ein Fahrvorgang, bei dem das Fahrzeug 100 unter Verwendung der elektrischen Drehmaschine 3 als Antriebsquelle rückwärts fährt. In dem EV-Rückwärtsfahrvorgang kann das Fahrzeug 100 sich rückwärts bewegen, indem beispielsweise die Drehrichtung und das Moment der elektrischen Drehmaschine entgegengesetzt zu denjenigen des EV-Vorwärtsfahrvorganges eingestellt sind. Wie dies in 20 gezeigt ist, kann die elektrische Drehmaschine 3 die Eingangswelle 6 und die Eingangswelle 17 in der umgekehrten Richtung drehen, während sie in der normalen Richtung durch den Antriebsvorgang unter Verwendung eines positiven Momentes gedreht werden. Die Kombination der Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 und der Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 30 kann auf beispielsweise die fünfte Gangschaltstufe und die zweite Gangschaltstufe festgelegt sein.
Der Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang ist ein Fahrvorgang, bei dem das Fahrzeug 100 unter Verwendung des Verbrennungsmotors 1 als Antriebsquelle rückwärts fährt. In dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang muss die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 auf die Rückwärtsfahrgangschaltstufe festgelegt sein. Aus diesem Grund setzt die ECU 50 das Motormoment auf 0 und setzt die erste Übertragungseinheit 20 in den neutralen Zustand, wie dies in 21 gezeigt ist. Als Nächstes ändert die ECU 50 die Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 auf die Drehzahl N_A*, die mit der Rückwärtsfahrgangschaltstufe synchronisiert ist, wie dies anhand des Pfeils Y2 in 22 gezeigt ist. Die Drehzahl wird durch die elektrische Drehmaschine 3 eingestellt. Wenn die Drehzahl eingestellt ist, schaltet die ECU 50 die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 20 auf die Rückwärtsfahrgangschaltstufe.
Als Nächstes startet die ECU 50 den Verbrennungsmotor 1 durch einen Starter und bringt die Kupplung 2 in Eingriff (lässt sie einrücken). Demgemäß wird der in 23 gezeigte Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang verwirklicht. In dieser Weise wird zum Schalten des EV-Rückwärtsfahrvorgangs zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang der Gangschaltvorgang der ersten Übertragungseinheit 20 und die Einstellung der Drehzahl benötigt, und eine Zeitspanne, in der das Motormoment zu 0 wird, ergibt sich. Aus diesem Grund ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die Antreibbarkeit sich verschlechtern kann aufgrund eines Langsamempfindens oder des Verlustes an Moment.
Als ein Verfahren zum Unterdrücken des Langsamempfindens oder des Momentverlustes kann ein Verfahren erachtet werden, das die Rückwärtsfahrgangschaltstufe sogar bei dem EV-Rückwärtsfahrvorgang anwendet. Jedoch besteht in diesem Fall ein Bedarf an einem Anordnen eines Rückwärtsfahrzahnrades nicht nur in der ersten Übertragungseinheit 20, sondern auch in der zweiten Übertragungseinheit 30. Dies ist so, weil der Ausgleich der Kraft in dem Differenzialmechanismus 10 nicht verwirklicht ist und das Motormoment nicht übertragen werden kann, solange nicht sowohl die erste Übertragungseinheit 20 als auch die zweite Übertragungseinheit 30 zu den Rückwärtsfahrzahnrädern gesetzt sind. Wenn zwei Paare an Rückwärtsfahrzahnrädern vorgesehen sind, ergibt sich eine Zunahme der Kosten.
Im Gegensatz dazu stellt die Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel einen vorbestimmten Modus dann ein, wenn das Fahrzeug 100 rückwärts fährt, und sie bewirkt, dass das das Fahrzeug 100 in dem vorbestimmten Modus rückwärts fährt. 25 zeigt eine Darstellung eines Zustandes, bei dem das Fahrzeug durch den vorbestimmten Modus rückwärts fährt. Wie dies in 25 gezeigt ist, wird in dem Fall, bei dem das Fahrzeug rückwärts fährt, der Differenzialmechanismus 10 durch den Arretiermechanismus 40 arretiert, wird die erste Übertragungseinheit 20 zu der Rückwärtsfahrgangschaltstufe gesetzt, und wird die zweite Übertragungseinheit 30 in den neutralen Zustand versetzt. Demgemäß wird in dem EV-Rückwärtsfahrvorgang die Kupplung 2 freigegeben, und folglich fährt das Fahrzeug 100 rückwärts unter Verwendung der elektrischen Drehmaschine 3 als eine Antriebsquelle. In dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang wird die Kupplung 2 eingerückt, und folglich kann das Fahrzeug 100 unter Verwendung des Verbrennungsmotors 1 als eine Antriebsquelle rückwärts fahren. Das heißt, der EV-Rückwärtsfahrvorgang und der Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang können zueinander geschaltet werden ohne die Änderung der Gangschaltstufe und der Drehzahlsteuerung.
Wenn beispielsweise der EV-Rückwärtsfahrvorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet wird, wird der Verbrennungsmotor 1 durch einen Starter gestartet und wird die Kupplung 2 nach dem Starten eingerückt, wodurch der gegenwärtige Vorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang sanft geschaltet wird. Des Weiteren muss, da die zweite Übertragungseinheit 30 in den neutralen Zustand versetzt ist, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, die zweite Übertragungseinheit 30 nicht mit der Rückwärtsfahrgangschaltstufe versehen sein. Da ein Paar an Rückwärtsfahrgangschaltstufen lediglich in der ersten Übertragungseinheit 20 vorgesehen ist, wird eine Verringerung der Kosten verwirklicht. Des Weiteren wird, da die Kraftzirkulation nicht auftritt, eine Verschlechterung der Übertragungseffizienz unterdrückt.
Darüber hinaus wird in dem Ausführungsbeispiel der Planetengetriebemechanismus als der Differenzialmechanismus 10 angewendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein anderer bekannter Differenzialmechanismus angewendet werden. Darüber hinaus können andere bekannte Übertragungsmechanismen als die Übertragungseinheiten 20 und 30 angewendet werden. Darüber hinaus kann der vorbestimmte Modus in einem anderen Fall, außer in dem in dem Ausführungsbeispiel offenbarten beispielartigen Fall, ausgeführt werden.
Des Weiteren ist der Verbindungsaufbau für die elektrische Drehmaschine 3, die erste Übertragungseinheit 20 und die zweite Übertragungseinheit 30 und den Differenzialmechanismus 10 nicht auf den beispielartigen Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann die entsprechende Beziehung von irgendeinem Element aus der elektrischen Drehmaschine 3, der ersten Übertragungseinheit 20 und der zweiten Übertragungseinheit 30 in Bezug auf das Sonnenrad 11, den Träger 14 und das Hohlrad 13 in geeigneter Weise festgelegt werden.
Erstes modifiziertes Beispiel des Ausführungsbeispiels
Ein erstes modifiziertes (abgewandeltes) Beispiel des Ausführungsbeispiels ist nachstehend beschrieben. 26 zeigt eine Skelettdarstellung des Fahrzeugs 100 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel. Eine Antriebsvorrichtung 1-2 des Fahrzeugs gemäß dem abgewandelten Beispiel unterscheidet sich von der Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels dahingehend, dass ein Differenzialmechanismus 60 der Doppelritzelart vorgesehen ist. In der Antriebsvorrichtung 1-2 des Fahrzeugs gemäß dem abgewandelten Beispiel wird die Rückwärtsfahrgangschaltstufe nicht benötigt.
Der Differenzialmechanismus 60 ist so angeordnet, dass er koaxial zu der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 70 ist. Der Differenzialmechanismus 60, der Arretiermechanismus 40, das angetriebene Zahnrad 7, ein Antriebszahnrad 71, eine Hülse 76, Antriebszahnräder 72 und 73, eine Hülse 77, Antriebszahnräder 74 und 75 und eine Hülse 78 sind in dieser Reihenfolge von dem Verbrennungsmotor 1 in der Eingangswelle 6 angeordnet.
