DE102004007026A1

DE102004007026A1 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102004007026A1
Application number: DE102004007026A
Authority: DE
Inventors: Takashi Ohta; Yuji Suzuki; Kazuchika Tashima; Keiichi Kaneshige; Hatsuki Morinaga
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2024-02-13
Also published as: KR100544400B1; KR20040073341A; JP2004248382A; US7174979B2; US20040168841A1; DE102004007026B4

Abstract

Es wird ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, welches eine Verbrennungsmaschine; einen Elektromotor, der koaxial zu einer rotierenden Welle der Verbrennungsmaschine angeordnet ist; einen Planetengetriebemechanismus, der koaxial zu der rotierenden Welle der Verbrennungsmaschine und der rotierenden Welle des Elektromotors angeordnet ist, wobei der Planetengetriebemechanismus ein Sonnenrad, ein Hohlrad, Planetenritzel und einen die Planetenritzel tragenden Träger aufweist; ein Getriebe, das eine Eingangswelle, an welche Kraft aus der Verbrennungsmaschine oder dem Elektromotor über den Planetengetriebemechanismus übertragen wird, und eine mit den Antriebsrädern verbundene Ausgangswelle aufweist; und eine Rotationsblockierungseinrichtung, welche in geeigneter Weise die Rotation eines Rotors des Elektromotors blockiert, aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug, das mit einer Verbrennungsmaschine und einem Elektromotor für den Antrieb des Fahrzeugs ausgestattet ist.

In den letzten Jahren wurde ein Hybridfahrzeug, welches sowohl mit einer Verbrennungsmaschine (hierin nachstehend als "Maschine" bezeichnet) und einem elektrischen Motor (hierin nachstehend als "Elektromotor" oder einfach als "Motor" bezeichnet) für den Antrieb eines Fahrzeugs entwickelt.

Insbesondere wurde ein Hybridfahrzeug entwickelt, welches so aufgebaut ist, daß ein Planetengetriebemechanismus, der die Umdrehungen einer Maschine und eines Elektromotors aufnehmen kann, zwischen der Maschine und dem Elektromotor und einem Getriebe angeordnet ist, wobei ein Drehmomentwandler weggelassen ist, so daß die Gesamtlänge des Getriebes reduziert werden kann (siehe JP-A-2002-118903 ), und ein Hybridfahrzeug, welches mit einem stufenlosen Getriebe (CVT) kombiniert ist, um eine Maschine und einen Motor effizient zu betreiben, und somit sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch das Fahrverhalten zu verbessern (siehe JP-A-2002-171601 ).

7 ist eine Ansicht, welche schematisch ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) des in JP-A-2002-118903 offenbarten Hybridfahrzeugs darstellt.

Gemäß Darstellung in 7 ist ein Planetengetriebemechanismus 2 an dem Eingang eines Kraftübertragungsmechanismus 1 angeordnet. Der Planetengetriebemechanismus ist ein Doppelritzeltyp, welcher ein Sonnenrad 21, ein Innenritzel 22, wel ches mit dem Sonnenrad 21 in Eingriff steht, ein Außenritzel 23, welches mit dem Innenritzel in Eingriff steht, ein Träger 24, welcher die Ritzel 22 und 23 trägt, und ein Ringrad bzw. Hohlrad 25 aufweist, welches mit dem Außenritzel 23 in Eingriff steht.

Das Sonnenrad 21 ist mit einer rotierenden Welle 3a einer Maschine 3 verbunden, und ein Rotor 41 eines Elektromotors 4 ist mit dem Träger 24 verbunden. Andererseits kann der Träger 24 mit einer Eingangswelle 61 eines CVT 6 als ein Getriebe über eine Trägerkupplung 51 verbunden sein, während das Hohlrad 25 mit der Eingangswelle 61 des CVT 6 über eine Hohlradkupplung 52 verbunden sein kann. Eine Hohlradbremse 53 ist zwischen einem Getriebegehäuse 11 und dem Hohlrad 25 angeordnet. Ferner ist das Getriebegehäuse 11 mit einem Stator 42 des Elektromotors so ausgestattet, daß der Stator 42 dem Rotor 41 gegenüberliegt.

Das CVT 6 weist eine mit der Eingangswelle 61 verbundene primäre Riemenscheibe 62 und eine sekundäre Riemenscheibe 64 auf, die mit der primären Riemenscheibe 62 über einen Riemen 63 verbunden ist. Eine Ausgangswelle 65 des CVT 6 ist mit der sekundären Riemenscheibe 64 verbunden. Es sei angemerkt, daß die primäre Riemenscheibe 62 eine verschiebbare Scheibe 62a und eine feste Scheibe 62b aufweist, und die sekundäre Riemenscheibe 64 eine verschiebbare Scheibe 64a und eine feste Scheibe 64b.

Ferner wird die Rotation der Ausgangswelle 65 an ein Differentialgetriebe 8 über ein fest auf der Ausgangswelle 65 installiertes Zahnrad 66, ein fest auf einer Vorgelegewelle 7 installiertes Vorgelegezahnrad 71, ein Vorgelegezahnrad 72 und ein Hohlrad 81 übertragen. Dieses treibt drehend linke und rechte Radachsen (Radantriebswellen) 9L und 9R über das Differentialgetriebe 8 an.

Die Trägerkupplung 51, Hohlradkupplung 52 und Hohlradbremse 53 sind hydraulische Reibungseingriffsvorrichtungen eines nassen Mehrfachscheibentyps, welcher durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung in Reibungseingriff gebracht wird, und durch hydraulisches Fluid, das von einer nicht dargestellten hydraulischen Steuerschaltung zugeführt wird, in Reibungseingriff gebracht wird. Wie es in Tabelle 1 dargestellt ist, werden verschiedene Kraftübertragungszustände, wie in der nomogrphischen Darstellung von 8 gezeigt, durch entsprechendes Einrücken und Ausrücken der Kupplungen 51 und 52 und der Bremse 53 erreicht.

Tabelle 1

Insbesondere in dem Falle, in welchem die Maschine 3 durch den Elektromotor 4 gestartet wird, ist nur die Hohlrad bremse 53 eingerückt, während die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 ausgerückt sind (siehe Tabelle 1(a)). Dann ermöglicht, wie es in 8a dargestellt ist, ein Betrieb des Elektromotors 4 bei einer ausreichenden Drehzahl den Start der Maschine 3. Bei dieser Gelegenheit ist die Rotationsrichtung des Motors 4 entgegengesetzt zu der der Maschine 3. Natürlich wird bei dieser Gelegenheit, da die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 ausgerückt sind, keine Kraft auf die Antriebsräder übertragen.

Auch in dem Falle, in welchem der Elektromotor 4 als ein Energiegenerator für den Zweck der Aufladung betrieben wird, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, ist nur die Hohlradbremse 53 eingerückt, während die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 ausgerückt sind (siehe Tabelle 1(b)). Dann funktioniert, wie es in 8b dargestellt ist, wenn die Maschine 3 den Elektromotor 4 dreht, der Elektromotor 4 als ein Energieerzeuger zum Erzeugen von Energie zur Aufladung. Auch bei dieser Gelegenheit ist die Rotationsrichtung des Motors 4 entgegengesetzt zu der der Maschine 3. Ferner wird natürlich keine Kraft auf die Antriebsräder übertragen.

In dem Falle, in welchem das Fahrzeug nur von dem Elektromotor 4 angetrieben wird, ist nur die Trägerkupplung 51 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 und die Hohlradbremse 53 ausgerückt sind (siehe Tabelle 1(c)). Dann wird unter der Annahme, daß keine Eingabe von der Maschine 3 kommt (d.h., das Sonnenrad 21 ist gestoppt), wie es durch eine dicke durchgezogene Linie in 8c dargestellt ist, wenn der Elektromotor 4 in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht wird, ein Vorwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen, und wie es durch eine unterbrochene Li nie in 8c dargestellt ist, wird, wenn der Elektromotor 4 in dieselbe Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht wird, ein Rückwärtsfahrdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen.

Andererseits sind in dem Falle, in welchem das Fahrzeug nur von der Maschine 3 angetrieben wird, die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Hohlradbremse 53 ausgerückt ist (siehe Tabelle 1(d)). Daher sind gemäß Darstellung in 8d das Sonnenrad 21, der Planetenträger 24, das Hohlrad 25 und die Eingangswelle 61 des CVT 6 direkt miteinander verbunden, d.h., sie werden eine Einheit miteinander bildend gedreht, und wenn nur die Maschine 3 betrieben wird, wird ein Vorwärtsantriebsmoment von der Maschine 3 in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen.

Ferner sind in dem Falle, in dem das Fahrzeug unter Verwendung sowohl der Maschine 3 als auch des Elektromotors 4 angetrieben wird, die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Hohlradbremse 53 wie vorstehend ausgerückt ist (siehe Tabelle (e)). Daher sind gemäß Darstellung in 8e das Sonnenrad 21, der Planetenträger 24, das Hohlrad 25 und die Eingangswelle 61 des CVT 6 direkt miteinander verbunden, d.h., sie werden eine Einheit miteinander bildend gedreht, und wenn die Maschine 3 und der Elektromotor 4 betrieben werden, wird ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von der Maschine 3 und dem Elektromotor 4 an das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen.

Ferner sind in dem Falle, in welchem Energie unter Verwendung des Elektromotors 4 erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Hohlradbremse 53 wie vorstehend ausgerückt ist (siehe Tabelle 1(f)). Daher sind gemäß Darstel lung in 8f das Sonnenrad 21, der Planetenträger 24, das Hohlrad 25 und die Eingangswelle 61 des CVT 6 direkt miteinander verbunden, d.h., sie werden eine Einheit miteinander bildend gedreht, und wenn der Elektromotor 4 als ein Energiegenerator betrieben wird, während die Maschine 3 betrieben wird, treibt ein Teil der Antriebskraft der Maschine 3 drehend den Elektromotor 4 als einen Energiegenerator an, und der Rest der Antriebskraft der Maschine 3 wird als ein Vorwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen.

Ferner wird in dem Falle, in welchem ein Anfahren unter Verwendung des Elektromotors 4 aufgrund geringer Batteriekapazität vermieden werden soll, und in dem Falle, in welchem das Drehmoment aus der Maschine 3 gesteigert werden soll, z.B. bei extrem langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit/Hochlastanfahren (Anfahren auf einer steil ansteigenden Straße) die Hohlradbremse 53 ausgerückt, die Hohlradkupplung 52 eingerückt, und die Trägerkupplung 51 ausgerückt gehalten, nachdem die Maschine 3 gestartet ist (siehe Tabelle 1(g)). Wie es durch eine unterbrochene Linie in 8g dargestellt wird, dient, wenn Kraft unter Verwendung des Elektromotors 4 erzeugt wird, die an den Elektromotor 4 angelegte Kraft als eine reaktive Kraft für das Maschinendrehmoment, um das Maschinendrehmoment zu steigern, so daß der Elektromotor 4 und die Maschine 3 so gesteuert werden, daß das Hohlrad 25 vorwärts gedreht wird, und demzufolge das Fahrzeug angefahren werden kann.

