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DE112007002522T5 - Leistungsabgabevorrichtung und Hybridfahrzeug - Google Patents

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DE112007002522T5
DE112007002522T5 DE112007002522T DE112007002522T DE112007002522T5 DE 112007002522 T5 DE112007002522 T5 DE 112007002522T5 DE 112007002522 T DE112007002522 T DE 112007002522T DE 112007002522 T DE112007002522 T DE 112007002522T DE 112007002522 T5 DE112007002522 T5 DE 112007002522T5
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DE
Germany
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gear
motor
shaft
transmission
power
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DE112007002522T
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English (en)
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Hidehiro Toyota-shi Oba
Yukihiko Toyota-shi Ideshio
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

Leistungsabgabevorrichtung zum Abgeben von Leistung an eine Antriebswelle, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes aufweist:
eine Brennkraftmaschine;
einen ersten Motor, der Leistung aufnehmen und abgeben kann;
einen zweiten Motor, der Leistung aufnehmen und abgeben kann;
einen Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit einem ersten Element, das mit einer Drehwelle des ersten Motors verbunden ist, einem zweiten Element, das mit einer Drehwelle des zweiten Motors verbunden ist, und einem dritten Element, das mit einer Kraftmaschinenwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente differentiell zueinander gedreht werden können; und
einen Getriebemechanismus mit einem Getriebedifferenzialdrehmechanismus, der ein Eingangselement, das mit einem des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus verbunden ist, ein Fixierelement und ein Ausgangselement hat, wobei der Getriebedifferenzialdrehmechanismus so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente differentiell zueinander gedreht werden können; und
einen Kopplungsmechanismus, der selektiv das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus und das andere des ersten...

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsabgabevorrichtung zum Abgeben von Leistung an eine Antriebswelle und ein Hybridfahrzeug, das diese aufweist.
  • Technologischer Hintergrund
  • Herkömmlicherweise ist als Leistungsabgabevorrichtung eine derartige Leistungsabgabevorrichtung bekannt, die eine Brennkraftmaschine, zwei Motoren, einen so genannten Ravigneauxplanetengetriebemechanismus und ein Parallelwellengetriebe aufweist, das selektiv zwei Ausgangselemente des Planetengetriebemechanismus mit einer Ausgangswelle koppeln kann (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Zusätzlich war herkömmlicherweise eine Leistungsabgabevorrichtung bekannt, die eine Planetengetriebevorrichtung aufweist, die ein Eingangselement hat, das mit einer Brennkraftmaschine und zwei Ausgangselementen verbunden ist; und ein Parallelwellengetriebe hat, das eine Vorgelegewelle hat, die entsprechend mit einem entsprechenden Ausgangselement des Planetengetriebemechanismus verbunden ist (siehe beispielsweise Patentdokument 2). Gemäß der Leistungsabgabevorrichtung ist jedes der zwei Ausgangselemente der Planentengetriebevorrichtung mit entsprechend einem inneren Umfang eines entsprechenden Rotors in einem elektrischen Antriebsabschnitt fixiert. Ferner war herkömmlicherweise eine Leistungsabgabevorrichtung bekannt, die einen Leistungsverteilungsmechanismus, der ein Eingriffselement, das mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist, ein Reaktionselement, das mit einem ersten Motorgenerator verbunden ist, und ein Ausgangselement hat, das mit einem zweiten Motorgenerator verbunden ist; und zwei Kupplungen zum selektiven Verbinden einer Achsenwelle aufweist, die als Ausgangselement dient, zwischen dem Ausgangselement und dem Reaktionselement des Leistungsverteilungsmechanismus (siehe beispielsweise Patentdokument 3). Gemäß der Leistungsabgabevorrichtung werden, wenn der erste Motorgenerator beginnt, einen Leistungsbetrieb mit einer negativen Drehung durchzuführen, die zwei Kupplungen so gesteuert, dass sie das Reaktionselement des Leistungsverteilungsmechanismus mit dem Ausgangselement verbinden und die Verbindung zwischen dem Ausgangselement und dem Ausgangselement lösen. Das kann das Auftreten einer Leistungszirkulation unterdrücken, die verursacht, dass der erste Motorgenerator durch elektrische Leistung angetrieben wird, die durch den zweiten Motorgenerator unter Verwendung eines Teils der Leistung des Ausgangselements erzeugt wird.
    • [Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-155891
    • [Patentdokument 2] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-106389
    • [Patentdokument 3] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-125876
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorstehend beschriebenen Leistungsabgabevorrichtungen können die Brennkraftmaschine an einem effektiven Betriebspunkt durch Abgeben einer angeforderten Leistung an einer Antriebswelle betreiben, indem verursacht wird, dass die zwei Motoren eine Drehmomentwandlung einer Leistung von der Brennkraftmaschine durchführen. Jedoch sind ihre Konfigurationen kompliziert und ist es unmöglich, sie kompakt auszuführen, so dass es einige Probleme hinsichtlich der Montierbarkeit an einem Fahrzeug gibt. Zusätzlich gibt es noch Raum für eine Verbesserung der herkömmlichen Leistungsabgabevorrichtung dahingehend, dass die Leistungsübertragungseffizienz in einem breiteren Antriebsbereich verbessert werden sollte.