Der Differenzialmechanismus 60 hat ein Sonnenrad 61, ein erstes Ritzel 62a, ein zweites Ritzel 62b, ein Hohlrad 63 und einen Träger 64. Das Hohlrad 63 ist an der Außenseite des Sonnenrades 61 in der radialen Richtung so angeordnet, dass es koaxial zu dem Sonnenrad 61 ist. Das erste Ritzel 62a und das zweite Ritzel 62b sind zwischen dem Sonnenrad 61 und dem Hohlrad 63 angeordnet. Das erste Ritzel 62a steht mit dem Sonnenrad 61 und dem zweiten Ritzel 62b in Zahneingriff. Das zweite Ritzel 62b steht mit dem ersten Ritzel 62a und dem Hohlrad 63 in Zahneingriff. Das erste Ritzel 62a und das zweite Ritzel 62b sind durch den Träger 64 drehbar gestützt.
Das Sonnenrad 61 ist so gestützt, dass es in Bezug auf die Eingangswelle 6 drehbar ist, während es koaxial zu der Eingangswelle 6 ist. Die Drehwelle des Sonnenrades 61 ist mit dem Antriebszahnrad 16 versehen. Das Antriebszahnrad 16 steht mit dem angetriebenen Zahnrad 18 in Zahneingriff, das in der Eingangswelle 17 einer zweiten Übertragungseinheit 80 angeordnet ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad 16 und dem angetriebenen Zahnrad 18 beträgt 1. Somit dreht die Eingangswelle 17 in einer Richtung, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Sonnenrades 61 bei der gleichen Drehzahl wie das Sonnenrad 61 ist.
Der Träger 64 ist mit der Eingangswelle 6 verbunden und dreht sich zusammen mit der Eingangswelle 6. Somit kann das erste Ritzel 62a um die Mittelachse der Eingangswelle 6 zusammen mit dem Träger 64 drehen (umlaufen), und kann um die Mittelachse des ersten Ritzels 62a drehen (kreiseln), während es durch den Träger 64 gestützt ist. Des Weiteren kann das zweite Ritzel 62b um die Mittelachse der Eingangswelle 6 zusammen mit dem Träger 64 drehen (umlaufen), und kann um die Mittelachse des zweiten Ritzels 62b drehen (kreiseln), während es durch den Träger 64 gestützt ist.
Die Außenumfangsfläche des Hohlrades 63 ist mit einem Eingangszahnrad 65 versehen. Das Eingangszahnrad 65 steht mit einem Ausgangszahnrad 3b in Zahneingriff, das in der Drehwelle 3a der elektrischen Drehmaschine 3 vorgesehen ist. Die elektrische Drehmaschine 3 gibt ein Moment aus durch Verbrauchen einer elektrischen Energie während eines Antriebsvorgangs, und kann in drehender Weise das Eingangszahnrad 65 durch das abgegebene Moment antreiben. Des Weiteren erzeugt die elektrische Drehmaschine 3 elektrische Energie, während sie durch das Moment drehend angetrieben wird, das von dem Eingangszahnrad 65 zu dem Abgabezahnrad 3b während des Regenerationsvorgangs übertragen wird, und kann ein Lastmoment, das im Ansprechen auf die Erzeugungslast erzeugt wird, auf das Eingangszahnrad 65 ausüben.
Der Arretiermechanismus 40 hat eine Funktion zum Regulieren der Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad 61 und dem Träger 64 des Differenzialmechanismus 60. Der Arretiermechanismus 40 ist beispielsweise eine Klauenkupplung der in Zahneingriff stehenden Art in ähnlicher Weise wie der Arretiermechanismus 40 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. Der Arretiermechanismus 40 hat die Hülse 41, die Klauenverzahnung 42, die mit der Eingangswelle 6 verbunden ist, und die Klauenverzahnung 43, die mit dem Sonnenrad 61 verbunden ist. Der Arretiermechanismus 40 wird zwischen dem eingerückten Zustand und dem freigegebenen Zustand geschaltet durch Antreiben der Hülse 41 durch einen (nicht gezeigten) Aktuator in derartiger Weise, dass diese sich in der axialen Richtung bewegt.
Der eingerückte Arretiermechanismus 40 arretiert die Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad 61 und dem Träger 64, und arretiert folglich den Differenzialmechanismus 60 so, dass der Differenzialvorgang nicht ausgeführt werden kann. Im Gegensatz dazu ermöglicht der freigegebene Arretiermechanismus 40 die Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad 61 und dem Träger 64, und ermöglicht folglich den Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60. Darüber hinaus ist die Kombination an Drehkomponenten, die durch den Arretiermechanismus 40 eingerückt sind, nicht auf das Sonnenrad 61 und den Träger 64 beschränkt. Der Arretiermechanismus 40 kann beliebige zwei oder mehr Drehkomponenten aus dem Sonnenrad 61, dem Hohlrad 63 und dem Träger 64 des Differenzialmechanismus 60 so einrücken, dass deren Differenzialvorgang reguliert wird.
Die erste Übertragungseinheit 70 hat die Antriebszahnräder 71, 72, 73, 74 und 75 der jeweiligen Gänge anstelle der Antriebszahnräder 21, 22, 23, 24 und 25 der ersten Übertragungseinheit 20 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. Des Weiteren hat die erste Übertragungseinheit 70 die Hülsen 76, 77 und 78 anstelle der Hülsen 27, 28 und 29 der ersten Übertragungseinheit 20 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. Des Weiteren hat die erste Übertragungseinheit 70 nicht die Rückwärtsfahrgangschaltstufe anders als die erste Übertragungseinheit 20 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels.
Die erste Übertragungseinheit 70 kann ein beliebiges der Antriebszahnräder 71, 72, 73, 74 und 75 mit der Eingangswelle 6 durch Antreiben der Hülsen 76, 77 und 78 durch den Aktuator so verbinden, dass eine Bewegung in der axialen Richtung möglich ist. Demgemäß wird die Eingangswelle 6 mit der Abgabewelle 19 durch ein beliebiges Paar an Zahnrädern von der ersten Schaltstufe zu der fünften Schaltstufe verbunden, und folglich kann die Drehung bei dem Übersetzungsverhältnis des Paares an Zahnrädern übertragen werden. Des Weiteren kann die erste Übertragungseinheit 70 in den neutralen Zustand gelangen durch Freigeben sämtlicher Antriebszahnräder 71, 72, 73, 74 und 75 mit der Bewegung der Hülsen 76, 77 und 78 in der axialen Richtung. Die erste Übertragungseinheit 70 in dem neutralen Zustand trennt die Übertragung der Kraft zwischen der Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 19.
Die zweite Übertragungseinheit 80 hat Antriebszahnräder 81, 82, 83 und 84 der jeweiligen Gangschaltstufen, Hülsen 85 und 86 und angetriebene Zahnräder 51, 52, 53 und 54 der jeweiligen Gangschaltstufen. Die Antriebszahnräder 81, 82, 83 und 84 sind jeweils so gestützt, dass sie in Bezug auf die Eingangswelle 17 drehbar sind. Die zweite Übertragungseinheit 80 ist eine Übertragungseinheit einer Zwischenstufe und kann eine Drehung bei einem Zwischenübersetzungsverhältnis in Bezug auf das Übersetzungsverhältnis der jeweiligen Gänge der ersten Übertragungseinheit 70 übertragen. Der Mittelachsenabstand 12 zwischen der Abgabewelle 19 und der Eingangswelle 17 ist größer als der Mittelachsenabstand 11 zwischen der Abgabewelle 19 und der Eingangswelle 6. Da die erste Übertragungseinheit 70 und die zweite Übertragungseinheit 80 sich die angetriebenen Zahnräder 51, 52, 53 und 54 teilen, ist das Übersetzungsverhältnis der Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 80 kleiner als das Übersetzungsverhältnis der Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 70 entsprechend den gemeinsamen angetriebenen Zahnrädern 51, 52, 53 und 54.