Wenn die Trägerkupplung 51 in diesem Zustand allmählich eingerückt wird, kann der Fahrzeugfahrzustand in einen normalen Fahrzustand umgeschaltet werden, d.h., in einen Fahrzustand, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben wird (siehe 8d), einen Fahrzustand, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung sowohl der Maschine 3 als auch des Elektromotors 4 angetrieben wird (siehe 8e) oder in einen Fahrzustand, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben wird, während Energie von dem Elektromotor 4 (siehe 8f) gemäß Darstellung durch eine durchgezogene Linie in 8g erzeugt wird.

Wenn Regenerativbremsbedingungen (z.B. ein Fahrpedal ist nicht betätigt, oder eine Bremse ist betätigt) erfüllt sind, wenn das Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit (nur unter Verwendung des Elektromotors 4) fährt, ist die Trägerkupplung 51 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 und die Hohlradbremse 53 ausgerückt sind (siehe Tabelle 1(h)). Dann wird der Elektromotor 4 für die Erzeugung von Energie betrieben, und das CVT 6 wird auf eine niedrige Übersetzung eingestellt, so daß gemäß Darstellung in 8h die Rotation der Eingangswelle 61 des CVT 6 auf den Rotor 41 des Elektromotors 4 über den Planetengetriebemechanismus 2 übertragen wird, und eine regenerative Bremsung so ausgeführt wird, daß Fahrenergie in Energie erzeugende Kraft umgewandelt wird (Kraft, welche den Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie antreibt).

Ferner sind, wenn Regenerativbremsbedingungen (beispielsweise ein Fahrpedal nicht betätigt ist, oder eine Bremse betätigt ist) erfüllt sind, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit fährt (nur unter Verwendung des der Maschine 3 oder unter Verwendung der Maschine 3 und des Elektromotors 4) fährt, die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Hohlradbremse 53 ausgerückt ist (siehe Tabelle 1(i)). Dann wird der Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie betrieben, und das CVT 6 auf eine niedrige Übersetzung so eingestellt, daß die Maschinenabgabeleistung verringert werden kann, so daß, wie es in 8i dargestellt ist, die Umdrehung der Maschine 3 und die Ro tation der Eingangswelle 61 des CVT 6 auf den Rotor 41 des Elektromotors 4 über den Planetengetriebemechanismus 2 übertragen werden, und eine regenerative Bremsung in einer solchen Weise ausgeführt wird, daß die Maschinen-Umdrehungsenergie und die Fahrenergie in eine Kraft erzeugende Energie umgewandelt werden, (Kraft, welche den Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie antreibt).

Ferner wird in dem Falle, in dem das Fahrzeug rückwärts unter Verwendung einer Ausgangskraft aus der Maschine 3 bewegt wird, die Trägerkupplung 51 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 ausgerückt ist, und ferner wird die ausgerückte Hohlradbremse 53 in einen Reibungseingriffszustand (siehe Tabelle 1(j)) gebracht. Wenn die Hohlradbremse 53 im Reibungseingriff steht, und das CVT 6 so gesteuert wird, daß der Planetenträger 24 in der entgegengesetzten Richtung dreht, wird der Fahrzustand von einem durch eine unterbrochene Linie in 8j dargestellten Zustand in einen durch eine durchgezogene Linie in 8j dargestellten Zustand verändert, und der Planetenträger 24 wird drehend in der entgegengesetzten Richtung durch die Maschinenumdrehung angetrieben, um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen.

Gemäß den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Techniken ist jedoch der Rotor 41 des Motors 4 im wesentlichen so konfiguriert, daß er sich konstant dreht, selbst wenn der Elektromotor 4 nicht betrieben wird. Dieses bewirkt Energieverlust und es kann Wärme in dem Motor 4 erzeugt werden und periphere Teile beeinträchtigen. Ferner ist aufgrund der Wirkung der gegenelektromotorischen Kraft, wenn der Motor 4 geregelt wird, die für die Regelung des Motors 4 benötigte Batteriespannung um so höher, je höher die Motordrehzahl ist.

In den letzten Jahren wurde eine Hochspannungsbatterie für ein Hybridfahrzeug entwickelt, wobei jedoch zum Erreichen einer ausreichend hohen Batteriespannung mehrere Batterien in Reihe geschaltet werden müssen. Dieses erhöht die Fahrzeugkosten und erfordert die Ergreifung von Maßnahmen zur Beherrschung hoher Spannungen.

Natürlich ist, wenn das Fahrzeug hauptsächlich für einen Antrieb mittels des Elektromotors 4 konfiguriert wird, dementsprechend eine hohe Batteriekapazität erforderlich, welche unvermeidlich Fahrzeuggewicht und Kosten erhöht, wobei aber, wenn das Fahrzeug für einen Betrieb hauptsächlich mittels der Maschine 3 und ergänzender Verwendung des Elektromotors 4 konfiguriert wird, eine niedrigere Batteriekapazität ausreicht. In diesem Falle wird es bevorzugt, daß der Elektromotor 4 angehalten wird, wenn er nicht benötigt wird, und bei einer so niedrigen Drehzahl wie möglich betrieben wird.

Es ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welches in der Lage ist, den Elektromotor anzuhalten, falls er nicht benötigt wird, und welches den Elektromotor bei so niedriger Drehzahl wie möglich betreiben kann.

Diese Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.

Insbesondere wird zur Lösung der vorstehenden Aufgabe ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, welches aufweist: eine Verbrennungsmaschine; einen Elektromotor, der koaxial zu einer rotierenden (bzw. Rotations-) Welle des Verbrennungsmaschine angeordnet ist; einen Planetengetriebemechanismus, der koaxial zu der rotierenden Welle des Verbrennungsmaschine und der rotierenden Welle des Elektromotors angeordnet ist, wobei der Planetengetriebemechanismus ein Sonnenrad, ein Hohlrad, Planetenritzel, und einen die Planetenritzel tragenden Träger aufweist; ein Getriebe, das eine Eingangswelle aufweist, an welche Kraft von dem Verbrennungsmaschine und dem Elektromo tor über den Planetengetriebemechanismus übertragen wird, und eine mit Antriebsrädern verbundene Ausgangswelle; und eine Rotationsblockierungseinrichtung, welche in geeigneter Weise die Rotation eines Rotors des Elektromotors blockiert.