  • Im Hinblick darauf ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsabgabevorrichtung und ein Hybridfahrzeug zu schaffen, das diese hat, die einfache und kompakte Konfigurationen und eine hervorragende Montierbarkeit haben. Zusätzlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungsabgabevorrichtung und ein Hybridfahrzeug zu schaffen, das diese hat, die eine Leistungsübertragungseffizienz in einem breiteren Antriebsbereich verbessern können.
  • Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe setzen die Leistungsabgabevorrichtung und das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Mittel ein.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Leistungsabgabevorrichtung zum Abgeben von Leistung an einer Antriebswelle gerichtet. Die Leistungsabgabevorrichtung weist folgendes auf: eine Brennkraftmaschine; einen ersten Motor, der Leistung aufnehmen oder abgeben kann; einen zweiten Motor, der Leistung aufnehmen und abgeben kann; einen Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit einem ersten Element, das mit einer Drehwelle des ersten Motors verbunden ist, einem zweiten Element, das mit einer Drehwelle des zweiten Motors verbunden ist, und einem dritten Element, das mit einer Kraftmaschinenwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente differentiell zueinander gedreht werden können; und einen Getriebemechanismus mit einem Getriebedifferenzialdrehmechanismus, der ein Eingangselement, das mit einem des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus verbunden ist, einem Fixierelement und einen Ausgangselement, wobei der Getriebedifferenzialdrehmechanismus so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente differentiell zueinander gedreht werden können; und einen Kopplungsmechanismus, der selektiv das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus und das andere des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Antriebswelle koppeln kann.
  • Die Leistungsabgabevorrichtung weist den Getriebemechanismus auf, der folgendes hat: den Getriebedifferenzialdrehmechanismus, der das Eingangselement hat, das mit einem des ersten und zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, mit dem Fixierelement und dem Ausgangselement verbunden ist, und der so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente differentiell zueinander gedreht werden können; und den Kopplungsmechanismus, der selektiv das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus und das andere des ersten und zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Antriebswelle koppeln kann. Der Getriebemechanismus kann mit vergleichsweise wenigen Bauteilen konfiguriert werden, hat eine einfache und kompakte Konfiguration und hat eine hervorragende Montierbarkeit. Ferner kann gemäß der Leistungsabgabevorrichtung, wenn das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus mit der Antriebswelle durch den Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus gekoppelt ist, Leistung von einem des ersten und zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus an die Antriebswelle abgegeben werden, nachdem die Drehzahl der Leistung durch den Getriebedifferenzialdrehmechanismus geändert wurde. Zusätzlich kann gemäß der Leistungsabgabevorrichtung, wenn sowohl das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus als auch das andere des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Antriebswelle durch den Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus gekoppelt sind, Leistung von der Brennkraftmaschine mechanisch (direkt) auf die Antriebswelle mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis übertragen werden. Ferner ist es gemäß der Leistungsabgabevorrichtung, wenn das andere des ersten und des zweiten Elements des Leistungsintegrationsmechanismus mit der Antriebswelle durch den Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus gekoppelt ist, möglich, Leistung von dem relevanten anderen Element des ersten und des zweiten Elements direkt an die Antriebswelle abzugeben. Somit kann die Drehzahl der Leistung von dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit einer Vielzahl von Stufen geändert werden und an die Antriebswelle abgegeben werden. Demgemäß kann gemäß der Leistungsabgabevorrichtung, wenn das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Antriebswelle durch den Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus gekoppelt ist, verursacht werden, dass ein erster Motor, der mit dem ersten Element verbunden ist, das als Ausgangselement dient, als Motor funktioniert, und kann verursacht werden, dass ein zweiter Motor, der mit dem zweiten Element verbunden ist, das als Reaktionselement dient, als Generator funktioniert. Wenn ferner das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Antriebswelle durch den Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus gekoppelt ist, kann verursacht werden, dass der zweite Motor, der mit dem zweiten Element verbunden ist, das als Ausgangselement dient, als Motor funktioniert, und kann verursacht werden, dass der erste Motor, der mit dem ersten Element verbunden ist, das als Reaktionselement dient, als Generator funktioniert. Daher kann gemäß der Leistungsabgabevorrichtung unter Verwendung des Kopplungsmechanismus zum geeigneten Ausführen eines Umschaltens zwischen den Kopplungszuständen, um insbesondere zu verhindern, dass eine Drehzahl des zweiten oder des ersten Motors, der als Generator funktioniert, ein negativer Wert wird, wenn eine Drehzahl des ersten oder des zweiten Motors, der als Motor funktioniert, angestiegen ist, das Auftreten einer sogenannten „Leistungszirkulation” unterdrückt werden. Als Folge kann die Leistungsabgabevorrichtung vorzüglich die Leistungsübertragungseffizienz in einem breiteren Antriebsbereich verbessern.