Das Antriebszahnrad 81 und das angetriebene Zahnrad 51 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer 1,5-Gangschaltstufe und verwirklichen ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Gang und dem zweiten Gang der ersten Übertragungseinheit 70. Beispielsweise wird ein mittleres Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Gang und dem zweiten Gang verwirklicht. Das Antriebszahnrad 82 und das angetriebene Zahnrad 52 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer 2,5-Gangschaltstufe und sie verwirklichen das Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Gangstufe und der dritten Gangstufe der ersten Übertragungseinheit 70. Beispielsweise wird ein mittleres Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Gangstufe und der dritten Gangstufe verwirklicht. Das Antriebszahnrad 83 und das angetriebene Zahnrad 53 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer 3,5-Gangschaltstufe und verwirklichen ein Übersetzungsverhältnis zwischen der dritten Gangstufe und der vierten Gangstufe der ersten Übertragungseinheit 70. Beispielsweise wird ein mittleres Übersetzungsverhältnis zwischen der dritten Gangstufe und der vierten Gangstufe verwirklicht. Das Antriebszahnrad 84 und das angetriebene Zahnrad 54 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer 4,5-Gangschaltstufe und verwirklichen ein Übersetzungsverhältnis zwischen der vierten Gangstufe und der fünften Gangstufe der ersten Übertragungseinheit 70. Beispielsweise wird ein mittleres Übersetzungsverhältnis zwischen der vierten Gangstufe und der fünften Gangstufe verwirklicht.
Die zweite Übertragungseinheit 80 kann ein beliebiges der Antriebszahnräder 81, 82, 83 und 84 mit der Eingangswelle 17 verbinden durch Antreiben der Hülsen 85 und 86 durch den Aktuator so, dass sie sich in der axialen Richtung bewegen. Demgemäß wird die Eingangswelle 17 mit der Ausgangswelle 19 durch ein beliebiges Paar an Zahnrädern von der 1,5-Gangschaltstufe zu der 4,5-Gangschaltstufe verbunden, und folglich kann die Drehung bei dem Übersetzungsverhältnis des Paares an Zahnrädern übertragen werden. Des Weiteren kann die zweite Übertragungseinheit 80 in den neutralen Zustand gelangen, indem sämtliche Antriebszahnräder 81, 82, 83 und 84 freigegeben werden mit der Bewegung der Hülsen 85 und 86 in der axialen Richtung. Die zweite Übertragungseinheit 80 trennt im neutralen Zustand die Kraftübertragung zwischen der Eingangswelle 17 und der Ausgangswelle 19.
Die erste Übertragungseinheit 70 und die zweite Übertragungseinheit 80 sind mit der Antriebswelle 45 des Fahrzeugs 100 durch die gemeinsame Ausgangswelle 19 verbunden. In dem modifizierten Beispiel hat die erste Übertragungseinheit 70 eine Funktion als ein Hauptgetriebe und die zweite Übertragungseinheit 80 hat eine Funktion als ein Nebengetriebe. In der ersten Übertragungseinheit 70 und der zweiten Übertragungseinheit 80 werden die Änderung der Gangschaltstufe und das Einrücken/Freigeben der Kupplung 2 automatisch gesteuert. Die zweite Übertragungseinheit 80 gemäß dem modifizierten Beispiel hat eine Funktion zum Übertragen des Verbrennungsmotormomentes zu dem antreibenden Rad 46, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, zusätzlich zu der Funktion der zweiten Übertragungseinheit 30 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels.
Die ECU 50 stellt die Gangschaltstufe der zweiten Übertragungseinheit 80 auf die Gangschaltstufe zwischen der Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 70 vor dem Gangschaltvorgang und der Gangschaltstufe, wenn der Gangschaltvorgang der ersten Übertragungseinheit 70 ausgeführt ist, ein. Beispielsweise wird, wenn die erste Gangschaltstufe zu der zweiten Gangschaltstufe in der ersten Übertragungseinheit 70 heraufgeschaltet wird, die 1,5-Gangschaltstufe in der zweiten Übertragungseinheit 80 zuvor ausgebildet. Demgemäß kann das Moment zu dem antreibenden Rad 46 durch die zweite Übertragungseinheit 80 übertragen werden, während die Gangschaltstufe der ersten Übertragungseinheit 70 geändert wird. Des Weiteren bildet die ECU 50 die 4,5-Gangschaltstufe in der zweiten Übertragungseinheit 80 beispielsweise im Voraus, wenn die fünfte Gangschaltstufe zu der vierten Gangschaltstufe in der ersten Übertragungseinheit 70 heruntergeschaltet wird. Demgemäß kann das Moment zu dem antreibenden Rad 46 durch die zweite Übertragungseinheit 80 übertragen werden, während die erste Übertragungseinheit 70 heruntergeschaltet wird.
Des Weiteren wird das Übersetzungsverhältnis der zweiten Übertragungseinheit 80 auf das mittlere Übersetzungsverhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis der ersten Übertragungseinheit 70 vor dem Gangschaltvorgang und dem Übersetzungsverhältnis nach dem Gangschaltvorgang festgelegt. Demgemäß wird eine Variation im Moment oder eine Variation bei der Drehzahl während des Gangsschaltvorgangs unterdrückt. Die ECU 50 kann des Weiteren den Schaltstoß während des Gangschaltvorgangs durch die elektrische Drehmaschine 3 unterdrücken. Beispielsweise kann der Schaltstoß unterdrückt werden, indem die Drehzahl der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 70 oder die Drehzahl der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 80 unter Verwendung der Drehzahlsteuerung der elektrischen Drehmaschine 3 während des Gangschaltvorgangs eingestellt wird.
Nachstehend ist die Übertragungseffizienz und die Kraftzirkulation, die in der Antriebsvorrichtung 1-2 des Fahrzeugs gemäß dem abgewandelten Beispiel auftritt, beschrieben. 27 zeigt ein Nomogramm des Differenzialmechanismus 60, wenn die Drehzahl der elektrischen Drehmaschine 3 den Wert 0 hat. In 27 zeigt die am weitesten links angeordnete vertikale Achse die Drehzahl der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 80, zeigt die Achse S die Drehzahl des Sonnenrades 61, zeigt die Achse R die Drehzahl des Hohlrades 63 und zeigt die Achse C die Drehzahl die Trägers 64. Das Übersetzungsverhältnis (die Zähnezahl des Sonnenrades 61/die Zähnezahl des Hohlrades 63) ρ des Differenzialmechanismus 60 ist auf beispielsweise 0,5 festgelegt.
Die Drehzahl der elektrischen Drehmaschine wird zu 0, wenn die Drehzahl des Hohlrades 63 zu 0 wird. Die Beziehung zwischen der Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 und der Drehzahl N_B der Eingangswelle 17 zu diesem Zeitpunkt wird durch die folgende Gleichung (14) erhalten. N_A = N_B (14)
Wenn das Verhältnis der Übersetzungsverhältnisse G2/G1 anhand γ aufgezeigt wird, wird die folgende Gleichung (15) aus der Gleichung (1), die Gleichung (2) und der Gleichung (14) erhalten. Das heißt, die Drehzahl der elektrischen Drehmaschine wird zu 0, wenn das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse 1 beträgt. γ = 1 (15)
Die Fälle, bei denen das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse größer als 1 ist, und der Fall, bei dem das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse geringer als 1 ist, sind unterschiedlich im Hinblick auf den Kraftübertragungspfad von der elektrischen Drehmaschine 3 zu dem antreibenden Rad 46, das heißt die Momentübertragungsrichtung ist unterschiedlich. 28 zeigt eine Darstellung eines Kraftübertragungszustandes, bei dem das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse größer als 1 ist, 29 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen größer als 1 ist, 30 zeigt einen Kraftübertragungszustand, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen geringer als 1 ist, und 31 zeigt ein Nomogramm eines Zustandes, bei dem das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen geringer als 1 ist.