Die Art dieser Erfindung, sowie weitere Aufgaben und Vorteile davon werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile durchgängig durch die Figuren bezeichnen. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Ansicht, welche schematisch ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2a bis 2j nomographische Darstellungen, welche Elemente eines Planetengetriebemechanismus in dem Antriebssystem des Hybridfahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform darstellen, in welchen 2a den Fall darstellt, in welchem eine Maschine gestartet wird, 2b den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, 2c den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von einem Motor angetrieben wird, 2d den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von einer Maschine angetrieben wird, 2e den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von der Maschine und dem Motor angetrieben wird, 2f den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, 2g den Fall darstellt, in welchem eine Steigerung des Maschinendrehmoments erforderlich ist, 2h den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei langsamer Abbremsung ausgeführt wird, 2i den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei schneller Abbremsung ausgeführt wird, und 2j den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug durch die Maschine zurück bewegt wird;
3 eine Ansicht, welche schematisch ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) eines Hybridfahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
4a bis 4j nomographische Darstellungen, welche Elemente eines Planetengetriebemechanismus in dem Antriebssystem des Hybridfahrzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform darstellen, in welchen 4a den Fall darstellt, in welchem eine Maschine gestartet wird, 4b den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, 4c den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von einem Motor angetrieben wird, 4d den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von der Maschine angetrieben wird, 4e den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von der Maschine und dem Motor angetrieben wird, 4f den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, 4g den Fall darstellt, in welchem eine Steigerung des Maschinendrehmoments erforderlich ist, 4h den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei langsamer Abbremsung ausgeführt wird, 4i den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei schneller Abbremsung ausgeführt wird, und 4j den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug durch die Maschine zurück bewegt wird;
5 eine Ansicht, welche schematisch ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) eines Hybridfahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6a bis 6j nomographische Darstellungen, welche Elemente eines Planetengetriebemechanismus in dem Antriebssystem des Hybridfahrzeugs gemäß der dritten Ausführungsform darstellen, in welchen 6a den Fall darstellt, in welchem eine Maschine gestartet wird, 6b den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, 6c den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von einem Motor angetrieben wird, 6d den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von der Maschine angetrieben wird, 6e den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von der Maschine und dem Motor angetrieben wird, 6f den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, 6g den Fall darstellt, in welchem eine Steigerung des Maschinendrehmoments erforderlich ist, 6h den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei langsamer Abbremsung ausgeführt wird, 6i den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei schneller Abbremsung ausgeführt wird, und 6j den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug durch die Maschine zurück bewegt wird;
7 eine Ansicht, welche schematisch ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) eines Hybridfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik darstellt;
8a bis 8j nomographische Darstellungen, welche Elemente eines Planetengetriebemechanismus in dem Antriebssystem des Hybridfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik darstellen, in welchen 8a den Fall darstellt, in welchem eine Maschine gestartet wird, 8b den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, 8c den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von einem Motor angetrieben wird, 8d den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von der Maschine angetrieben wird, 8e den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug von der Maschine und dem Motor angetrieben wird, 8f den Fall darstellt, in welchem Energie erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, 8g den Fall darstellt, in welchem eine Steigerung des Maschinendrehmoments erforderlich ist, 8h den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei langsamer Abbremsung ausgeführt wird, 8i den Fall darstellt, in welchem eine Regenerativbremsung bei schneller Abbremsung ausgeführt wird, und 8j den Fall darstellt, in welchem das Fahrzeug durch die Maschine zurück bewegt wird; Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche bevorzugte Ausführungsformen davon darstellen.
Zuerst wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 und 2 sind Ansichten, welche ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform darstellen, in welchen in 1 ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) des Hybridfahrzeugs dargestellt ist, und 2 eine nomographische Darstellung ist, welche Elemente eines Planetengetriebemechanismus in dem Antriebssystem darstellt. Es sei angemerkt, daß in 1 dieselben Bezugszeichen wie in 7 Elemente und Teile ähnlich oder entsprechend den in 7 dargestellten bezeichnen.
Das Antriebssystem des Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, daß, wie es in 1 dargestellt ist, eine Motorbremse (eine zweite Rotationsverhinderungsvorrichtung) 54 den Komponententeilen des Hybridfahrzeugs gemäß der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Technik (siehe 7) hinzugefügt ist.
Insbesondere ist ein Planetengetriebemechanismus 2A an der Eingangsseite eines Kraftübertragungsmechanismus 1 vorgesehen. Der Planetengetriebemechanismus 2A ist ein Doppelritzeltyp, welcher ein Sonnenrad 21, ein Innenritzel 22, welches mit dem Sonnenrad 21 in Eingriff steht, ein Außenritzel 23, welches mit dem Innenritzel in Eingriff steht, ein (auch als "Träger" bezeichneter) Planetenträger 24, welcher die Ritzel 22 und 23 trägt, und ein Hohlrad 25 aufweist, welches mit dem Außenritzel 23 in Eingriff steht.
Das Sonnenrad 21 ist mit einer rotierenden Welle 3a einer Maschine (Verbrennungsmaschine) 3 verbunden, und ein Rotor 41 eines elektrischen Motors 4 (hierin nachstehend als "Elektromotor" oder einfach als "Motor" bezeichnet) ist mit dem Träger 24 verbunden. Andererseits kann der Träger 24 mit einer Eingangswelle 61 eines CVT 6 als einem Getriebe über eine Trägerkupplung 51 (eine erste einrückende/ausrückende Vorrichtung) verbunden sein, während das Hohlrad 25 mit der Eingangswelle 61 des CVT 6 über eine Hohlradkupplung 52 (eine zweite einrückende/ausrückende Vorrichtung) verbunden sein kann. Eine Hohlradbremse 53 (eine erste Rotationsverhinderungsvorrichtung) ist zwischen einem Getriebegehäuse 11 und dem Hohlrad 25 angeordnet. Ferner ist das Getriebegehäuse 11 mit einem Stator 42 des Elektromotors 4 so versehen, daß der Stator 42 dem Rotor 41 gegenüberliegt.
Die Motorbremse 54 ist zwischen dem Rotor 41 des Elektromotors 4 und dem Getriebegehäuse 11 angeordnet.
Das CVT 6 weist eine mit der Eingangswelle 61 verbundene primäre Riemenscheibe 62 und eine mit der primären Riemenscheibe 62 über einen Riemen 63 verbundene sekundäre Riemenscheibe 64 auf. Eine Ausgangswelle 65 des CVT 6 ist mit der sekundären Riemenscheibe 64 verbunden. Es sei angemerkt, daß die primäre Riemenscheibe 62 eine verschiebbare Scheibe 62a und eine feste Scheibe 62b enthält, und die sekundäre Riemenscheibe 64 eine verschiebbare Scheibe 64a und eine feste Scheibe 64b.
Ferner wird die Rotation der Ausgangswelle 65 an ein Differentialgetriebe 8 über ein fest auf der Ausgangswelle 65 installiertes Zahnrad 66, ein fest auf einer Vorgelegewelle 7 installiertes Vorgelegezahnrad 71 und ein Hohlrad 81 übertragen. Dieses treibt drehend linke und rechte Räder (Radantriebswellen) 9L und 9R über das Differentialgetriebe 8 an.
Die Trägerkupplung 51, Hohlradkupplung 52 und Hohlradbremse 53 sind hydraulische Reibungseingriffsvorrichtungen eines nassen Mehrfachscheibentyps, welcher durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung in Reibungseingriff gebracht wird, und durch hydraulisches Fluid, das von einer nicht dargestellten hydraulischen Steuerschaltung zugeführt wird, in Reibungseingriff gebracht wird. Gemäß Darstellung in Tabelle 2 werden die Kupplungen 51, 52 und die Bremse 53 entsprechend eingerückt und ausgerückt, um verschiedene Kraftübertragungszustände zu realisieren, wie sie in der nomographischen Darstellung von 2 gezeigt sind.
TABELLE 2
Die vorliegende Erfindung nimmt den Fall an, in welchem die Kupplungen 51 und 52 und die Bremsen 53 und 54 in derselben Weise wie bei der herkömmlichen Technik (siehe Tabelle 1 und 8), und den Fall, im welchen die die Kupplungen 51 und 52 und die Bremsen 53 und 54 unterschiedlich zu der her kömmlichen Technik gesteuert werden (siehe Tabelle 1 und 8).
Insbesondere in dem Falle, in welchem die Maschine 3 durch den Elektromotor 4 gestartet wird, ist nur die Hohlradbremse 53 eingerückt, während die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 wie in der herkömmlichen Technik ausgerückt sind und natürlich auch die Motorbremse 54 ausgerückt ist (siehe Tabelle 2(a)). Dann ermöglicht, wie es in 2a dargestellt ist, ein Betrieb des Elektromotors 4 bei einer ausreichenden Drehzahl den Start der Maschine 3. Bei dieser Gelegenheit ist die Rotationsrichtung des Motors 4 entgegengesetzt zu der der Maschine 3. Natürlich wird bei dieser Gelegenheit, da die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 ausgerückt sind, keine Kraft auf die Antriebsräder übertragen.
Auch in dem Falle, in welchem der Elektromotor 4 als ein Energiegenerator für den Zweck der Aufladung betrieben wird, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, ist nur die Hohlradbremse 53 eingerückt, während die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52, wie im Stand der Technik, ausgerückt sind (siehe Tabelle 2(b)), und natürlich auch die Motorbremse 54 ausgerückt ist. Dann funktioniert, wie es in 2b dargestellt ist, wenn die Maschine 3 den Elektromotor 4 dreht, der Elektromotor 4 als ein Energieerzeuger zum Erzeugen von Energie zur Aufladung. Bei dieser Gelegenheit ist die Rotationsrichtung des Motors 4 entgegengesetzt zu der der Maschine 3 wie vorstehend. Ferner wird natürlich keine Kraft auf die Antriebsräder übertragen.
Ferner ist in dem Falle, in welchem das Fahrzeug nur von dem Elektromotor 4 angetrieben wird, nur die Trägerkupplung 51 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 und die Hohlradbremse 53 wie in der herkömmlichen Technik ausgerückt sind (siehe Tabelle 2(c)), und natürlich ist auch die Motorbremse 54 ausgerückt. Dann wird unter der Annahme, daß keine Eingabe von der Maschine 3 (d.h., das Sonnenrad 21 ist gestoppt) vorliegt, wie es durch eine dicke durchgezogene Linie in 2c dargestellt wird, wenn der Elektromotor 4 in der entgegengesetzten Richtung zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht wird, ein Vorwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen, und wie es durch eine unterbrochene Linie in 2c dargestellt wird, wird, wenn der Elektromotor 4 in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht wird, ein Rückwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen. Dieser Modus, in welchem das Fahrzeug nur durch den Elektromotor 4 angetrieben wird, wird ausgeführt, wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt.
Andererseits sind in dem Falle, in welchem das Fahrzeug nur durch die Maschine 3 angetrieben wird, die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Hohlradbremse 53 ausgerückt ist (siehe Tabelle 2(d)). Daher sind, wie es in 2d dargestellt ist, das Sonnenrad 21, der Planetenträger 24, das Hohlrad 25 und die Eingangswelle 61 des CVT 6 direkt miteinander verbunden, d.h., werden eine Einheit miteinander bildend gedreht, und es wird, wenn nur die Maschine 3 betrieben wird, ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von der Maschine 3 in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen. Bei dieser Gelegenheit wird der Rotor 41 des Motors 4 von der Motorbremse 54 gestoppt.