  • Ebenso kann der Getriebedifferenzialdrehmechanismus des Getriebemechanismus ein Dreielementplanetengetriebemechanismus sein. Es ist dadurch möglich, den Getriebemechanismus mit einer kompakteren Konfiguration zu versehen. Und der Getriebedifferenzialdrehmechanismus kann ein Planetengetriebemechanismus mit einem ersten Sonnenrad und einem zweiten Sonnenrad, das eine andere Anzahl von Zähnen als das erste Sonnenrad hat, und einem Träger sein, der zumindest ein gestuftes Zahnrad hat, das durch Koppeln eines ersten Ritzels, das mit dem ersten Sonnenrad kämmend eingreift, und eines zweiten Ritzels, das mit dem zweiten Sonnenrad eingreift, konfiguriert ist. Unter Verwendung dieser Art des Planetengetriebemechanismus mit einem gestuften Zahnrad als Getriebedifferenzialdrehmechanismus ist es möglich, einfach ein größeres Verringerungsübersetzungsverhältnis einzurichten.
  • Ferner können der erste und der zweite Motor koaxial zu der Brennkraftmaschine angeordnet sein und kann der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus koaxial zu dem ersten und dem zweiten Motor zwischen dem ersten Motor und dem zweiten Motor angeordnet sein. Es ist dadurch möglich, die gesamte Leistungsabgabevorrichtung mit einer kompakteren Konfiguration zur Verfügung zu stellen.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann in dem Fall, dass die Brennkraftmaschine, der erste und der zweite Motor und der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus koaxial zueinander angeordnet sind, die Leistungsabgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner folgendes aufweisen: eine Hohlwelle, die mit einem des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus verbunden ist, wobei die Hohlwelle ebenso mit dem Eingangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus verbunden ist; und eine Kopplungswelle, die mit dem anderen des ersten und des zweiten Elements verbunden ist, wobei die Kopplungswelle sich durch die Hohlwelle und den Getriebedifferenzialdrehmechanismus in Richtung auf die Antriebswelle erstreckt. Der Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus kann selektiv eines oder beide des Ausgangselements des Getriebedifferenzialmechanismus und der Kopplungswelle mit der Antriebswelle koppeln. Da somit Leistung von dem ersten Element und Leistung von dem zweiten Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus näherungsweise koaxial und in derselben Richtung abgegeben werden können, ist es möglich, den Getriebemechanismus näherungsweise koaxial zu der Brennkraftmaschine, dem ersten und dem zweiten Motor und dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus anzuordnen. Demgemäß ist diese Konfiguration sehr geeignet für ein Fahrzeug, das hauptsächlich durch seine Hinterräder angetrieben wird.
  • Ebenso kann in dem Fall, dass die Brennkraftmaschine, der erste und der zweite Motor und der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus koaxial zueinander angeordnet sind, der Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus folgendes aufweisen: eine Übertragungswelle, die sich näherungsweise parallel zu den Drehwellen des ersten und des zweiten Motors erstreckt und die mit dem Eingangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus verbunden ist; einen ersten Parallelwellengetriebestrang, der eines des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Übertragungswelle koppelt; einen zweiten Parallelwellengetriebestrang, der mit dem anderen des ersten und des zweiten Elements gekoppelt ist; und einen Umschaltmechanismus, der selektiv zwischen einem ersten Kopplungszustand, in welchem die Übertragungswelle und die Antriebswelle gekoppelt sind, einem zweiten Kopplungszustand, in welchem der zweite Parallelwellengetriebestrang und die Antriebswelle gekoppelt sind, und einem dritten Kopplungszustand, in welchem sowohl die Übertragungswelle als auch der zweite Parallelwellengetriebestrang mit der Antriebswelle gekoppelt sind, umschalten kann. Wenn der Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus die vorstehend erwähnte Übertragungswelle, die zwei Parallelwellengetriebestränge und den Umschaltmechanismus aufweist, wie vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Leistungsabgabevorrichtung als Zweiwellenvorrichtung durch Anordnen des Umschaltmechanismus und des Getriebedifferenzialdrehmechanismus um die Übertragungswelle herum zu konfigurieren, so dass dieser koaxial damit ist, und auch wenn die Brennkraftmaschine, der erste und der zweite Motor und der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus näherungsweise koaxial angeordnet sind, kann eine Vergrößerung in der axialen Richtung (der Abmessungen in der Breitenrichtung) der Leistungsabgabevorrichtung unterdrückt werden. Demgemäß ist die Leistungsabgabevorrichtung kompakt und hat eine hervorragende Montierbarkeit und ist sehr geeignet für ein Fahrzeug, das hauptsächlich durch seine Vorderräder angetrieben wird. Ferner macht es das Koppeln des ersten oder des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Übertragungswelle durch die Parallelwellengetriebestränge ebenso möglich, ein Drehzahlverhältnis zwischen dem ersten Element oder dem zweitem Element und der Übertragungswelle frei einzustellen.