Der Fall des Verhältnisses γ an Übersetzungsverhältnissen > 1 Wie dies in 28 gezeigt ist, wird, wenn das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen größer als 1 ist, das Moment (das Motormoment) der elektrischen Drehmaschine 3 durch die zweite Übertragungseinheit 80 und die Antriebswelle 45 zu dem antreibenden Rad 46 übertragen. Ein Teil des Motormomentes wird zu dem Träger 64 durch die erste Übertragungseinheit 70 übertragen, und folglich ergibt sich die Kraftzirkulation. Hierbei wird die Größe T_A des Momentes der Eingangswelle 6 anhand der folgenden Gleichung (16) erhalten, und die Größe T_B des Momentes der Eingangswelle 17 wird anhand der folgenden Gleichung (17) erhalten. T_A = T_MG × (1 – ρ) (16) T_B = T_MG × ρ (17)
Das zu dem antreibenden Rad 46 übertragene Moment T₀ wird anhand der folgenden Gleichung (18) erhalten. Wenn die Gleichung (7), die Gleichung (8), die Gleichung (16) und die Gleichung (17) bei der Gleichung (18) angewendet werden und 1/2 bei ρ angewendet wird, kann die folgende Gleichung (19) erhalten werden. T₀ = T_D – T_C (18) T₀ = (G2 – G1) × 1/2 × T_MG (19)
Wenn das Kraftzirkulationsverhältnis δ als T_C/T_D definiert wird, wird die folgende Gleichung (20) aus der Gleichung (7), der Gleichung (8), der Gleichung (16) und der Gleichung (17) erhalten. δ = 1/γ (20)
Der Fall des Verhältnisses γ an Übersetzungsverhältnissen < 1 Wie dies in 30 gezeigt ist, wird, wenn das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen kleiner als 1 ist, das Moment der elektrischen Drehmaschine 3 durch die erste Übertragungseinheit 70 und die Antriebswelle 45 zu dem antreibenden Rad 46 übertragen. Ein Teil des Motormomentes wird zu dem Sonnenrad 61 durch die zweite Übertragungseinheit 80 übertragen, und folglich tritt die Kraftzirkulation auf. Das zu dem antreibenden Rad 46 übertragene Moment T₀ wird anhand der folgenden Gleichung (21) berechnet. T₀ = T_C – T_D = (G1 – G2) × 1/2 × T_MG (21)
Des Weiteren wird das Kraftzirkulationsverhältnis δ anhand der folgenden Gleichung (22) berechnet. δ = T_D/T_C = γ (22)
Aus der Gleichung (20) und der Gleichung (22) kann eine Beziehung zwischen dem Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen und dem in 32 gezeigten Kraftzirkulationsverhältnis δ erlangt werden. Das Kraftzirkulationsverhältnis wird zu 100%, wenn das Kraftzirkulationsverhältnis δ 1 beträgt. Dies ist dann der Fall, wenn das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen 1 beträgt von der Gleichung (20) und der Gleichung (22). Das Nomogramm zu diesem Zeitpunkt ist in 27 abgebildet, und folglich wird die Kraft nicht zu dem antreibenden Rad 46 übertragen. Darüber hinaus ist der Kraftfluss (bei dem EV-Antriebsvorgang) von der elektrischen Drehmaschine 3 zu dem antreibenden Rad 46 in der Kraftzirkulation bislang beschrieben, jedoch wird die Kraftflussrichtung in dem Regenerationsvorgang entgegengesetzt. Jedoch ändert sich die Beziehung zwischen dem Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen und dem Kraftzirkulationsverhältnis δ nicht bei dem EV-Vorgang und dem Regenerationsvorgang. Wie dies in 32 gezeigt ist, wird das Kraftzirkulationsverhältnis δ maximal, wenn das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen 1 beträgt, und nimmt ab, wenn das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen von 1 abweicht.
Die Antriebsvorrichtung 1-2 des Fahrzeugs gemäß dem abgewandelten Beispiel hat einen vorbestimmten Modus ähnlich wie bei der Antriebsvorrichtung 1-1 des Fahrzeugs gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. In dem vorbestimmten Modus bewirkt die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-2, dass die zweite Übertragungseinheit 80 in den neutralen Zustand gelangt. Des Weiteren reguliert die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-2 den Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 durch den Arretiermechanismus 40 und verbindet die elektrische Drehmaschine 3 und die Antriebswelle 45 miteinander durch die erste Übertragungseinheit 70. 33 zeigt eine äquivalente Darstellung in dem vorbestimmten Modus des Fahrzeugs 100 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel und 34 zeigt ein Nomogramm des Regenerationsvorgangs des vorbestimmten Modus in dem ersten abgewandelten Beispiel.
Wenn der Regenerationsvorgang während beispielsweise dem Verbrennungsmotorlaufvorgang ausgeführt wird und der Regenerationsvorgang in dem Herunterschaltbereitschaftszustand ausgeführt wird, bewirkt die ECU 50, dass die zweite Übertragungseinheit 80 in den neutralen Zustand gelangt, und bewirkt sie, dass die Drehzahl des Sonnenrades 61 gleich wird der Drehzahl des Trägers 64 durch die Drehzahlsteuerung der elektrischen Drehmaschine 3. Demgemäß ist, wie dies in 34 gezeigt ist, die Drehzahl N_B der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 80 gleich der Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 70. Des Weiteren hat die Drehzahl ein entgegengesetztes Vorzeichen gegenüber der Drehzahl N_A der Eingangswelle 6. Die Antriebsvorrichtung 1-2 des Fahrzeugs verbindet das Sonnenrad 61 und den Träger 64 miteinander durch den Arretiermechanismus 40, wenn die Drehzahl des Sonnenrades 61 mit der Drehzahl des Trägers 64 synchronisiert ist.
Da der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 arretiert ist, ist das Antriebssystem des Fahrzeugs 100 äquivalent dem in 33 gezeigten Aufbau. Das heißt, die elektrische Drehmaschine 3 ist mit der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 70 direkt verbunden, und die Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 80 ist mit der Eingangswelle 6 durch ein Gegenzahnrad (R) verbunden. Demgemäß drehen die Eingangswelle 6 und die Eingangswelle 17 in entgegengesetzte Richtungen. Wenn die erste Übertragungseinheit 70 oder die zweite Übertragungseinheit 80 in den neutralen Zustand gelangt und die elektrische Drehmaschine 3 und die Antriebswelle 45 miteinander durch die andere Übertragungseinheit verbunden sind, während der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 arretiert ist, ist es möglich, die Kraft ohne Auftreten der Kraftzirkulation zu übertragen. In dem abgewandelten Beispiel gelangt die zweite Übertragungseinheit 80 in den neutralen Zustand, und die elektrische Drehmaschine 3 und die Antriebswelle 45 sind miteinander durch die erste Übertragungseinheit 70 während des Regenerationsvorgangs miteinander verbunden. Da die zweite Übertragungseinheit 80 in den neutralen Zustand gelangt, wird eine Kraft von dem antreibenden Rad 46 zu der elektrischen Drehmaschine 3 durch die erste Übertragungseinheit 70 bei einer hohen Übertragungseffizienz ohne auftreten der Kraftzirkulation übertragen.
In dem Fall, bei dem das Fahrzeug 100 rückwärts fährt, arretiert die Antriebsvorrichtung 1-2 des Fahrzeugs den Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 durch den Arretiermechanismus 40 und bringt eine geeignete Gangschaltungsstufe in der zweiten Übertragungseinheit 80 in Eingriff, indem die erste Übertragungseinheit 70 in dem neutralen Zustand gehalten wird. 35 zeigt eine Darstellung eines Zustandes, bei dem das Fahrzeug durch den vorbestimmten Modus in dem ersten abgewandelten Beispiel fährt. Wie dies in 33 gezeigt ist, ist in dem vorbestimmten Modus der Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-2 gemäß dem abgewandelten Beispiel der Verbrennungsmotor 1 oder die elektrische Drehmaschine 3 mit der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 80 durch das Gegenzahnrad verbunden. Das heißt, wenn der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 reguliert wird, wird die Drehrichtung der von dem Verbrennungsmotor 1 zu der Antriebswelle 45 durch die zweite Übertragungseinheit 80 übertragene Drehung zu der Drehrichtung geschaltet, die bewirkt, dass das Fahrzeug 100 rückwärts fährt. Anders ausgedrückt, wenn der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 reguliert wird, ist die Drehrichtung der Drehung, die von dem Verbrennungsmotor 1 zu der Antriebswelle 45 durch die zweite Übertragungseinheit 80 übertragen wird, die Drehrichtung, die bewirkt, dass das Fahrzeug 100 rückwärts fährt. Somit wird, wenn das Verbrennungsmotormoment oder das Motormoment zu der Antriebswelle 45 durch die zweite Übertragungseinheit 80 in dem Fall übertragen wird, bei dem das Fahrzeug rückwärts fährt, die Rückwärtsfahrgangschaltstufe nicht erforderlich.