Bei dieser Gelegenheit ist das Verhältnis der Rotationsdrehzahl des Sonnenrades 21 und des Hohlrades 25 (d.h., das Verhältnis der Rotationsdrehzahl der Ausgangswelle 3a der Maschine 3 und der CVT Eingangswelle 61) gleich 1: (kleiner als 1), wie es in 2d dargestellt ist.
Ferner wird der vorstehend beschriebene Modus, in welchem das Fahrzeug nur von der Maschine 3 angetrieben wird, ausgeführt, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit fährt, oder wenn das Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit in dem Falle fährt, in welchem die Restkapazität einer nicht dargestellten Batterie als eine Energieversorgung für den Elektromotor 4 gleich oder kleiner als ein Bezugswert ist.
Ferner wird in dem Falle, in welchem das Fahrzeug sowohl unter Verwendung der Maschine 3 als auch des Elektromotors 4 angetrieben wird, die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Trägerkupplung 51 und die Hohlradbremse 52 im Unterschied zur herkömmlichen Technik ausgerückt wird, und natürlich auch die Motorbremse 54 ausgerückt ist (siehe Tabelle 2(e)). Dann wird die Maschine 3 betrieben, und der Motor 4 in der zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 entgegengesetzten Richtung und bei einer relativ niedrigen Drehzahl im Vergleich zu der Maschine 3 angetrieben, so daß, wie es in 2e dargestellt ist, das Hohlrad 25 drehend vorwärts angetrieben wird, und das Drehmoment der Maschine 3 und des Elektromotors 4 als ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von dem Hohlrad 25 in das CVT 6 eingegeben wird, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen. Dieser Modus, in welchem das Fahrzeug sowohl von der Maschine 3 als auch dem Elektromotor 4 angetrieben wird, wird ausgeführt, wenn das Fahrzeug angefahren wird, und wenn das Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit und mit einer daran angelegten hohen Belastung gefahren wird.
Ferner werden in dem Falle, in welchem Energie unter Verwendung des Elektromotors 4 erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Hohlradbremse 53 ausgerückt wird, wie in dem Falle bei der herkömmlichen Technik, und natürlich auch die Motorbremse 54 ausgerückt wird (siehe Tabelle 2(f)). Demzufolge sind, wie es in 2f dargestellt ist, das Sonnenrad 21, der Planetenträger 24, das Hohlrad 25 und die Eingangswelle 61 des CVT 6 direkt miteinander verbunden, d.h., sie werden eine Einheit miteinander bildend gedreht, und wenn der Elektromotor 4 als ein Energiegenerator betrieben wird, während die Maschine 3 betrieben wird, treibt ein Teil der Antriebskraft der Maschine 3 drehend den Elektromotor 4 als einen Energiegenerator an, und der Rest der Antriebskraft der Maschine 3 wird als ein Vorwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen.
Ferner wird in dem Falle, in welchem ein Anfahren unter Verwendung des Elektromotors 4 aufgrund geringer Batteriekapazität vermieden werden soll, und in dem Falle, in welchem das Drehmoment aus der Maschine 3 gesteigert werden soll, z.B. bei extrem langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit/Hochlastanfahren (Anfahren auf einer steil ansteigenden Straße) die Hohlradbremse 53 ausgerückt, die Hohlradkupplung 52 eingerückt, und die Motorbremse 54 wird ausgerückt gehalten (siehe Tabelle 2(g)), nachdem die Maschine 3 gestartet ist (die Hohlradbremse 53 ist eingerückt, während die Trägerkupplung 51, die Hohlradkupplung 52 und die Motorbremse 54 ausgerückt sind; siehe Tabelle 2(a) und 2a). Wie es durch eine unterbrochene Linie in 2g dargestellt wird, kann, wenn Kraft unter Verwendung des Elektromotors 4 erzeugt wird, nachdem die Drehzahl der Maschine auf eine so hohe Drehzahl erhöht ist, daß die Abgabe eines großen Maschinendrehmoment ermöglicht ist, das Fahrzeug mit einem größeren Maschinendrehmoment als normal angefahren werden kann.
Dann kann, wenn die Motorbremse 54 allmählich zu einem Zeitpunkt eingerückt wird, an dem die Rotationsdrehzahl des Rotors 41 des Elektromotors angenähert 0 wird, das Fahrzeug in einen normalen Fahrzustand gebracht werden, d.h., in einen Fahrzustand, in welchem das Fahrzeug von der Maschine 3 angetrieben wird (siehe 8f), wie es durch eine durchgezogene Linie in 2g dargestellt wird, wenn die Motorbremse 54 vollständig eingerückt ist.
Ferner werden, wenn Regenerativbremsbedingungen bei langsamem Abbremsen vorliegen (z.B. ein Fahrpedal nicht betätigt ist), wenn das Fahrzeug nur von der Maschine 3 angetrieben wird, wobei die Hohlradkupplung 52 und die Motorbremse 54 eingerückt, und die Trägerkupplung 51 und die Hohlradbremse 53 ausgerückt sind, die Motorbremse 54 ausgerückt, die Hohlradkupplung 52 eingerückt gehalten und die Trägerkupplung 51 und die Hohlradbremse 53 ausgerückt gehalten (siehe Tabelle 2(h)). Dann wird der Elektromotor 4 zur Erzeugung von Energie veranlaßt, und das CVT 6 auf eine niedrige Übersetzung eingestellt, um die Maschinenleistungsabgabe zu verringern. Demzufolge wird gemäß Darstellung in 2h die Drehung der Eingangswelle 61 des CVT 6 auf dem Rotor 41 des Elektromotors 4 über den Planetengetriebemechanismus 2 (d.h., das Hohlrad 25, das Planetenritzel 23 und den Träger 24) übertragen, und eine langsame Regenerationsbremsung, die einer Maschinenbremse entspricht, wird so ausgeführt, daß Fahrenergie in Energie erzeugende Kraft umgewandelt wird (Kraft, welche den Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie angreift).
Ferner werden, wenn Regenerativbremsbedingungen bei schnellem Abbremsen vorliegen (eine Bremse ist beispielsweise betätigt), wenn das Fahrzeug nur von der Maschine 3 angetrieben wird (wobei die Hohlradkupplung 52 und die Motorbremse 54 eingerückt sind und die Trägerkupplung 51 und die Hohlradbremse 53 ausgerückt sind) die Motorbremse 4 ausgerückt, die Hohlradkupplung 52 eingerückt gehalten und die Trägerkupplung 51 und die Hohlradbremse 53 ausgerückt gehalten (siehe Tabel le 2(i)). Auch bei dieser Gelegenheit wird der Elektromotor 4 zur Erzeugung von Energie veranlaßt und das CVT 6 auf eine niedrigere Übersetzung gesteuert, um die Maschinenleistungsabgabe zu verringern. Dann werden zu einem Zeitpunkt, an dem der Träger 24 und das Hohlrad 25 zu einer Rotation bei derselben Drehzahl kommen, die Trägerkupplung 51 eingerückt, und die Hohlradkupplung 52 ausgerückt (siehe Tabelle 2(i)). Demzufolge wird, wie es in 2i dargestellt ist, die Rotation der Eingangswelle 61 des CVT 6 auf den Rotor 41 des Elektromotors 4 über den Planetengetriebemechanismus 2 (d.h., das Hohlrad 25, das Planetenritzel 23 und den Träger 24) so übertragen, daß Fahrenergie schnell in Kraft erzeugende Energie umgewandelt wird (Kraft die den Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie antreibt), um eine größere regenerative Bremskraft als die Bremskraft der Maschinenbremse zu erzeugen. Bei dieser Gelegenheit trägt nur die von dem Motor 4 erzeugte Bremskraft zu der Abbremsung der Fahrzeugkarosserie bei, und die von der Maschinenbremse erzeugte Bremskraft trägt nicht zu der Abbremsung der Fahrzeugkarosserie bei.
Ferner wird in dem Falle, in dem das Fahrzeug rückwärts unter Verwendung einer Ausgangskraft aus der Maschine 3 bewegt wird, die Trägerkupplung 51 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 ausgerückt ist, und ferner wird die ausgerückte Hohlradbremse 53 in einen Reibungseingriffszustand (siehe Tabelle 2(j)) gebracht. Wenn die Hohlradbremse 53 im Reibungseingriff steht, und die Bremskraft der Hohlradbremse 53 so gesteuert wird, daß der Planetenträger 24 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wird der Fahrzustand von einem durch eine unterbrochene Linie in 2j dargestellten Zustand in einen durch eine durchgezogene Linie in 2j dargestellten Zustand verändert, und der Planetenträger 24 wird drehend in der entgegengesetzten Richtung durch die Ma schinenumdrehung angetrieben, um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen.
In dem Hybridfahrzeug gemäß der wie vorstehend aufgebauten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 ohne Verwendung des Motors 4 angetrieben wird (siehe Tabelle 2(d) und 2d) der Rotor 41 des Motors 4 gestoppt, um eine unnötige Motorrotation zu verhindern und einen Energieverlust und eine Motorerwärmung zu unterdrücken. Dieses verhindert die Auswirkung von Wärme auf Teile um den Motor 4 herum.
Ferner wird, wenn das Fahrzeug bei einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit fährt, das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben, und wenn das Fahrzeug bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fährt, das Fahrzeug unter Verwendung des Motors 4 angetrieben, und somit kann die Betriebsdrehzahl des Motors 4 leicht reduziert werden, und die für eine Batterie zum Steuern der Rotation des Motors 4 erforderliche Spannung kann reduziert werden. Daher darf die Spannung der Batterie für die Steuerung der Rotation des Motors 4 niedrig sein, und somit können Batteriekosten und Gewicht reduziert werden, was zu einer Reduzierung des Fahrzeuggewichts und der Kosten führt. Daher kann die praktische Leistung des Hybridfahrzeugs verbessert werden.
Anschließend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 und 4 sind Ansichten, welche ein Hybridfahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform darstellen, in welchen 3 ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) des Hybridfahrzeugs darstellt, und 4 eine nomographische Darstellung ist, welche Elemente eines Planetengetriebemechanismus in dem Antriebssystem darstellt. Es sei angemerkt, daß in 3 dieselben Bezugszeichen wie in 1 und 7 Elemente und Teile ähnlich oder entsprechend den in 1 und 7 dargestellten bezeichnen.
Während der Planetengetriebemechanismus 2A (siehe 1) gemäß der ersten Ausführungsform ein Doppelritzeltyp ist, ist ein Planetengetriebemechanismus 2B in dem Antriebssystem des Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Einzelritzeltyp gemäß Darstellung in 3. Die Rotationsbeziehung zwischen einem Sonnenrad, einem Träger und einem Hohlrad des Einzelritzeltyps unterscheidet sich von dem des Doppelritzeltyps, und daher ist in der vorliegenden Ausführungsform der Elektromotor an dem Hohlrad befestigt.
Insbesondere ist der Planetengetriebemechanismus 2B des Einzelritzeltyps an dem Eingang eines Getriebes 6 vorgesehen. Der Planetengetriebemechanismus 2B weist ein Sonnenrad 21, ein Ritzel 28, das mit dem Sonnenrad 21 im Eingriff steht, einen Träger 27, welcher das Ritzel 28 trägt, und ein Hohlrad 25, welches mit dem Ritzel 28 in Eingriff steht, auf.
Das Sonnenrad 21 ist mit einer rotierenden Welle 3a einer Maschine (Verbrennungsmaschine) 3 verbunden, und ein Rotor 41 eines elektrischen Motors 4 (hierin nachstehend als "Elektromotor" oder einfach als "Motor" bezeichnet) ist mit dem Hohlrad 25 verbunden. Andererseits kann der Träger 27 mit einer Eingangswelle 61 eines CVT 6 über eine Trägerkupplung 51 (eine erste einrückende/ausrückende Vorrichtung) verbunden sein, während das Hohlrad 25 mit der Eingangswelle 61 des CVT 6 über eine Hohlradkupplung 52 (eine zweite einrückende/ausrückende Vorrichtung) verbunden sein kann. Eine Trägerbremse 55 (eine erste Rotationsverhinderungsvorrichtung) ist zwischen einem Getriebegehäuse 11 und dem Träger 27 angeordnet. Ferner ist das Getriebegehäuse 11 mit einem Stator 42 des Elektromotors so versehen, daß der Stator 42 dem Rotor 41 gegenüberliegt.
Eine Motorbremse 54 (eine zweite Rotationsverhinderungsvorrichtung) ist zwischen dem Rotor 41 des Elektromotors 4 und dem Getriebegehäuse 11 angeordnet.
Wie in dem Falle bei der ersten Ausführungsform enthält das CVT 6 eine Eingangswelle 61, eine primäre Riemenscheibe 62, einen Riemen 63, eine sekundäre Riemenscheibe 64 und eine Ausgangswelle 65. Die primäre Riemenscheibe 62 enthält eine bewegliche Scheibe 62a und eine feste Scheibe 62b und die sekundäre Riemenscheibe 64 enthält eine bewegliche Scheibe 64a und eine feste Scheibe 64b. Ferner wird wie in dem Falle bei der ersten Ausführungsform die Drehung der Ausgangswelle 65 an ein Differentialgetriebe 8 über ein Zahnrad 66, Vorgelegezahnräder 71 und 72 und ein Hohlrad 81 so übertragen, daß linke und rechte Radachsen (Radantriebswellen) 9L und 9R rotierend angetrieben werden können.