  • Ferner kann die Leistungsabgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen Fixiermechanismus aufweisen, der eine der Drehwelle des ersten Motors und der Drehwelle des zweiten Motors drehfest fixieren kann. Wenn somit das erste oder das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, das mit dem ersten Motor oder dem zweiten Motor verbunden ist, der nicht dem Fixiermechanismus entspricht, mit der Antriebswelle durch den Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus gekoppelt ist, kann unter Verwendung des Fixiermechanismus zum drehfesten Fixieren der Drehwelle des zweiten Motors oder des ersten Motors entsprechend dem Fixiermechanismus Leistung von der Brennkraftmaschine mechanisch (direkt) auf die Antriebswelle mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis übertragen werden. Daher kann die Leistungsabgabevorrichtung die Leistungsübertragungseffizienz vorzüglich in einem breiteren Antriebsbereich verbessern.
  • Ebenso kann die Leistungsabgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen Verbindungs-/Trennungsmechanismus aufweisen, der zum Durchführen einer Verbindung und einer Lösung der Verbindung zwischen dem ersten Motor und dem ersten Element in der Lage ist; und zu einer Verbindung und einer Lösung der Verbindung zwischen dem zweiten Motor und dem zweiten Element in der Lage ist; und einer Verbindung und einer Lösung der Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine und dem dritten Element in der Lage ist. Gemäß der Leistungsabgabevorrichtung, die einen solchen Verbindungs-/Trennungsmechanismus hat, wird durch Verursachen, dass der Verbindungs-/Trennungsmechanismus die vorstehend erwähnte Verbindung löst, eine Funktion des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus zum in wesentlichen Trennen der Brennkraftmaschine von dem ersten und dem zweiten Motor und dem Getriebemechanismus gestatten. Das gestattet, dass die Leitungsabgabevorrichtung verursacht, dass der Verbindungs-/Trennungsmechanismus die vorstehend genannte Verbindung löst und die Brennkraftmaschine anhält. Dadurch kann Leistung von zumindest einem des ersten und des zweiten Motors effektiv auf die Antriebswelle unter Verwendung des Getriebemechanismus zum Ändern der Drehzahl der Leistung übertragen werden. Daher kann die Leistungsabgabevorrichtung das maximale Drehmoment und dergleichen, das von dem ersten und dem zweiten Motor verlangt wird, verringern und somit weitergehend den ersten und den zweiten Motor miniaturisieren.
  • Ferner kann ein Element aus dem ersten und dem zweiten Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, in das ein größeres Drehmoment von dem dritten Element eingeleitet wird, das mit der Kraftmaschine verbunden ist, mit dem ersten Motor oder dem zweiten Motor durch einen Verringerungsmechanismus verbunden sein, der Drehungen einer Drehwelle des ersten Motors oder des zweiten Motors verringert. Wenn somit das Element, für das das Verteilungsverhältnis des Drehmoments von der Brennkraftmaschine größer aus dem ersten und dem zweiten Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ist, mit dem ersten oder dem zweiten Motor über den Verringerungsmechanismus verbunden ist, ist es möglich, eine Drehmomentlast an dem ersten oder dem zweiten Motor, der mit dem Verringerungsmechanismus verbunden ist, effektiv zu verringern und den relevanten Motor zu miniaturisieren und dessen Leistungsverlust zu verringern.