Das heißt, in dem vorbestimmten Modus entspricht, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, die erste Übertragungseinheit 70 der zweiten Welle und die zweite Übertragungseinheit 80 entspricht der ersten Welle. In dieser Weise ist es möglich, in geeigneter Weise zu ändern, ob entweder die erste Übertragungseinheit 70 oder die zweite Übertragungseinheit 80 der ersten Welle in dem vorbestimmten Modus entspricht.
Zweites abgewandeltes Beispiel des Ausführungsbeispiels
Ein zweites abgewandeltes Beispiel des Ausführungsbeispiels ist nachstehend beschrieben. Das Fahrzeug 100 gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und dem ersten abgewandelten Beispiel hat das MMT als die Übertragungseinheit, jedoch ist der Aufbau der Übertragungseinheit nicht darauf beschränkt. Ein Fahrzeug 200 gemäß dem abgewandelten Beispiel hat eine DCT (Dualkupplungsgetriebe) als eine Übertragungseinheit. 36 zeigt eine schematische Aufbaudarstellung des Fahrzeugs 200 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel, und 37 zeigt eine Skelettdarstellung des Fahrzeugs 200 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel.
Wie dies in 36 gezeigt ist, hat das DCT eine erste Übertragungseinheit 110 eine zweite Übertragungseinheit 120, eine erste Kupplung 101 und eine zweite Kupplung 102. Des Weiteren hat eine Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-3 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel die elektrische Drehmaschine 3, die erste Übertragungseinheit 110 und die zweite Übertragungseinheit 120. Darüber hinaus kann die Fahrzeugsantriebsvorrichtung 1-3 des Weiteren die erste Kupplung 101 und die zweite Kupplung 102 oder eine ECU 150 haben.
Die erste Kupplung 101 ist eine Kupplungsvorrichtung, die die Drehwelle 4 mit der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 110 verbindet oder diese von jener trennt. Die erste Übertragungseinheit 110 ist eine Übertragungseinheit, die eine ungeradzahlige Gangschaltstufe ausbildet. Die zweite Kupplung 102 ist eine Kupplungsvorrichtung, die die Drehwelle 4 mit der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 120 verbindet oder diese von jener trennt. Die zweite Übertragungseinheit 120 ist eine Übertragungseinheit, die eine geradzahlige Gangschaltstufe bildet. Die elektrische Drehmaschine 3, die Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 110 und die Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 120 sind miteinander durch den Differenzialmechanismus 60 verbunden. Des Weiteren sind die erste Übertragungseinheit 110 und die zweite Übertragungseinheit 120 mit der Antriebswelle 45 durch die gemeinsame Abgabewelle 19 verbunden.
Wie dies in 37 gezeigt ist, kann der Differenzialmechanismus 60 als ein Planetengetriebemechanismus der Doppelritzenart ähnlich wie der Differenzialmechanismus 60 des ersten abgewandelten Beispiels aufgebaut sein. Des Weiteren kann der Arretiermechanismus 40 das Sonnenrad 61 und den Träger 64 miteinander verbinden ähnlich wie der Arretiermechanismus 40 des ersten abgewandelten Beispiels.
Die Drehwelle 4 ist mit den Antriebszahnrädern 5 und 8 versehen. Das Antriebszahnrad 5 ist mit der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 110 durch die erste Kupplung 101 verbunden. Genauer gesagt hat die erste Kupplung 101 eine Hülse 101a, eine angetriebenes Zahnrad 101b und eine fixierte Einrückkomponente 101c. Die fixierte Einrückkomponente 101c ist ein Einrückbauteil (Einrückkomponente), das mit der Eingangswelle 6 verbunden ist und sich zusammen mit der Eingangswelle 6 dreht. Das angetriebene Zahnrad 101b ist so angeordnet, dass es koaxial zu der Eingangswelle 6 ist, und es ist so gestützt, dass es in Bezug auf die Eingangswelle 6 drehbar ist. Das angetriebene Zahnrad 101b steht mit dem Antriebszahnrad 5 in Zahneingriff. Die Hülse 101a bringt die fixierte Einrückkomponente 101c und die Einrückkomponente des angetriebenen Zahnrades 101b in Eingriff oder gibt sie frei, während sie durch den Aktuator so angetrieben wird, dass sie sich in der axialen Richtung bewegt.
Wenn die fixierte Einrückkomponente 101c und das angetriebene Zahnrad 101b miteinander in Eingriff gelangen, ist das angetriebene Zahnrad 101b mit der Eingangswelle 6 verbunden, und das angetriebene Zahnrad 101b und die Eingangswelle 6 drehen sich miteinander. Somit wird in diesem Fall eine Kraft zwischen der Drehwelle 4 und der Eingangswelle 6 übertragen.
Die erste Übertragungseinheit 110 hat die Eingangswelle 6, Antriebszahnräder 111, 112 und 113, Hülsen 114 und 115, angetriebene Zahnräder 51, 53 und 55 und die Abgabewelle 19. Die Antriebszahnräder 111, 112 und 113 sind jeweils so gestützt, dass sie in Bezug auf die Eingangswelle 6 drehbar sind. Die angetriebenen Zahnräder 51, 53 und 55 sind jeweils mit der Abgabewelle 19 verbunden und drehen sich zusammen mit der Abgabewelle 19.
Das Antriebszahnrad 111 und das angetriebene Zahnrad 51 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern der ersten Gangschaltstufe, das Antriebszahnrad 112 und das angetriebene Zahnrad 53 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer dritten Gangschaltstufe, und das Antriebszahnrad 113 und das angetriebene Zahnrad 55 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer fünften Gangschaltstufe.
Die erste Übertragungseinheit 110 kann irgendeines der Antriebszahnräder 111, 112 und 113 mit der Eingangswelle 6 verbinden, indem die Hülsen 114 und 115 durch den Aktuator so angetrieben werden, dass sie sich in der axialen Richtung bewegen. Demgemäß werden die Eingangswelle 6 und die Abgabewelle 19 miteinander durch ein beliebiges Paar an Zahnrädern der ersten Gangschaltstufe, der dritten Gangschaltstufe und der fünften Gangschaltstufe als ungerade Schaltstufen verbunden, und folglich kann die Drehung bei dem Übersetzungsverhältnis des Zahnradpaares übertragen werden. Des Weiteren kann die erste Übertragungseinheit 110 in den neutralen Zustand gelangen, indem sämtliche Antriebszahnräder 111, 112 und 113 freigegeben werden.
Das Antriebszahnrad 8 der Drehwelle 4 ist mit der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 120 durch die zweite Kupplung 102 verbunden. Genauer gesagt hat die zweite Kupplung 102 eine Hülse 102a, ein angetriebenes Zahnrad 102b und eine fixierte Einrückkomponente 102c. Die fixierte Einrückkomponente 102c ist ein Einrückbauteil (Einrückkomponente), das mit der Eingangswelle 17 verbunden ist und sich zusammen mit der Eingangswelle 17 dreht. Das angetriebene Zahnrad 102b ist so angeordnet, dass es koaxial zu der Eingangswelle 17 ist, und es wird so gestützt, dass es in Bezug auf die Eingangswelle 17 drehbar ist. Das angetriebene Zahngrad 102b steht mit dem Antriebszahnrad 8 in Zahnreingriff. Die Hülse 102a bringt die fixierte Einrückkomponente 102c und die Einrückkomponente des angetriebenen Zahnrades 102b in Eingriff oder gibt sie frei, während sie durch den Aktuator so angetrieben wird, dass sie sich in der axialen Richtung bewegt.