Die Trägerkupplung 51, Hohlradkupplung 52 und Trägerbremse 55 sind hydraulische Reibungseingriffsvorrichtungen eines nassen Mehrfachscheibentyps, welcher durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung in Reibungseingriff gebracht wird, und durch hydraulisches Fluid, das von einer nicht dargestellten hydraulischen Steuerschaltung zugeführt wird, in Reibungseingriff gebracht wird. Gemäß Darstellung in Tabelle 3 werden die Kupplungen 51, 52 und die Bremsen 55 und 54 entsprechend eingerückt und ausgerückt, um verschiedene Kraftübertragungszustände zu realisieren, wie sie in der nomographischen Darstellung von 4 gezeigt sind.
TABELLE 3
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Planetengetriebemechanismus 2B der Einzelritzeltyp, in welchem der Motor 4 mit dem Hohlrad 25 verbunden ist, und der Träger 27 mit der Trägerbremse 55 versehen ist, womit dieselben Kraftübertragungszustände wie in der ersten Ausführungsform realisiert werden können, indem eine Steuerung bereitgestellt wird, welche sich teilweise von der in der ersten Ausführungsform bereitgestellten Steuerung unterscheidet.
Insbesondere in dem Falle, in welchem die Maschine 3 durch den Elektromotor 4 gestartet wird, ist nur die Trägerbremse 55 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 und die Motorbremse 54 ausgerückt sind (siehe Tabelle 3(a)). Dann ermöglicht, wie es in 4a dargestellt ist, ein Betrieb des Elektromotors 4 bei einer ausreichenden Drehzahl den Start der Maschine 3. Bei dieser Gelegenheit ist die Rotationsrichtung des Motors 4 entgegengesetzt zu der der Maschine 3. Natürlich wird bei dieser Gelegenheit, da die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 ausgerückt sind, keine Kraft auf die Antriebsräder übertragen.
Auch in dem Falle, in welchem der Elektromotor 4 als ein Energiegenerator für den Zweck der Aufladung betrieben wird, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, ist nur die Trägerbremse 55 eingerückt, während die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 ausgerückt sind (siehe Tabelle 3(b)). Dann funktioniert, wie es in 4b dargestellt ist, wenn die Maschine 3 den Elektromotor 4 dreht, der Elektromotor 4 als ein Energieerzeuger zum Erzeugen von Energie zur Aufladung. Bei dieser Gelegenheit ist die Rotationsrichtung des Motors 4 entgegengesetzt zu der der Maschine 3 wie vorstehend. Ferner wird natürlich, da die Hohlradkupplung 52 ausgerückt ist, keine Kraft auf die Antriebsräder übertragen.
Ferner ist in dem Falle, in welchem das Fahrzeug nur von dem Elektromotor 4 angetrieben wird, nur die Hohlradkupplung 51 eingerückt, während die Trägerkupplung 51, die Trägerbremse 55 und die Motorbremse 54 ausgerückt sind (siehe Tabelle 3(c)). Dann wird unter der Annahme, daß keine Eingabe von der Maschine 3 (d.h., das Sonnenrad 21 ist gestoppt) vorliegt, wie es durch eine dicke durchgezogene Linie in 4c dargestellt wird, wenn der Elektromotor 4 in der entgegengesetzten Richtung zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht wird, ein Vorwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen, und wie es durch eine unterbrochene Linie in 4c dargestellt wird, wird, wenn der Elektromotor 4 in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht wird, ein Rückwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen. Dieser Modus, in welchem das Fahrzeug nur unter Verwendung des Elektromotors 4 angetrieben wird, wird ausgeführt, wenn das Fahrzeug gestartet wird, rückwärts fährt oder mit niedriger Geschwindigkeit fährt.
Andererseits sind in dem Falle, in welchem das Fahrzeug nur durch die Maschine 3 angetrieben wird, die Trägerkupplung 52 und die Motorbremse 54 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 und die Trägerbremse 55 ausgerückt ist (siehe Tabelle 3(d)). Daher wird, wie es in 4d dargestellt ist, das Sonnenrad 21 mit der Umdrehung die Maschine 3 gedreht, und der Planetenträger 27 wird als Reaktion auf die Rotation des Sonnenrades 21 gedreht, um drehend die Eingangswelle 61 des CVT 6 anzutreiben, und es wird, wenn nur die Maschine 3 betrieben wird, ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von der Maschine 3 in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen. Bei dieser Gelegenheit wird der Rotor 41 des Motors 4 von der Motorbremse 54 gestoppt.
Bei dieser Gelegenheit ist das Verhältnis der Rotationsdrehzahl des Sonnenrades 21 und des Hohlrades 25 (d.h., das Verhältnis der Rotationsdrehzahl der Ausgangswelle 3a der Maschine 3 und der CVT Eingangswelle 61) gleich 1: (kleiner als 1), wie es in 4d dargestellt ist.
Ferner wird der vorstehend beschriebene Modus, in welchem das Fahrzeug nur von Maschine 3 angetrieben wird, ausgeführt, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit fährt, oder wenn das Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit in dem Falle fährt, in welchem die Restkapazität einer nicht dargestellten Batterie als eine Energieversorgung für den Elektromotor 4 gleich oder kleiner als ein Bezugswert ist.
Ferner wird in dem Falle, in welchem das Fahrzeug sowohl unter Verwendung der Maschine 3 als auch des Elektromotors 4 angetrieben wird, die Trägerkupplung 51 eingerückt, während die Hohlradkupplung 52 die Trägerbremse 55 und die Motorbremse 54 ausgerückt wird (siehe Tabelle 3(e)). Dann wird die Maschine 3 betrieben, und der Motor 4 in der zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 entgegengesetzten Richtung und bei einer relativ niedrigen Drehzahl im Vergleich zu der Maschine 3 angetrieben, so daß, wie es in 4e dargestellt ist, der Planetenträger 27 drehend vorwärts angetrieben wird, und das Drehmoment der Maschine 3 und des Elektromotors 4 als ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von dem Planetenträger 27 in das CVT 6 eingegeben wird, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen. Dieser Modus, in welchem das Fahrzeug sowohl von der Maschine 3 als auch dem Elektromotor 4 angetrieben wird, wird ausgeführt, wenn das Fahrzeug angefahren wird, und wenn das Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit gefahren wird.
Ferner werden in dem Falle, in welchem Energie unter Verwendung des Elektromotors 4 erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, die Trägerkupplung 51 und die Hohlradkupplung 52 eingerückt, während die Hohlradbremse 53 und die Motorbremse 54 ausgerückt werden (siehe Tabelle 3(f)). Demzufolge sind, wie es in 4f dargestellt ist, das Sonnenrad 21, der Planetenträger 27, das Hohlrad 25 und die Eingangswelle 61 des CVT 6 direkt miteinander verbunden, d.h., sie werden eine Einheit miteinander bildend gedreht, und wenn der Elektromotor 4 als ein Energiegenerator betrieben wird, während die Maschine 3 betrieben wird, treibt ein Teil der Antriebskraft der Maschine 3 drehend den Elektromotor 4 als einen Energiegenerator an, und der Rest der Antriebskraft der Maschine 3 wird als ein Vorwärtsantriebsdrehmoment in das CVT 6 eingegeben, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen.
Ferner wird in dem Falle, in welchem ein Anfahren unter Verwendung des Elektromotors 4 aufgrund geringer Batteriekapazität vermieden werden soll, und in dem Falle, in welchem das Drehmoment aus der Maschine 3 gesteigert werden soll, z.B. bei extrem langsamer Fahrzeuggeschwindigkeit/Hochlastanfahren (Anfahren auf einer steil ansteigenden Straße) die Trägerbremse 55 ausgerückt, die Trägerkupplung 51 eingerückt, und die Hohlradkupplung 52 und die Motorbremse 54 wird ausgerückt gehalten (siehe Tabelle 3(g)), nachdem die Maschine 3 gestartet ist (nur die Trägerbremse 55 ist eingerückt, während die Trägerkupplung 51, die Hohlradkupplung 52 und die Motorbremse 54 ausgerückt sind; siehe Tabelle 3(a) und 4a). Wie es durch eine unterbrochene Linie in 4g dargestellt wird, kann, wenn Kraft unter Verwendung des Elektromotors 4 erzeugt wird, nachdem die Drehzahl der Maschine auf eine so hohe Drehzahl erhöht ist, daß die Abgabe eines großen Maschinendrehmoment ermöglicht ist, das Fahrzeug mit einem größeren Maschinendrehmoment als normal angefahren werden.
Dann kann, wenn die Motorbremse 54 allmählich zu einem Zeitpunkt eingerückt wird, an dem die Rotationsdrehzahl des Rotors 41 des Elektromotors angenähert 0 wird, das Fahrzeug in einen normalen Fahrzustand gebracht werden, d.h., in einen Fahrzustand, in welchem das Fahrzeug von der Maschine 3 ange trieben wird (siehe 4d), wie es durch eine durchgezogene Linie in 4g dargestellt wird.
Ferner werden, wenn Regenerativbremsbedingungen bei langsamem Abbremsen vorliegen (z.B. ein Fahrpedal nicht betätigt ist), wenn das Fahrzeug nur von der Maschine 3 angetrieben wird, wobei die Trägerkupplung 51 und die Motorbremse 54 eingerückt, und die Hohlradkupplung 52 und die Trägerbremse 55 ausgerückt sind, die Motorbremse 54 ausgerückt, die Trägerkupplung 51 eingerückt gehalten und die Hohlradkupplung 52 und die Trägerbremse 55 ausgerückt gehalten (siehe Tabelle 3(h)). Dann wird der Elektromotor 4 zur Erzeugung von Energie veranlaßt, und das CVT 6 auf eine niedrige Übersetzung eingestellt, um die Maschinenleistungsabgabe zu verringern. Demzufolge wird gemäß Darstellung in 4h die Drehung der Eingangswelle 61 des CVT 6 auf den Rotor 41 des Elektromotors 4 über den Planetengetriebemechanismus 2 (d.h., das Hohlrad 25, das Planetenritzel 23 und den Träger 24) übertragen, und eine langsame Regenerationsbremsung, die einer Maschinenbremse entspricht, wird so ausgeführt, daß Fahrenergie in Energie erzeugende Kraft umgewandelt wird (Kraft, welche den Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie angreift).
Ferner werden, wenn Regenerativbremsbedingungen bei schnellem Abbremsen vorliegen (eine Bremse ist beispielsweise betätigt), wenn das Fahrzeug nur von der Maschine 3 angetrieben wird (wobei die Trägerkupplung 51 und die Motorbremse 54 eingerückt sind und die Hohlradkupplung 52 und die Trägerbremse 55 ausgerückt sind), die Motorbremse 54 ausgerückt, die Hohlradkupplung 52 eingerückt gehalten und die Trägerkupplung 51 und die Hohlradbremse 53 ausgerückt gehalten (siehe Tabelle 3(i)). Auch bei dieser Gelegenheit wird der Elektromotor 4 zur Erzeugung von Energie veranlaßt und das CVT 6 auf eine niedrigere Übersetzung gesteuert, um die Ma schinenleistungsabgabe zu verringern. Dann werden zu einem Zeitpunkt, an dem der Träger 24 und das Hohlrad 25 zu einer Rotation bei derselben Drehzahl kommen, die Hohlradkupplung 52 eingerückt, und die Trägerkupplung 51 ausgerückt (siehe Tabelle 3(i)). Demzufolge wird, wie es in 4i dargestellt ist, die Rotation der Eingangswelle 61 des CVT 6 auf den Rotor 41 des Elektromotors 4 über den Planetengetriebemechanismus 2 (d.h., das Hohlrad 25, das Planetenritzel 23 und den Träger 24) so übertragen, daß Fahrenergie schnell in Kraft erzeugende Energie umgewandelt wird (Kraft die den Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie antreibt), um eine größere regenerative Bremskraft als die Bremskraft der Maschinenbremse zu erzeugen. Bei dieser Gelegenheit trägt nur die von dem Motor 4 erzeugte Bremskraft zu der Abbremsung der Fahrzeugkarosserie bei, und die von der Maschinenbremse erzeugte Bremskraft trägt nicht zu der Abbremsung der Fahrzeugkarosserie bei.
Ferner ist in dem Falle, in dem das Fahrzeug rückwärts unter Verwendung einer Ausgangskraft aus der Maschine 3 bewegt wird, die Hohlradkupplung 52 eingerückt, die Trägerkupplung 51 ausgerückt, und die Trägerbremse 55 wird in einen Reibungseingriffszustand (siehe Tabelle 3(j)) gebracht. Wenn die Hohlradbremse 53 im Reibungseingriff steht, und das CVT 6 so gesteuert wird, daß der Planetenträger 24 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wird der Fahrzeugfahrzustand von einem durch eine unterbrochene Linie in 4j dargestellten Zustand in einen durch eine durchgezogene Linie in 4j dargestellten Zustand verändert, und der Planetenträger 24 wird drehend in der entgegengesetzten Richtung durch die Maschinenumdrehung angetrieben, um das Fahrzeug rückwärts zu bewegen.
In dem Hybridfahrzeug gemäß der wie vorstehend aufgebauten zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 ohne Verwendung des Motors 4 angetrieben wird (siehe Tabelle 3(d) und 4d) der Rotor 41 des Motors 4 gestoppt, um eine unnötige Motorrotation zu verhindern und einen Energieverlust und eine Motorerwärmung zu unterdrücken. Dieses verhindert die Auswirkung von Wärme auf Teile um den Motor 4 herum.