  • In diesem Fall kann der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ein Doppelritzelplanetengetriebemechanismus mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Träger sein, der zumindest ein Paar aus zwei Ritzeln fällt, die miteinander kämmend eingreifen und von denen eines mit dem Sonnenrad und das andere mit dem Hohlrad kämmend eingreift, und wobei das erste Element eines des Sonnenrads und des Trägers ist, das zweite Element das andere des Sonnenrads und des Trägers ist und das dritte Element das Hohlrad ist. Und der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus kann so konfiguriert werden, dass dann, wenn ein Übersetzungsverhältnis des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, das ein Wert ist, der durch Teilen der Anzahl von Zähnen des Sonnenrads durch eine Anzahl von Zähnen des Hohlrads berechnet wird, als ρ angenommen wird, ρ < 0.5 gilt; und wobei der Verringerungsmechanismus so konfiguriert werden kann, dass ein Verringerungsübersetzungsverhältnis ein Wert wird, der nah an ρ/(1 – ρ) wird, wobei der Verringerungsmechanismus zwischen dem ersten Motor oder dem zweiten Motor und dem Träger angeordnet ist. Gemäß dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, der solche Eigenschaften hat, ist das Verteilungsverhältnis des Drehmoments von der Brennkraftmaschine größer für den Träger als für das Sonnenrad. Demgemäß ist es durch Anordnen des Verringerungsmechanismus zwischen dem Träger und dem ersten oder dem zweiten Motor möglich, den relevanten ersten oder zweiten Motor zu miniaturisieren und dessen Leistungsverlust zu verringern. Ferner ist es durch Ausführen des Verringerungsübersetzungsverhältnisses des Verringerungsmechanismus auf einen Wert, der nah an ρ/(1 – ρ) liegt, möglich, die Eigenschaften des ersten und des zweiten Motors näherungsweise identisch auszuführen. Es ist dadurch möglich, die Produktivität mit Bezug auf die Leistungsabgabevorrichtung zu verbessern und ebenso die Kosten zu verringern. Ferner kann der Leistungsverteilungsmechanismus, der ein Doppelritzelplanetengetriebemechanismus ist, so konfiguriert werden, dass dann, wenn ein Übersetzungsverhältnis des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, das ein Wert ist, der durch Teilen einer Anzahl von Zähnen des Sonnenrads durch die Anzahl von Zähnen des Hohlrads berechnet wird, als ρ angenommen wird, ρ > 0.5 gilt; und wobei in diesem Fall der Verringerungsmechanismus so konfiguriert werden kann, dass ein Verringerungsübersetzungsverhältnis ein Wert wird, der nah an (1 – ρ)/ρ, wobei der Verringerungsmechanismus zwischen dem ersten Motor oder dem zweiten Motor und dem Sonnenrad angeordnet werden kann.
  • Ebenso kann der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus einen Einzelritzelplanetengetriebemechanismus mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad oder einem Träger sein, der zumindest ein Ritzel hält, das sowohl mit dem Sonnenrad als auch dem Hohlrad kämmend eingreift, bei welchem das erste Element eines des Sonnenrads und des Hohlrads sein kann, das zweite Element das andere des Sonnenrads und des Hohlrads sein kann und das dritte Element der Träger sein kann; und wobei der Verringerungsmechanismus so konfiguriert ist, dass er ein Verringerungsübersetzungsverhältnis hat, das nah an einem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus liegt, das ein Wert ist, der durch Teilen einer Anzahl von Zähnen des Sonnenrads durch eine Anzahl von Zähnen des Hohlrads berechnet wird, wobei der Verringerungsmechanismus zwischen dem ersten oder dem zweiten Motor und dem Hohlrad angeordnet werden kann. Gemäß dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, der solche Eigenschaften hat, ist das Verteilungsverhältnis des Drehmoments von der Brennkraftmaschine für das Hohlrad größer als für das Sonnerad. Demgemäß ist es durch Anordnen des Verringerungsmechanismus zwischen dem Hohlrad und dem ersten oder dem zweiten Motor möglich, den relevanten ersten oder zweiten Motor zu miniaturisieren und dessen Leistungsverlust zu verringern. Ferner ist es durch Ausführen des Verringerungsübersetzungsverhältnisses des Verringerungsmechanismus auf einen Wert, der nah an ρ liegt, möglich, die Eigenschaften des ersten und des zweiten Motors näherungsweise identisch auszuführen. Es ist dadurch möglich, die Produktivität mit Bezug auf die Leistungsabgabevorrichtung zu verbessern und ebenso die Kosten zu verringern.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein Hybridfahrzeug gerichtet. Das Hybridfahrzeug weist eine Leistungsabgabevorrichtung auf, die vorstehend beschrieben ist, und weist Antriebsräder auf, die durch Leistung von der Antriebswelle angetrieben werden. Da die Leistungsabgabevorrichtung, die in dem Hybridfahrzeug montiert ist, einfach und kompakt mit einer hervorragenden Montierbarkeit ist, und die Leistungsübertragungseffizienz über einen breiteren Antriebsbereich verbessern kann, kann das Hybridfahrzeug vorzüglich den Kraftstoffverbrauch und die Antriebsleistung verbessern.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Beziehung einer Drehzahl und eines Drehmoments von Hauptelementen eines Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und eines Getriebes 60 zeigt, wenn das Drehzahlverhältnis des Getriebes 60 in einer Hochschaltrichtung gemäß der Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs geändert wird, wenn das Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem Betrieb einer Kraftmaschine 22 fährt;