Wenn die fixierte Einrückkomponente 102c mit dem angetrieben Zahnrad 102b in Eingriff steht, ist das angetriebene Zahnrad 102b mit der Eingangswelle 17 verbunden, und folglich dreht sich das angetriebene Zahnrad 102b und die Eingangswelle 17 miteinander. Somit wird in diesem Fall eine Kraft zwischen der Drehwelle 4 und der Eingangswelle 17 übertragen.
Die zweite Übertragungseinheit 120 hat die Eingangswelle 17, Antriebszahnräder 121 und 122, eine Hülse 123, angetriebene Zahnräder 52 und 54, und die Abgabewelle 19. Die Antriebszahnräder 121 und 122 sind jeweils so gestützt, dass sie in Bezug auf die Eingangswelle 17 drehbar sind. Die angetriebenen Zahnräder 52 und 54 sind jeweils mit der Abgabewelle 19 verbunden und drehen sich zusammen mit der Abgabewelle 19.
Das Antriebszahnrad 121 und das angetriebene Zahnrad 52 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer zweiten Gangschaltstufe, und das Antriebszahnrad 122 und das angetriebene Zahnrad 54 bilden ein Paar an in Zahneingriff stehenden Zahnrädern einer vierten Gangschaltstufe.
Die zweite Übertragungseinheit 120 kann irgendeines der Antriebszahnräder 121 und 122 mit der Eingangswelle 17 verbinden, indem die Hülse 123 durch den Aktuator so angetrieben wird, dass sie sich in der axialen Richtung bewegt. Demgemäß ist die Eingangswelle 17 mit der Abgabewelle 19 durch irgendein Paar an Zahnrädern der zweiten Gangschaltstufe oder der vierten Gangschaltstufe als die geradzahlige Schaltstufe verbunden, und folglich kann die Drehung bei dem Übersetzungsverhältnis des Paares an Zahnrädern übertragen werden. Des Weiteren kann die zweite Übertragungseinheit 120 in den neutralen Zustand gelangen, in dem sämtliche Antriebszahnräder 121 und 122 freigegeben werden.
Da in dieser Weise die ungeradzahlige Stufe in der ersten Übertragungseinheit 110 angeordnet ist und die geradzahlige Schaltstufe in der zweiten Übertragungseinheit 120 angeordnet ist, kann der Heraufschaltvorgang oder der Herunterschaltvorgang ausgeführt werden, indem die Kraftübertragungseinheit von der ersten Übertragungseinheit 110 zu der zweiten Übertragungseinheit 120 oder von der zweiten Übertragungseinheit 120 zu der ersten Übertragungseinheit 110 geschaltet wird. Somit wird das Ansprechverhalten des Gangschaltvorgangs verbessert und der Verlust an Antriebskraft (Antriebsenergie) wird unterdrückt, so dass das Antriebsverhalten verbessert wird.
Wenn der Heraufschaltvorgang oder der Herunterschaltvorgang während des Verbrennungsmotorfahrvorgangs und dergleichen abgeschätzt wird, kann die ECU 150 die Sollgangschaltstufe nach dem Gangschaltvorgang im Voraus bilden und kann in einem Bereitschaftszustand bleiben. Wenn beispielsweise der Heraufschaltvorgang abgeschätzt wird, während das Fahrzeug in der ersten Gangschaltstufe fährt, bildet die ECU 50 die zweite Gangschaltstufe in der zweiten Übertragungseinheit 120, und kann in einem Bereitschaftszustand bleiben, indem die zweite Kupplung 12 freigegeben wird. Wenn der Heraufschaltvorgang ausgeführt wird, kann der Heraufschaltvorgang sofort ausgeführt werden, indem die zweite Kupplung 102 eingerückt wird und die erste Kupplung 101 freigegeben wird. Das Gleiche gilt für den Herunterschaltvorgang. Die ECU 150 kann die Sollgangschaltstufe nach dem Gangschaltvorgang in der Übertragungseinheit, bei der eine Kraft nicht gegenwärtig übertragen wird, ausbilden und kann in einem Bereitschaftszustand bleiben.
Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-3 gemäß dem abgewandelten Beispiel hat einen vorbestimmten Modus ähnlich wie die Fahrzeugantriebvorrichtung 1-1 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels und die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-2 des ersten abgewandelten Beispiels. 38 zeigt eine äquivalente Darstellung des vorbestimmten Modus des Fahrzeugs 200 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel. Wenn der Regenerationsvorgang während des Verbrennungsmotorfahrvorgangs beispielsweise ausgeführt wird, und wenn der Regenerationsvorgang in dem Herunterschaltbereitschaftszustand ausgeführt wird, setzt die ECU 150 die Drehzahl des Sonnenrades 61 so, dass sie gleich der Drehzahl des Trägers 64 durch die Drehzahlsteuerung der elektrischen Drehmaschine 3 ist. Die ECU 150 verbindet das Sonnenrad 61 mit dem Träger 64 durch den Arretiermechanismus 40, wenn die Drehzahl des Sonnenrades 61 mit der Drehzahl des Trägers 64 synchronisiert ist.
Wenn der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 arretiert ist, ist das Antriebssystem des Fahrzeugs 200 dem in 38 gezeigten Aufbau äquivalent. Das heißt die elektrische Drehmaschine 3 ist mit der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 110 direkt verbunden, und die Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 120 ist mit der Eingangswelle 6 durch ein Gegenzahnrad verbunden, so dass die Eingangswelle 17 in einer Richtung dreht, die zu der Drehrichtung der Eingangswelle 6 entgegengesetzt ist. Wenn irgendeine Übertragungseinheit, d. h. die erste Übertragungseinheit 110 oder die zweite Übertragungseinheit 120 in den neutralen Zustand gelangt und die elektrische Drehmaschine 3 und die Antriebswelle 45 miteinander durch die andere Übertragungseinheit verbunden sind, während der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 60 arretiert ist, ist es möglich, die Kraft ohne Auftreten der Kraftzirkulation zu übertragen.
Wenn der Regenerationsvorgang beispielsweise in der ungeradzahligen Stufe ausgeführt wird, wird die zweite Kupplung 102 freigegeben und wird die zweite Übertragungseinheit 120 in den neutralen Zustand gesetzt. In diesem Fall entspricht die zweite Übertragungseinheit 120 der zweiten Welle. Wenn außerdem der Regenerationsvorgang beispielsweise in der geradzahligen Schaltstufe ausgeführt wird, wird die erste Kupplung 101 freigegeben und wird die erste Übertragungseinheit 110 in den neutralen Zustand gesetzt. In diesem Fall entspricht die erste Übertragungseinheit 110 der zweiten Welle.
39 zeigt eine Darstellung eines Zustandes, bei dem das Fahrzeug durch den vorbestimmten Modus in dem zweiten abgewandelten Beispiel rückwärts fährt. Wenn das Fahrzeug 200 rückwärts fährt, überträgt die ECU 150 eine Kraft zu der Antriebswelle 45 durch die erste Übertragungseinheit 110, indem die erste Kupplung 101 freigegeben wird, die zweite Kupplung 102 eingerückt wird und bewirkt wird, dass die zweite Übertragungseinheit 120 in den neutralen Zustand gelangt. Demgemäß kann der EV-Rückwärtsfahrvorgang zu dem Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang geschaltet werden oder der Verbrennungsmotorrückwärtsfahrvorgang kann zu dem EV-Rückwärtsfahrvorgang geschaltet werden, ohne dass eine Änderung der Gangschaltstufen der Übertragungseinheiten 110 und 120 oder das Einrücken/Freigeben der Kupplungen 101 und 102 erforderlich ist/sind. Somit ist es möglich, ein Verlust an Antriebsenergie oder ein Langsamempfinden zu vermeiden, wenn der EV-Rückwärtsfahrvorgang und der Verbrennungsmotorrückwärtsvorgang geschaltet werden.