Ferner wird, wenn das Fahrzeug bei einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit fährt, das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben, und wenn das Fahrzeug bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fährt, das Fahrzeug unter Verwendung des Motors 4 angetrieben, und somit kann die Betriebsdrehzahl des Motors 4 leicht reduziert werden, und die für eine Batterie zum Steuern der Rotation des Motors 4 erforderliche Spannung kann reduziert werden. Daher darf die Spannung der Batterie für die Steuerung der Rotation des Motors 4 niedrig sein, und somit können Batteriekosten und Gewicht reduziert werden, was zu einer Reduzierung des Fahrzeuggewichts und der Kosten führt. Daher kann die praktische Leistung des Hybridfahrzeugs verbessert werden.
Anschließend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 und 6 sind Ansichten, welche ein Hybridfahrzeug gemäß der dritten Ausführungsform darstellen, in welchen 5 ein Antriebssystem (hauptsächlich ein Getriebe) des Hybridfahrzeugs ist, und 6 eine nomographische Darstellung ist, welche Elemente eines Planetengetriebemechanismus in dem Antriebssystem darstellt. Es sei angemerkt, daß in 5 dieselben Bezugszeichen wie in 1, 3 und 7 Elemente und Teile ähnlich oder entsprechend den in 1, 3 und 7 dargestellten bezeichnen.
Gemäß Darstellung in 5 weist das Antriebssystem des Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung eine Maschine 3 (Verbrennungsmaschine), einen elektrischen Motor 4 (hierin nachstehend als "Elektromotor" oder einfach als "Motor" bezeichnet) und einen Kraftübertragungsmechanismus 1, welcher ein Getriebe 6 aufweist, auf. Ein Gehäuse 11 für den Kraftübertragungsmechanismus 1 ist integriert an einem Zylinderblock der Maschine 3 befestigt.
Ein Planetengetriebemechanismus 2A ist an dem Eingang des Kraftübertragungsmechanismus 1 vorgesehen. Ein stufenloses Getriebe (CVT) 6 ist in der Mitte des Kraftübertragungsmechanismus 1 vorgesehen. Ein Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 ist zwischen der Maschine 3 und dem Motor 4 und dem CVT 6 des Kraftübertragungsmechanismus 1 vorgesehen. Daher werden aus der Maschine 3 und dem Motor 4 eingegebene Rotationen in das CVT 6 über einen Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 eingegeben.
Der Planetengetriebemechanismus 2A an dem Eingang des Kraftübertragungsmechanismus 1 ist ein Doppelritzeltyp, welcher ein Sonnenrad 21, ein Innenritzel 22, welches mit dem Sonnenrad 21 in Eingriff steht, ein Außenritzel 23, welches mit dem Innenritzel 22 in Eingriff steht, ein (einfach auch als Träger bezeichneten) Planetenträger 24, welcher die Ritzel 22 und 23 trägt, und ein Hohlrad 25 aufweist, welches mit dem Außenritzel 23 in Eingriff steht.
Das Sonnenrad 21 ist ein Rotationselement (ein erstes Eingangsrotationselement), das mit einer rotierenden Welle 3a der Maschine 3 verbunden ist, das Hohlrad 25 ist ein Rotationselement (ein zweites Eingangsrotationselement), mit welchem ein Rotor 41 des Elektromotors verbunden ist, und der Träger 24 ist ein Rotationselement (ein Ausgangsrotationselement) welches mit einer Eingangswelle 61 des CVT 6 über eine mittlere Welle 26 (eine Ausgangswelle des Planetengetriebemechanismus 2A) und den Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 verbunden sein kann.
Eine Motorbremse 54 (eine Rotationsverhinderungsvorrichtung) ist zwischen dem Rotor 41 des Elektromotors 4 und dem Getriebegehäuse 12 angeordnet.
Wie in dem Falle der herkömmlichen Technik (7) wird ein Planetengetriebemechanismus 12A, welcher ein Sonnengetrieberad 12a, Planetenritzel 12ba und 12bb, einen Träger 12c und ein Hohlrad 12d aufweist, als der Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 verwendet. Insbesondere ist die mit dem Träger 24 des Planetengetriebemechanismus 2A verbundene mittlere Welle 26 direkt mit dem Sonnenrad 12a des Planetengetriebemechanismus 12A verbunden, Ferner ist der Träger 12c, welcher die Ritzelräder 12ba und 12bb trägt, mit der mittleren Welle 26 auf der Seite des Planetengetriebemechanismus 2A über eine Vorwärtskupplung 56 verbunden. Ferner ist der Träger 12c des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 auf seiner einen Seite (auf der Seite des CVT 6) mit einer Eingangswelle 61 verbunden, welche koaxial mit einer primären Riemenscheibe 62 des CVT b ausgeführt ist. Ferner ist eine Rückwärtsbremse 5 7 zwischen dem Hohlrad 12d und dem Gehäuse 11 angeordnet.
Daher wird die Rotation der Maschine 3 und die Rotation des Motors 4 von dem Träger 24 des Planetengetriebemechanismus 2A auf das Sonnenrad 12a des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 über die mittlere Welle 26 übertragen. Wenn die Vorwärtskupplung 56 eingerückt ist und die Rückwärtsbremse 57 ausgerückt ist, sind das Sonnenrad 12a und der Träger 12c des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 direkt miteinander verbunden, so daß die Eingangswelle 61 als eine Einheit mit der mittleren Welle 26 ausbildend gedreht wird.
Andererseits werden, wenn die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt ist, und die Rückwärtsbremse 57 eingerückt ist, der Träger 12c und das Sonnenrad 12a in entgegengesetzte Richtungen gedreht. Da der Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 durch den Planetengetriebemechanismus des Doppelritzeltyps implementiert wird, können das Sonnenrad 12a und der Träger 12c in Bezug zueinander gedreht werden, und das Hohlrad 12d wird blockiert, so daß es an einer Drehung gehindert wird.
Ferner sind, wenn sowohl die Vorwärtskupplung 56 als auch die Rückwärtsbremse 57 eingerückt sind, die Eingangswelle 61 und die mittlere Welle 26 blockiert, und der Träger 24 des Planetengetriebemechanismus 2A und die primäre Riemenscheibe 62, die mit der Eingangswelle 61 des CVT 6 verbunden ist, sind blockiert, so daß sie an einer Drehung gehindert sind. Daher werden bei dieser Gelegenheit das Sonnenrad 21 und das Hohlrad 25 des Planetengetriebemechanismus 2A als Reaktion der Bewegung zueinander bewegt. Es werden nämlich die mit dem Sonnenrad 21 verbundene Maschine 3 und der mit dem Hohlrad 25 verbundene Motor 4 als Reaktion auf die Bewegung zueinander bewegt.
Bei dieser Gelegenheit ist das Verhältnis der Rotationsdrehzahl ωS des Sonnenrades 21 zu der Rotationsdrehzahl ωR des Hohlrades 25 (ωS : ωR) gleich (1/ZS) : (1/ZR), wobei die Anzahl der Zähne des Sonnenrades 21 von ZS dargestellt wird und die Anzahl der Zähne des Hohlrades 25 von ZR dargestellt wird, und da die Anzahl der Zähne ZS kleiner als die Anzahl der Zähne ZR ist, ist die Rotationsdrehzahl ωR des Hohlrades 25 niedriger als die Rotationsdrehzahl ωS des Sonnenrades 21. Der mit dem Hohlrad 24 verbundene Motor 4 wird nämlich mit niedrigerer Drehzahl als der mit dem Sonnenrad 21 verbundene Maschine 3 betrieben.
Das CVT 6 weist eine mit der Eingangswelle 61 verbundene primäre Riemenscheibe 62 und eine sekundäre Riemenscheibe 64 auf, die mit der primären Riemenscheibe 62 über einen Riemen 63 verbunden ist. Eine Ausgangswelle 65 des CVT 6 ist mit der sekundären Riemenscheibe 64 verbunden. Es sei angemerkt, daß die primäre Riemenscheibe 62 eine verschiebbare Scheibe 62a und eine feste Scheibe 62b aufweist, und die sekundäre Riemenscheibe 64 eine verschiebbare Scheibe 64a und eine feste Scheibe 64b.
Ferner wird die Rotation der Ausgangswelle 65 an ein Differentialgetriebe 8 über ein fest auf der Ausgangswelle 65 installiertes Zahnrad 66, ein fest auf einer Vorgelegewelle 7 installiertes Vorgelegezahnrad 71, ein Vorgelegezahnrad 72 und ein Hohlrad 81 übertragen, so daß linke und rechte Radachsen (Radantriebswellen) 9L und 9R drehbar über das Differentialgetriebe 8 angetrieben werden können.
Es sei angemerkt, daß aufgrund des Vorhandenseins der Vorgelegewelle 7 zwischen dem CVT 6 und den Radachsen (Radantriebswellen) 9L und 9R die Radachsen (Radantriebswellen) 9L und 9R in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der primären Riemenscheibe 62, des Riemens 63 und der sekundären Riemenscheibe 64 gedreht werden.
Die Vorwärtskupplung 56, Rückwärtsbremse 57 und Motorbremse 54 sind hydraulische Reibungseingriffsvorrichtungen eines nassen Mehrfachscheibentyps, welcher durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung in Reibungseingriff gebracht wird, und durch hydraulisches Fluid, das von einer nicht dargestellten hydraulischen Steuerschaltung zugeführt wird, in Reibungseingriff gebracht wird. Wie es in Tabelle 4 dargestellt ist, werden die Kupplung 56 und die Bremsen 57 und 54 in geeigneter Weise eingerückt und ausgerückt, um verschiede nen Kraftübertragungszustände gemäß der nomographischen Darstellung von 6 zu realisieren.
TABELLE 4
Insbesondere werden in dem Falle, in welchem die Maschine 3 durch den Elektromotor 4 gestartet wird, die Vorwärtskupplung 56 und die Rückwärtsbremse 57 eingerückt, während Motorbremse 54 ausgerückt wird (siehe Tabelle 4a)). Demzufolge werden, selbst wenn die Maschine 3 und der Motor 4 gedreht werden, die mit dem Sonnenrad 21 verbundene Maschine 3 und der mit dem Hohlrad 25 verbundene Motor 4 als Reaktion auf die Bewegung zueinander bewegt, während die Rotationen des Motors 4 und der Maschine 3 nicht auf die Eingangswelle des CVT 6 übertragen werden. Dann ermöglicht gemäß Darstellung in 6 eine Rotation des Motors 4 das Starten der Maschine 3.
Es sei angemerkt, daß der Motor 4 in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht wird, und die Maschine 3 mit einer Drehzahl gedreht wird, welche durch Multiplizieren der Rotationsdrehzahl des Motors 4 mit ZR/ZS (ZR/ZS) > 1, da ZS < ZR ist) erhalten wird.
Auch in dem Falle, in welchem der Elektromotor 4 als ein Energiegenerator für den Zweck der Aufladung betrieben wird, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, sind die Vorwärtskupplung 56 und Rückwärtsbremse 57 eingerückt, während die Motorbremse 54 ausgerückt ist (siehe Tabelle 4(b)). Demzufolge werden die mit dem Sonnenrad 21 verbundene Maschine 3 und der mit dem Hohlrad 25 verbundene Motor 4 als Reaktion auf die Bewegung zueinander bewegt, während Rotationen des Motors 4 und der Maschine 3 nicht auf die Eingangswelle 61 des CVT 6 übertragen werden. Dann funktioniert, wie es in 6b dargestellt ist, wenn die Maschine 3 den Elektromotor 4 dreht, der Elektromotor 4 als ein Energieerzeuger zum Erzeugen von Energie zur Aufladung. Auch bei dieser Gelegenheit wird der Motor 4 in die gleiche Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 gedreht.
In dem Falle, in welchem das Fahrzeug angefahren wird, um sich vorwärts zu bewegen, oder sich mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt, ist die Rückwärtsbremse 57 eingerückt, während die Vorwärtskupplung 56 und die Motorbremse 54 ausgerückt sind (siehe Tabelle 4(c)). Dann wird gemäß Darstellung in 6c die Maschine 3 in Drehung versetzt, und der Motor 4 in einen belasteten Zustand (Krafterzeugungszustand) gebracht. Demzufolge wird der Träger 24 in die Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung des Sonnenrades 21 gedreht, und die Rotation des Trägers 24 wird auf das Sonnenrad 12a des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 übertragen. Da die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt ist, und die Rückwärtsbremse 57 eingerückt ist, bewirkt die Rotation des Sonnenrades 12a, daß der Träger 12c in der Richtung entgegengesetzt zu der des Sonnenrades 12a gedreht wird (d.h., in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3). Die Rotation des Trägers 12c treibt rotierend die Eingangswelle 61 des CVT 6 in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 an, und somit wird ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von der Maschine 3 und dem Motor 4 (in dem Krafterzeugungszustand) in das CVT 6 eingegeben, so daß das Fahrzeug für eine Vorwärtsbewegung angefahren wird. Dieser Zustand wird beibehalten, wenn das Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit gefahren wird, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt wird die Rotationsdrehzahl (in dem Krafterzeugungszustand) des Motors 4 verringert.