  • 3 ist eine erläuternde Zeichnung, die der 2 ähnlich ist;
  • 4 ist eine erläuternde Zeichnung, die der 2 ähnlich ist;
  • 5 ist eine erläuternde Zeichnung, die der 2 ähnlich ist;
  • 6 ist ein Diagramm, das Einstellzustände einer Kupplungsposition einer Kupplung C0 und einer Kupplung C1 eines Getriebes 60 zeigt, wenn eine Hybridfahrzeug 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel fährt;
  • 7 ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Beispiel eines Liniendiagramms zeigt, das eine Beziehung einer Drehzahl und eines Drehmoments zwischen einem individuellen Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und einem individuellen Element des Verringerungsgetriebemechanismus 50 zeigt, wenn der Motor MG2 als Generator funktioniert und der Motor MG1 als Motor funktioniert;
  • 8 ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Beispiel eines Liniendiagramms zeigt, das eine Beziehung einer Drehzahl und eines Drehmoments zwischen einem individuellen Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und einem individuellen Element eines Verringerungsgetriebemechanismus 50 zeigt, wenn ein Motor MG1 als Generator funktioniert und der Motor MG2 als Motor funktioniert;
  • 9 ist eine erläuternde Zeichnung zum Erklären eines Motorantriebsmodus des Hybridfahrzeugs 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels;
  • 10 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20A, das eine Variation des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist;
  • 11 ist ein Diagramm, das Einstellzustände von Kupplungspositionen und dergleichen einer Kupplung C0', einer Bremse B0 und von Kopplungen C1a, C1b eines Getriebes 60a zeigt, wenn ein Hybridfahrzeug (20a) gemäß einem Abwandlungsbeispiel fährt;
  • 12 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20B, das eine Variation des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist;
  • 13 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20C, das eine Variation des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist.
  • Bester Weg zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden wird der beste Weg zum Ausführen der Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20 gemäß einem vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Hybridfahrzeug 20, das in dieser Figur gezeigt ist, ist als hinterradgetriebenes Fahrzeug konfiguriert und weist eine Kraftmaschine 22, die in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet ist; einen Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus (Differenzialdrehmechanismus) 40, der mit einer Kurbelwelle 26 verbunden ist, die eine Ausgangswelle der Kraftmaschine 22 ist; einen erzeugungsfähigen Motor MG1, der mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 verbunden ist; einen erzeugungsfähigen Motor MG2, der koaxial zu dem Motor MG1 angeordnet ist und mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 durch den Verringerungsgetriebemechanismus 50 verbunden ist; ein Getriebe 60, das Leistung von dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 auf eine Antriebswelle 66 mit einer Änderung des Drehzahlverhältnisses übertragen kann; und eine Hybridelektroniksteuereinheit (im Folgenden als „Hybrid-ECU” bezeichnet) 70 zum Steuern des gesamten Hybridfahrzeugs 20 und dergleichen auf.
  • Die Kraftmaschine 22 ist eine Brennkraftmaschine, die Leistung durch Aufnehmen einer Zufuhr eines Kohlenwasserstoffkraftstoffs, wie zum Beispiel Benzin und Dieselöl abgibt, und eine Steuerung einer Kraftstoffeinspritzmenge, einer Zündzeitabstimmung, einer Einlassluftmenge und dergleichen von einer Kraftmaschinenelektroniksteuereinheit (im Folgenden als „Kraftmaschinen-ECU” bezeichnet) 24 empfängt. Die Kraftmaschinen-ECU 24 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren, die mit Bezug auf die Kraftmaschine 22 vorgesehen sind, und erfasst einen Betriebszustand der Kraftmaschine 22.
  • Darüber hinaus kommuniziert die Kraftmaschine-ECU 24 mit der Hybrid-ECU 70, steuert den Betrieb der Kraftmaschine 22 auf der Grundlage vom Steuersignalen von der Hybrid-ECU 70 und der Signale von den vorstehend genannten Sensoren und gibt Daten hinsichtlich des Betriebszustands der Kraftmaschine 22 nach Bedarf an die Hybrid-ECU 70 ab.