Drittes abgewandeltes Beispiel des Ausführungsbeispiels
Nachstehend ist ein drittes abgewandeltes Beispiel des Ausführungsbeispiels beschrieben. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und in den abgewandelten Beispielen wird der Regenerationsvorgang durch den vorbestimmten Modus ausgeführt, wenn der Verbrennungsmotorfahrvorgang zu dem Regenerationsvorgang geschaltet wird. Jedoch kann selbst dann, wenn der Verbrennungsmotorfahrvorgang zu dem Regenerationsvorgang geschaltet wird, es sein, dass der vorbestimmte Modus gemäß einem derartigen Zustand, wie beispielsweise eine abgeschätzte Übertragungseffizienz, nicht ausgeführt wird. Nachstehend ist die Bestimmung darüber, ob der Regenerationsvorgang durch den vorbestimmten Modus ausgeführt wird, beschrieben anhand eines Beispiels des Fahrzeugs 100, das mit der Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels ausgestattet ist.
40 zeigt eine Darstellung eines Beispiels des Übersetzungsverhältnisses der Antriebsvorrichtung 1-1 eines Fahrzeug, 41 zeigt eine Darstellung eines Beispiels des Gesamtübersetzungsverhältnisses des Fahrzeugs 100, 42 zeigt eine Darstellung der Gesamtübertragungseffizienz η (%) und des Kraftzirkulationsverhältnisses δ (%) in Bezug auf das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen, und 43 zeigt eine Darstellung des Kraftzirkulationsverhältnisses δ und der Gesamtübertragungseffizienz η gemäß dem Bereitschaftszustand in jeder Gangschaltstufe.
Wenn gemäß der Darstellung von 40 das Übersetzungsverhältnis der Gangschaltstufen der ersten Übertragungseinheit 20 und der zweiten Übertragungseinheit 30 und das Differenzialverhältnis bestimmt werden, wird das Gesamtübersetzungsverhältnis (das Übersetzungsverhältnis jeder Gangschaltstufe x das Differenzialverhältnis) anhand 41 aufgezeigt. Des Weiteren ist die Beziehung zwischen dem Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen, der Gesamtübertragungseffizienz η und dem Kraftzirkulationsverhältnis δ anhand 42 aufgezeigt.
In 42 zeigt die horizontale Achse das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen und die vertikale Achse zeigt das Kraftzirkulationsverhältnis δ (%) und die Gesamtübertragungseffizienz η (%). Hierbei zeigt die Gesamtübertragungseffizienz η die Übertragungseffizienz zwischen der elektrischen Drehmaschine 3 und dem antreibenden Rad 46 in dem vorbestimmten Modus. Die Gesamtübertragungseffizienz η wird unter der Annahme festgelegt, dass die Getriebeübertragungseffizienz von jeder Übertragungseinheit der ersten Übertragungseinheit 20 und der zweiten Übertragungseinheit 30 98% beträgt. Darüber hinaus ist in dem abgewandelten Beispiel die Übertragungseffizienz ρ des Differenzialmechanismus 10 auf 0,3 gesetzt. Wie dies aus 42 hervorgeht, nimmt die Gesamtübertragungseffizienz η deutlich ab, wenn das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen sich der Gleichung von (ρ + 1) = 1,3 nähert.
43 zeigt die Gangschaltstufe (die Zwischenstufe oder mittlere Stufe) der zweiten Übertragungseinheit 30, die gewählt wird, wenn der Heraufschaltvorgang oder der Herunterschaltvorgang in Bezug auf die Gangschaltstufe (die gegenwärtige Schaltstufe) vor dem Gangschaltvorgang der ersten Übertragungseinheit 20 abgeschätzt wird. Des Weiteren sind das Verhältnis γ der Übersetzungsverhältnisse, das Kraftzirkulationsverhältnis δ und die Gesamtübertragungseffizienz η in der Kombination der gegenwärtigen Stufe und der mittleren Stufe (Zwischenstufe) gezeigt.
Wenn beispielsweise die gegenwärtige Schaltstufe die zweite Gangschaltstufe (2.) ist und der nächste Herunterschaltvorgang abgeschätzt wird, wird die erste Gangschaltstufe (1.) als die Zwischenstufe gewählt. In der Kombination aus der gegenwärtigen Stufe und der Zwischenstufe werden das Verhältnis γ aus den Übersetzungsverhältnissen von 1,84, das Kraftzirkulationsverhältnis δ von 70,6% und die Gesamtübertragungseffizienz η von 88,4% berechnet für den Fall, bei dem der Regenerationsvorgang oder der Antriebsvorgang ausgeführt wird durch die elektrische Drehmaschine 3 bei der gegenwärtigen Gangschaltstufe ohne Übergang zu dem vorbestimmten Modus. Das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen, das Kraftzirkulationsverhältnis δ und die Gesamtübertragungseffizienz η können sogar in dem anderen Bereitschaftszustand berechnet werden. Darüber hinaus kann in der Kombination aus der Zwischenstufe und der gegenwärtigen Stufe, bei der die Gesamtübertragungseffizienz η einen Minuswert anzeigt, es sein, dass eine Kraft nicht zwischen der elektrischen Drehmaschine 3 und dem antreibenden Rad 46 übertragen wird.
Es ist möglich, den Umstand, ob zu dem vorbestimmten Modus geschaltet wird, auf der Basis des Kraftzirkulationsverhältnisses δ oder der Gesamtübertragungseffizienz η zu bestimmen, die in dieser Weise berechnet wird. Beispielweise kann in dem Bereitschaftszustand aus der Kombination der Zwischenstufe und der gegenwärtigen Stufe, bei der die Gesamtübertragungseffizienz η zu einem Minuswert wird, es sein, dass der Regenerationsvorgang nicht in einem derartigen Zustand ausgeführt wird, und folglich muss der Regenerationsvorgang durch den vorbestimmten Modus ausgeführt werden. Darüber hinaus haben das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen das Kraftzirkulationsverhältnis δ und die Gesamtübertragungseffizienz η eine vorbestimmte entsprechende Beziehung, und das Kraftzirkulationsverhältnis δ oder die Gesamtübertragungseffizienz η wird aus dem Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen bestimmt. Aus diesem Grund kann beispielsweise, wenn das Verhältnis γ an Übersetzungsverhältnissen ein Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, der vorbestimmte Modus festgelegt werden. Alternativ kann der vorbestimmte Modus auf der Basis der Übertragungseffizienz wie beispielweise der Gesamtübertragungseffizienz η festgelegt werden.
Des Weiteren ist es möglich, den Umstand, ob der vorbestimmte Modus geschaltet wird, auf der Basis der Zeit zu bestimmen, die zum Schalten zu dem vorbestimmten Modus erforderlich ist, das heißt die Zeit, die für einen Übergang zu dem vorbestimmten Modus erforderlich ist. Wenn beispielsweise der Heraufschaltvorgang abgeschätzt wird, wird der Gangschaltzustand der gegenwärtigen Stufe und die Zwischenstufe gleichgesetzt, wie dies in 43 gezeigt ist. Somit ist es möglich, sofort den vorbestimmten Modus aus dem Heraufschaltbereitschaftszustand zu wählen.
Genauer gesagt ist die Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 gleich der Drehzahl N_B der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 in dem Heraufschaltbereitschaftszustand während des Verbrennungsmotorfahrvorgangs. Aus diesem Grund besteht ein Bedarf an einem Ausführen von drei Prozeduren (i) bis (iii), die nachstehend beschrieben sind, für den Übergang von dem Herunterschaltbereitschaftszustand zu dem vorbestimmten Modus. Im Gegensatz dazu ist lediglich die Prozedur (iii) für den Übergang von dem Heraufschaltbereitschaftszustand zu dem vorbestimmten Modus erforderlich.