Ferner wird in dem Falle, wenn das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben wird, die Rückwärtsbremse 57 eingerückt, während die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt wird, und zu einem Zeitpunkt, an dem die Drehzahl des Motors 4, welcher Kraft erzeugt, auf etwa 0 abgesenkt ist, wird die Motorbremse 54 eingerückt (siehe Tabelle 4(d)). Demzufolge wird, wie es in 6d dargestellt ist, das Hohlrad 25 blockiert, so daß es an einer Drehung gehindert ist, und wenn das Sonnenrad 21 mit der Rotation der Maschine 3 gedreht wird, wird der Träger 24 in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung des Sonnenrades 21 als Reaktion auf die Rotation des Sonnenrades 21 so gedreht, daß die Rotation des Trägers 24 auf das Sonnenrad 21a des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 über die mittlere Welle 24 übertragen wird. Da die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt ist und die Rückwärtsbremse 57 eingerückt ist, können das Sonnenrad 12a und der Träger 12c in Bezug zueinander rotieren, und das Hohlrad 12d ist blockiert, so daß es an einer Drehung gehindert ist, und somit wird, wenn das Sonnenrad 12a gedreht wird, der Träger 12c in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung des Sonnenrades 12a (d.h., in derselben Richtung wie der Rotationsrichtung der Maschine 3) gedreht. Die Rotation des Trägers 12c treibt rotierend die Eingangswelle 61 des CVT in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 an, und somit wird ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von der Ma schine 3 in das CVT 6 eingegeben, so daß das Fahrzeug vorwärts bewegt wird. Bei dieser Gelegenheit ist der Rotor 41 des Motors durch die Motorbremse 54 gestoppt.
Ferner werden in dem Falle, in welchem das Fahrzeug sowohl unter Verwendung der Maschine 3 als auch des Motors 4 angetrieben wird, die Rückwärtsbremse 57 eingerückt, während die Vorwärtskupplung 56 und die Motorbremse 54 ausgerückt werden (siehe Tabelle 4(e)). Dann wird, wie es in 6e dargestellt ist, die Maschine 3 zum Drehen gebracht und der Motor 4 in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 zum Drehen gebracht. Demzufolge wird das Hohlrad 25 in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung des Sonnenrades 21 gedreht, und der Träger 24 wird mit einer Drehzahl, welche höher als die in dem Falle ist, bei dem das Hohlrad 25 fixiert ist (d.h., das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben wird; siehe 6d), aufgrund der Rotation des Motors 4 gedreht. Die Rotation des Trägers 24 wird auf das Sonnenrad 21a des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 über die mittlere Welle 26 übertragen. Wie in dem Falle, in welchem das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben wird, ist die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt, und die Rückwärtsbremse 57 ist eingerückt, und somit wird der Träger 12c in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung des Sonnenrades 12a (d.h., in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3) als Reaktion auf die Rotation des Sonnenrades 12a gedreht. Die Rotation des Trägers 12c treibt rotierend die Eingangswelle 61 des CVT 6 in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 an, und somit wird ein Vorwärtsantriebsdrehmoment von der Maschine 3 und dem Motor 4 in das CVT 6 eingegeben, so daß das Fahrzeug vorwärts bewegt wird.
Ferner ist in dem Falle, in welchem Energie unter Verwendung des Motors 4 erzeugt wird, während das Fahrzeug fährt, die Motorbremse 54 in dem Zustand, in welchem das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben wird, ausgerückt, d.h., in dem Zustand, in welchem die Rückwärtsbremse 57 und die Motorbremse 54 eingerückt sind, und die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt ist (siehe Tabelle 4(f)). Dann wird der Motor 4 veranlaßt, als ein Energiegenerator zu funktionieren. Demzufolge wird gemäß Darstellung in 6f die Ausgangsleistung der Maschine 3 auf die Seite des Trägers 24 und die Seite des Hohlrades 25 verteilt. Die auf den Träger 24 verteilte Maschinenleistungsabgabe wird von der mittleren Welle 26 auf den Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 übertragen, und wird in die Eingangswelle 61 des CVT 6 eingegeben, nachdem die Rotationsrichtung auf dieselbe Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 umgeschaltet ist. Die auf die Seite des Hohlrades 25 verteilte Maschinenleistung treibt drehend den mit dem Hohlrad 25 zu einem Teil vereinten Rotor 41 an, so daß Energie von dem Motor 4 erzeugt wird.
Ferner wird in dem Falle, wenn das Drehmoment der Maschine in dem Zustand erhöht werden soll, in welchem das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 angetrieben wird, die Motorbremse 54 in dem Zustand ausgerückt, in welchem die Rückwärtsbremse 57 und die Motorbremse 54 eingerückt sind und die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt ist (siehe Tabelle 4(g)). Dann wird der Motor 4 dazu veranlaßt, als Kraftgenerator zu funktionieren, um die Maschineabgabeleistung zu erhöhen. Demzufolge wird gemäß Darstellung in 6g eine Kraft erzeugende Last (die Seite des Hohlrades 25) zu einer Fahrzeugantriebslast (der Seite des Trägers 24) der Maschine 3 hinzuaddiert, so daß ein von der Maschine 3 ausgegebenes Drehmoment schnell erhöht werden kann.
Wenn Regenerativbremsbedingungen (z.B. ein Fahrpedal ist nicht betätigt) erfüllt sind, wenn das Fahrzeug sowohl unter Verwendung der Maschine 3 als auch des Motors 4 angetrieben wird, d.h., in dem Zustand, in welchem die Rückwärtsbremse 57 eingerückt und die Vorwärtskupplung 56 und die Motorbremse 54 ausgerückt sind (siehe Tabelle 4(e) wird der Motor 4, welcher als ein Elektromotor funktionierte, zur Funktion als ein Energiegenerator veranlaßt, und das CVT 6 wird auf eine niedrigen Übersetzung eingestellt, um die Ausgangsleistung der Maschine zu verringern, während die Rückwärtsbremse 57 eingerückt gehalten und die Vorwärtskupplung 56 und die Motorbremse 54 ausgerückt gehalten werden (siehe Tabelle 4(a)). Demzufolge wird gemäß Darstellung in 6h die Rotation der Eingangswelle 61 des CVT 6 an den Träger 24 über den Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 und die mittlere Welle 26 übertragen, und das Sonnenrad 21 auf der Seite der Maschine 3 wird an einer Rotation gehindert, so daß der Rotor 41 des mit dem Hohlrad 25 verbundenen Motors 4 rotierend angetrieben wird. Auf diese Weise wird eine der Maschinenbremse entsprechend regenerative Bremsung so ausgeführt, daß Fahrenergie in Energie erzeugende Kraft umgewandelt wird (Kraft, welche den Elektromotor 4 zum Erzeugen von Energie antreibt).
Ferner werden in dem Falle, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung einer Leistungsabgabe aus der Maschine 3 rückwärts gefahren wird, die Vorwärtskupplung 56 eingerückt, während die Rückwärtsbremse 57 und die Motorbremse 54 ausgerückt werden (siehe Tabelle 4(i)). Dann wird gemäß Darstellung in 6i die Maschine 3 zum Drehen gebracht, und der Motor 4 in einen belasteten Zustand (Krafterzeugungszustand) gebracht. Demzufolge wird der Träger 24 in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung des Sonnenrades 21 gedreht, und die Rotation des Trägers 24 wird auf das Sonnenrad 12a des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 über die mittlere Welle 26 übertragen. Da die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt ist und die Rückwärtsbremse 57 eingerückt ist, werden das Sonnenrad 12a und der Träger 12c als eine Einheit in derselben Richtung (d.h., in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3) gedreht. Die Rotation des Trägers 12c treibt rotierend die Eingangswelle 61 des CVT 6 in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 an, und somit wird ein Rückwärtsfahrdrehmoment von der Maschine 3 und dem Motor 4 (in dem Krafterzeugungszustand) an das CVT 6 so geliefert, so daß das Fahrzeug rückwärts bewegt wird.
Ferner werden in dem Falle, in welchem das Fahrzeug unter Verwendung einer Ausgangsleistung aus der Maschine 3 und einer Ausgangsleistung aus dem Motor 4 rückwärts bewegt wird, die Rückwärtsbremse 57 eingerückt, während die Vorwärtskupplung 56 und die Motorbremse 54 ausgerückt werden (siehe Tabelle 4(j)). Dann wird gemäß Darstellung in 6j die Maschine 3 zum Drehen gebracht, und der Motor 4 wird in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung der Maschine 3 zum Drehen gebracht. Demzufolge wird der Träger 24 in derselben Richtung wie der des in einem Teil mit der Maschine 3 gedrehten Sonnenrades 21 und in der Rotationsrichtung des als eine Einheit mit dem Motor 4 gedrehten Hohlrades 25 gedreht, und die Rotation des Trägers 24 wird auf das Sonnenrad 12a des Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 über die mittlere Welle 26 übertragen. Da die Vorwärtskupplung 56 ausgerückt ist, und die Rückwärtsbremse 51 eingerückt ist, werden das Sonnenrad 12a und der Träger 12c als eine Einheit in entgegengesetzte Richtungen (d.h., in die Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung der Maschine 3) gedreht. Die Rotation des Trägers 12c treibt rotierend die Eingangswelle 61 des CVT 6 in der Richtung entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung der Maschine 3 an, und somit wird ein Rückwärtsantriebsdrehmoment von der Maschine 3 und dem Motor 4 (in dem Kraft erzeugungszustand) an das CVT 6 übertragen, so daß das Fahrzeug zurück bewegt wird.
In dem Hybridfahrzeug gemäß der wie vorstehend aufgebauten dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Fahrzeug nur unter Verwendung der Maschine 3 ohne Verwendung des Motors 4 angetrieben wird (siehe Tabelle 4(d) und 6d) der Rotor 41 des Motors 4 gestoppt, um eine unnötige Motorrotation zu verhindern und einen Energieverlust und eine Motorerwärmung zu unterdrücken. Dieses verhindert die Auswirkung von Wärme auf Teile um den Motor 4 herum.
Ferner ist das Verhältnis der Rotationsdrehzahl Nm des Motors 4 zu der Rotationsdrehzahl Ne der Maschine 3 gleich dem Verhältnis der inversen Anzahlen der Zähne des Hohlrades 25 und des Sonnenrades 21 des Planetengetriebemechanismus 2A wie folgt: Nm : Ne = (1/ZS) : (1/ZR) = ZS : ZR
Da die Anzahl der Zähne ZS kleiner als die Anzahl der Zähne ZR ist, ist die Rotationsdrehzahl Nm des Motors 4 niedriger als die Rotationsdrehzahl Ne der Maschine 3. Somit kann, wenn der Motor 4 betrieben wird, die Rotationsdrehzahl Nm des Motors 4 verringert werden.
Demzufolge kann die für eine Batterie zum Steuern der Rotation des Motors 4 erforderliche Spannung reduziert werden. Daher darf die Spannung der Batterie für die Steuerung der Rotation des Motors 4 niedrig sein, und somit können Batteriekosten und Gewicht reduziert werden, was zu einer Reduzierung des Fahrzeuggewichts und der Kosten führt. Daher kann die praktische Leistung des Hybridfahrzeugs verbessert werden.
Insbesondere können, da der Planetengetriebemechanismus 12A als der Rotationsrichtungs-Umschaltmechanismus 12 verwen det wird, die Rotationsrichtungen unabhängig von dem Planetengetriebemechanismus 2A (Planetengetriebekraftübertragungsmechanismus) verändert werden, so daß die Rotationsdrehzahl Nm des Motors 4 leicht auf eine niedrigere Drehzahl gesteuert werden kann.
Ferner können, da das CVT als ein Getriebe verwendet wird, die Maschine und der Motor effizient betrieben werden, um sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch das Fahrverhalten zu verbessern.
Es dürfte sich verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern daß zahlreiche Varianten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen möglich sein können, ohne von den Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Insbesondere soll der Aufbau des Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, welches mit dem zum Antreiben des Fahrzeugs verwendeten Elektromotor und der Maschine ausgestattet ist, und Kraft aus der Maschine oder dem Elektromotor zum Antreiben der Räder über den Planetengetriebemechanismus ausgibt, nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen insofern beschränkt sein, als das Hybridfahrzeug die Rotationsverhinderungsvorrichtung enthält, welche in geeigneter Weise die Rotation des Rotors des Elektromotors blockiert.
Beispielsweise kann zusätzlich zu einem stufenlosen Getriebe des Riementyps entweder ein stufenloses Getriebe des Toroidtyps oder ein nicht stufenloses Getriebe als Getriebe verwendet werden.
Mit welchem Element eines Planetengetriebemechanismus ein Eingangsseitenelement (wie z.B. eine Rotationswelle der Maschine oder ein Elektromotor) zu verbinden ist und welches Element des Planetengetriebemechanismus mit einem Getriebe zu verbinden ist, kann ferner abhängig von der Konstruktion des Kraftübertragungssystems festgelegt werden, das sich zu den Antriebsrädern hin erstreckt.