  • Der Motor MG1 und der Motor MG2 sind jeweils als bekannter Synchrongenerator-/Motor konfiguriert, die nicht nur als Generator sondern ebenso als Motor arbeiten können; und führen elektrische Leistung zu einer Batterie 35, die eine Sekundärbatterie ist, durch Wandler 31 und 32 zu und nehmen diese von diesen auf. Energieversorgungsleitungen 39, die die Wandler 31 und 32 und die Batterie 35 verbinden, sind als Positivelektrodenbusleitung und Negativelektrodenbusleitung konfiguriert, die von den individuellen Wandlern 31 und 32 gemeinsam genutzt werden; und die Konfiguration ist derart, dass die Leistung, die durch einen der Motoren MG1 und MG2 erzeugt wird, durch den anderen Motor verbraucht werden kann. Daher wird die Batterie 35 mit elektrischer Leistung geladen, die durch einen der Motoren MG1 und MG2 erzeugt wird, und wird aufgrund eines elektrischen Leistungsmangels entladen. Wenn der elektrische Leistungsverbrauch und die Erzeugung im Gleichgewicht zwischen den Motoren MG1 und MG2 stehen, wird angenommen, dass die Batterie 35 weder geladen noch entladen wird. Sowohl der Motor MG1 als auch der Motor MG2 werden durch eine Motorelektroniksteuereinheit (im Folgenden als „Motor-ECU” bezeichnet) 30 antriebsmäßig gesteuert. Den Motor-ECU 30 empfängt ein Signal, das für das antriebsmäßige Steuern der Motoren MG1 und MG2 notwendig ist, beispielsweise ein Signal von Drehpositionserfassungssensoren 33 und 34 zum Erfassen einer Drehposition eines Rotors der Motoren MG1 und MG2; und einen Phasenstrom, der durch einen Stromsensor (nicht gezeigt) erfasst wird und zu den Motoren MG1 und MG2 zugeführt wird. Die Motor-ECU 30 gibt ein Umschaltsteuersignal an die Wandler 31 und 32 und dergleichen ab. Die Motor-ECU 30 führt eine Drehzahlberechnungsroutine (nicht gezeigt) auf der Grundlage eines Signals aus, das von den Drehpositionserfassungssensoren 30 und 34 abgegeben wird, und berechnet die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Rotoren der Motoren MG1 und MG2. Darüber hinaus kommuniziert die Motor-ECU 30 mit der Hybrid-ECU 70, steuert die Motoren MG1 und MG2 auf der Grundlage der Steuersignale von der Hybrid-ECU 70 antriebsmäßig und gibt Daten hinsichtlich der Betriebszustände der Motoren MG1 und MG2 an die Hybrid-ECU 70 nach Bedarf ab.
  • Die Batterie 35 wird durch eine Batterieelektroniksteuereinheit (im Folgenden als „Batterie-ECU” 36 bezeichnet) verwaltet. Die Batterie-ECU 36 empfängt ein Signal, das zum Verwalten der Batterie 35 notwendig ist, beispielsweise eine Anschlussspannung von einem Spannungssensor (nicht gezeigt), der zwischen den Anschlüssen der Batterie 35 vorgesehen ist; einen Lade-Entlade-Strom von einem Stromsensor (nicht gezeigt), der an der Energieversorgungsleitung 39 vorgesehen ist, die mit einem Ausgangsanschluss der Batterie 35 verbunden ist; eine Batterie-Temperatur Tb von einem Temperatursensor 37, der an der Batterie 35 angebracht ist, und dergleichen. Die Batterie-ECU 36 gibt Daten bezüglich eines Zustands der Batterie 35 an die Hybrid-ECU 70 und die Kraftmaschinen-ECU 24 nach Bedarf durch eine Kommunikation ab. Ferner berechnet die Batterie-ECU 36 einen Ladezustand (SOC) auf der Grundlage eines integrierten Werts von Lade- und Entladeströmen, die durch den Stromsensor erfasst werden, um die Batterie 35 zu verwalten.
  • Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist in einem Getriebegehäuse (nicht gezeigt) gemeinsam mit den Motoren MG1 und MG2, dem Verringerungsgetriebemechanismus 50 und dem Getriebe 60 aufgenommen und ist koaxial zu der Kurbelwelle 26 mit einem vorbestimmten Abstand von der Kraftmaschine 22 beabstandet angeordnet. Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Doppelritzelplanetengetriebemechanismus, der ein Sonnenrad 41, das ein Außenzahnrad ist; ein Hohlrad 42, das ein Innenzahnrad ist, das konzentrisch zu dem Sonnenrad 41 angeordnet ist; und einen Träger 45 aufweist, der drehbar und verzahnungsfähig zumindest ein Paar der zwei Ritzel 43 und 44 hält, die miteinander kämmend eingreifen, von denen eines mit dem Sonnenrad 41 kämmend eingreift und das andere mit dem Hohlrad 42 kämmend eingreift; und ist so konfiguriert, dass das Sonnenrad (das erste Element), das Hohlrad 42 (das dritte Element) und der Träger 45 (das zweite Element) sich differentiell zueinander drehen können. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 so konfiguriert, dass das Übersetzungsverhältnis ρ (ein Wert, der durch Teilen der Anzahl von Zähnen des Sonnenrads 41 durch die Anzahl von Zähnen des Hohlrads 42) ρ < 0,5 erfüllt. Der Motor MG1 (ein hohler Rotor), der als erster Motor dient, ist mit dem Sonnenrad 41, das ein erstes Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, durch eine Hohlwelle 46 des ersten Motors und einen Hohlwelle 41a des Sonnenrads verbunden, die eine Reihe von Hohlwellen bilden, die sich von dem Sonnenrad 41 zu der entgegengesetzten Seite (einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs) der Kraftmaschine 22 erstrecken. Darüber hinaus ist der Motor MG2 (ein hohler Rotor), der als zweiter Motor dient, mit dem Träger 45, der das zweite Element ist, durch den Verringerungsgetriebemechanismus 50, der zwischen dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und der Kraftmaschine 22 vorgesehen ist, und eine Hohlwelle (zweite Welle) 55 des zweiten Motors verbunden, die sich in Richtung auf die Kraftmaschine 22 von dem Verringerungsgetriebemechanismus 50 (dem Sonnenrad 51) erstreckt. Ferner ist die Kurbelwelle 26 der Kraftmaschine 22 mit dem Hohlrad 42, das ein drittes Element ist, durch einen Dämpfer 28 und die Hohlradwelle 42a verbunden, die sich durch die zweite Motorwelle 55 und den Motor MG2 erstreckt.