(i) Die zweite Übertragungseinheit 30 gelangt in den neutralen Zustand.
(ii) Die Drehzahl N_B der Eingangswelle 17 der zweiten Übertragungseinheit 30 wird durch die Drehzahlsteuerung der elektrischen Drehmaschine 3 so gesetzt, dass sie gleich der Drehzahl N_A der Eingangswelle 6 der ersten Übertragungseinheit 20 ist.
(iii) Der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 wird durch den Arretiermechanismus 40 arretiert.

Somit ist es wünschenswert, aktiv den Regenerationsvorgang durch den vorbestimmten Modus in dem Heraufschaltbereitschaftszustand der Fahrzeugsantriebsvorrichtung 1-1 auszuführen. Darüber hinaus kann in dem Heraufschaltbereitschaftszustand der Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 eine Bereitschaftszeit verbracht werden, während der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 arretiert ist. Da der Regenerationsvorgang plötzlich ausgeführt wird, kann der Regenerationsvorgang zu 100% ausgeführt werden, wenn die Bereitschaftszeit verbracht wird, während der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 zuvor arretiert ist. Des Weiteren kann, wenn bestimmt wird, dass der Gangschaltvorgang ausgeführt werden muss, wenn eine Bereitschaftszeit verbracht wird, während der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus 10 arretiert ist, der Gangschaltvorgang ausgeführt werden, indem der Differenzialarretierzustand des Differenzialmechanismus 10 freigegeben wird.
Des Weiteren ist es in dem Herunterschaltbereitschaftszustand der Fahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 möglich, zu bestimmen, ob der Regenerationsvorgang durch den vorbestimmten Modus auf der Basis der Gesamtübertragungseffizienz η ausgeführt wird. In dem Regenerationsvorgang durch den vorbestimmten Modus tritt die Kraftzirkulation nicht auf. Aus diesem Grund ist der Verlust, der zwischen der elektrischen Drehmaschine 3 und dem antreibenden Rad 46 auftritt, lediglich der Verlust der ersten Übertragungseinheit 20. Somit wird die Gesamtübertragungseffizienz η zu 98% in dem Fall des abgewandelten Beispiels. Somit kann die Übertragungseffizienz in dem Regenerationsvorgang verbessert werden nach dem Übergang zu dem vorbestimmten Modus im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Regenerationsvorgang ohne Übergang zu dem vorbestimmten Modus ausgeführt wird. Außerdem besteht ein Bedarf an einem Sicherstellen einer gewissen Zeit für den Übergang zu dem vorbestimmten Modus. Somit ergibt sich ein Nachteil dahingehend, dass der Regenerationsvorgang nicht ausgeführt werden kann, während die Prozeduren (i) bis (iii) ausgeführt werden.
Aus diesem Grund kann ein Regenerationsverfahren mit einer günstigen Kraftstoffeffizienz ausgeführt werden durch Abschätzen der Kraftstoffeffizienz in sowohl dem Fall, bei dem der Regenerationsvorgang nach dem Übergang zu dem vorbestimmten Modus ausgeführt wird, als auch in dem Fall, bei dem der Regenerationsvorgang ohne den Übergang zu dem vorbestimmten Modus ausgeführt wird. Als die Parameter, die für die Bestimmung angewendet werden, können beispielsweise eine abgeschätzte Regenerationsmenge, ein Batterieaufladezustand, eine angeforderte Bremskraft, ein Fahrzeug oder ein Hindernis vor dem eigenen Fahrzeug, eine Verkehrssituation vor dem eigenen Fahrzeug, eine Fahrroute zu einem angestrebten Ziel und andere Umgebungsumstände von dem Fahrzeug 100 als Beispiel aufgeführt werden.
44 zeigt eine Darstellung eines Beispiels des Kraftzirkulationsverhältnisses δ und der Gesamtübertragungseffizienz η in dem Bereitschaftszustand jeder Gangschaltstufe des Fahrzeugs 100 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel. In dem Fahrzeug 100 gemäß dem ersten abgewandelten Beispiel ist es möglich, zu bestimmen, ob zu dem vorbestimmten Modus auf der Basis des Kraftzirkulationsverhältnisses δ oder der Gesamtübertragungseffizienz η geschaltet wird.
45 zeigt eine Darstellung des Kraftzirkulationsverhältnisses δ und der Gesamtübertragungseffizienz η in dem Bereitschaftszustand jeder Gangschaltstufe des Fahrzeugs 200 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel. In dem Fahrzeug 200 gemäß dem zweiten abgewandelten Beispiel ist es möglich, zu bestimmen, ob zu dem vorbestimmten Modus auf der Basis des Kraftzirkulationsverhältnisses δ oder der Gesamtübertragungseffizienz η geschaltet wird.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel und die abgewandelten Beispiele können anhand geeigneter Kombinationen ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1-1, 1-2, 1-3: Fahrzeugantriebsvorrichtung
1: Verbrennungsmotor
3: elektrische Drehmaschine
6: Eingangswelle
10, 60: Differenzialmechanismus
11: Sonnenrad
12: Ritzel
13: Hohlrad
14: Träger
17: Eingangswelle
19: Abgabewelle
20, 70, 110: erste Übertragungseinheit
30, 80, 120: zweite Übertragungseinheit
40: Arretiermechanismus
45: Antriebswelle
46: antreibendes Rad
50: ECU
100: Fahrzeug
γ: Verhältnis an Übersetzungsverhältnissen
δ: Kraftzirkulationsverhältnis
η: Gesamtübertragungseffizienz

Claims

Fahrzeugantriebsvorrichtung mit: einer elektrischen Drehmaschine; einer ersten Welle und einer zweiten Welle, die so aufgebaut sind, dass sie jeweils mit Antriebswellen verbunden sind; und einem Differenzialmechanismus, der so aufgebaut ist, dass er ein Drehbauteil, das mit der elektrischen Drehmaschine verbunden ist, ein Drehbauteil, das mit der ersten Welle verbunden ist, und ein Drehbauteil hat, das mit der zweiten Welle verbunden ist, wobei ein vorbestimmter Modus vorgesehen ist, bei dem eine Kraftübertragung durch die zweite Welle unterbrochen wird, ein Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus reguliert wird und die elektrische Drehmaschine und die Antriebswelle miteinander durch die erste Welle verbunden sind.
Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen Übertragungsmechanismus, der in sowohl der ersten Welle, als auch der zweiten Welle vorgesehen ist, wobei der vorbestimmte Modus zu dem Zeitpunkt festgelegt wird, bei dem ein Verhältnis zwischen einem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der ersten Welle und einem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der zweiten Welle ein Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist.
Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen Übertragungsmechanismus, der in sowohl der ersten Welle als auch der zweiten Welle vorgesehen ist, wobei der vorbestimmte Modus auf der Basis einer Übertragungseffizienz festgelegt wird, die aus einem Verhältnis zwischen einem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der ersten Welle und dem Übersetzungsverhältnis des Übertragungsmechanismus der zweiten Welle bestimmt wird.
Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Regenerationsvorgang durch die elektrische Drehmaschine in dem vorbestimmten Modus ausgeführt wird.
Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Modus zu dem Zeitpunkt festgelegt wird, bei dem das Fahrzeug rückwärts fährt.
Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 5, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor, der mit der ersten Welle verbunden ist, wobei zu dem Zeitpunkt, bei dem der Differenzialvorgang des Differenzialmechanismus reguliert wird, eine Drehrichtung einer Drehung, die von dem Verbrennungsmotor zu der Antriebswelle durch die erste Welle übertragen wird, zu einer Drehrichtung geschaltet wird, die bewirkt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die des Weiteren Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor, der mit der ersten Welle und der zweiten Welle durch eine Kupplung verbunden ist; wobei der vorbestimmte Modus zu dem Zeitpunkt festgelegt wird, bei dem ein Regenerationsvorgang durch die elektrische Drehmaschine bei freigegebener Kupplung ausgeführt wird, während das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors als eine Antriebsquelle bei eingerückter Kupplung fährt.