Claims

Hybridfahrzeug, aufweisend: eine Verbrennungsmaschine (3); einen Elektromotor (4), welcher koaxial zu einer rotierenden Welle (3a) der Verbrennungsmaschine angeordnet ist; einen Planetengetriebemechanismus (2A), welcher koaxial zu der rotierenden Welle der Verbrennungsmaschine und einer rotierenden Welle des Elektromotors angeordnet ist, wobei der Planetengetriebemechanismus (2A) ein Sonnenrad (21), ein Hohlrad (25) und einen Träger (24), der mindestens ein Planetenritzel (22, 23) trägt, aufweist; ein Getriebe (6), das eine Eingangswelle (61) aufweist, an welche Kraft aus der Verbrennungsmaschine oder dem Elektromotor über den Planetengetriebemechanismus (2A) übertragen wird, und eine Ausgangswelle (65), die mit den Antriebsrädern verbunden ist, aufweist; gekennzeichnet durch eine Rotationsblockierungseinrichtung (54), welche in geeigneter Weise die Rotation eines Rotors (41) des Elektromotors (4) blockiert.
Hybridfahrzeug, aufweisend: eine Verbrennungsmaschine (3); einen Elektromotor (4), welcher koaxial zu einer rotierenden Welle (3a) der Verbrennungsmaschine angeordnet ist; einen Planetengetriebemechanismus (2A), welcher ein Sonnenrad (21), mindestens ein Planetenritzel (22, 23), ein Hohlrad (25) und einen Träger (24), der das Planetenritzel (22, 23) trägt, aufweist; ein Getriebe (6), das eine Eingangswelle (61) aufweist, an welche Kraft aus der Verbrennungsmaschine oder dem Elektromotor über den Planetengetriebemechanismus (2A) übertragen wird, und eine Ausgangswelle (65), die mit den Antriebsrädern verbunden ist, aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Welle (3a) der Verbrennungsmaschine mit dem Sonnenrad (21) verbunden ist, und ein Rotor (41) des Elektromotors (4) mit einem von dem Träger (24, 27) und dem Hohlrad (25) verbunden ist, und das Hybridfahrzeug ferner aufweist: eine erste Einrück- und Ausrückvorrichtung (51), welche die Übertragung von Kraft zwischen dem Träger (24, 27) und einer Eingangswelle (61) des Getriebes ermöglicht und verhindert; eine zweite Einrück- und Ausrückvorrichtung (52), welche die Übertragung von Kraft zwischen dem Hohlrad (25) und der Eingangswelle (61) des Getriebes ermöglicht und verhindert; eine erste Rotationsverhinderungsvorrichtung (53, 55), die in geeigneter Weise die Rotation von den einem von dem Träger (24, 27) und dem Hohlrad (25) blockiert; und eine zweite Rotationsverhinderungsvorrichtung (54), die in geeigneter Weise die Rotation des Rotors (41) blockiert.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Planetengetriebemechanismus (2A) ein Doppelritzeltyp ist, welcher ein Innenritzel, das mit dem Sonnenrad (21) in Eingriff steht, und ein Außenritzel, das mit dem Hohlrad (25) in Eingriff steht, als die Planetenritzel aufweist, und der Rotor (41) des Elektromotors (4) mit dem Träger (24) verbunden ist, und die erste Rotationsverhinderungsvorrichtung (53) in geeigneter Weise die Rotation des Hohlrades (25) blockiert.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Planetengetriebemechanismus (2A) ein Einzelritzeltyp ist, der so aufgebaut ist, daß das Planetenritzel sowohl mit dem Sonnenrad (21) als auch dem Hohlrad (25) in Eingriff steht, der Rotor (41) des Elektromotors (4) mit dem Hohlrad (25) verbunden ist, und die erste Rotationsverhinderungsvorrichtung (55) in geeigneter Weise die Rotation des Trägers (27) blockiert.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, aufweisend: eine Steuervorrichtung, welche die Zustände der ersten und zweiten Einrück- und Ausrückvorrichtungen (51, 52) und der ersten und zweiten Rotationsverhinderungsvorrichtungen (53, 54, 55) steuert, wobei die Steuervorrichtung die zweite Rotationsverhinderungsvorrichtung (54) steuert, um den Rotor (41) des Elektromotors (4) zu stoppen, wenn die Antriebsräder unter Verwendung nur der Ausgangsleistung aus der Verbrennungsmaschine (3) angetrieben werden.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuervorrichtung die zweite Rotationsverhinderungsvorrichtung (54) so steuert, so daß auf die Rotation des Rotors (41) des Elektromotors ausgeübte Einschränkungen beseitigt werden, um so den Elektromotor (4) als einen Energiegenerator zu betreiben, wenn Regenerativbremsbedingungen erfüllt sind, während die Antriebsräder nur unter Verwendung einer Leistungsabgabe aus der Verbrennungsmaschine (3) angetrieben werden.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebsräder nur unter Verwendung einer Leistungsabgabe aus der Verbrennungsmaschine (3) angetrieben werden, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren oder hohen Geschwindigkeit fährt.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Getriebe (6) ein stufenloses Getriebe aufweist.