  • Der Verringerungsgetriebemechanismus 50 ist ein Einzelritzelplanetengetriebemechanismus mit einem Sonnenrad 51, das ein Außenzahnrad ist; einem Hohlrad 52, das ein Innenzahnrad ist, das konzentrisch zu dem Sonnenrad 51 angeordnet ist; und einer Vielzahl von Ritzeln 53, die sowohl mit dem Sonnenrad 51 als auch mit dem Hohlrad 52 kämmend eingreifen; und einem Träger 54, der drehbar und verzahnungsfähig die Vielzahl der Ritzel 53 hält. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verringerungsgetriebemechanismus 50 so konfiguriert, dass ein Verringerungsübersetzungsverhältnis (eine Anzahl von Zähnen des Sonnenrads 51/Anzahl von Zähnen des Hohlrads 52) von diesem dann, wenn das Übersetzungsverhältnis des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 als ρ angenommen wird, ein Wert wird, der nah an ρ/(1 – ρ) liegt. Das Sonnenrad 51 des Verringerungsgetriebemechanismus 50 ist mit einem Rotor des Motors MG2 durch die vorstehend beschriebene zweite Motorwelle 55 verbunden. Darüber hinaus ist das Hohlrad 52 des Verringerungsgetriebemechanismus 50 mit dem Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 fixiert. Dadurch wird der Verringerungsgetriebemechanismus 50 im Wesentlichen mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 integriert. Der Träger 54 des Verringerungsgetriebemechanismus 50 ist mit Bezug auf das Getriebegehäuse fixiert. Dadurch wird durch den Betrieb des Verringerungsgetriebemechanismus 50 die Drehzahl der Leistung von dem Motor MG2 verringert und in den Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 eingeleitet; und wird gleichzeitig die Drehzahl der Leistung von dem Träger 45 erhöht und wird in den Motor MG2 eingeleitet. Es ist anzumerken, dass, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt ist, die Leistungsabgabevorrichtung durch Anordnen des Verringerungsgetriebemechanismus 50 zwischen dem Motor MG2 und dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40, so dass dieser integral mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ausgebildet ist, kompakter ausgeführt werden kann.
  • Darüber hinaus ist, wie in 1 gezeigt ist, eine Kupplung C0, die als Verbindungs-/Trennungsmechanismus funktioniert, zwischen der Sonnenradwelle 41a und der ersten Motorwelle 46 vorgesehen, um eine Verbindung und eine Lösung der Verbindung dazwischen durchzuführen, und funktioniert die Kupplung C0 ebenso als Fixiermechanismus, der die erste Motorwelle 46 (das Sonnenrad 41), die die Drehwelle des Motors MG1 ist, drehfest zu fixieren. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kupplung C0 beispielsweise als Klauenkupplung konfiguriert, die eine Klaue, die mit einem führenden Ende (einem rechten Ende in der Figur) der Sonnenradwelle 41a fixiert ist, eine Klaue, die mit einem Ende (einem linken Ende in der Figur) der ersten Motorwelle 46 fixiert ist, einer Fixierklaue, die mit dem Getriebegehäuse fixiert ist, und einem Eingriffselement versehen ist, das mit diesen Klauen kämmend eingreifen kann und das durch ein elektrisches, elektromagnetisches oder hydraulisches Stellglied 100 angetrieben wird. Wie in 1 gezeigt ist, kann die Kupplungsposition als Position des Eingriffselements selektiv zwischen einer „L-Position”, einer „M-Position” und einer „R-Position” umgeschaltet werden. Wenn die Kupplungsposition der Kupplung C0 des vorliegenden Ausführungsbeispiels auf die L-Position gestellt ist, wird nämlich insbesondere eine Verbindung zwischen der Klaue der Sonnenradwelle 41a und der Klaue der ersten Motorwelle 46 durch das Eingriffselement, nämlich die Verbindung zwischen dem Motor MG1 und dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 gelöst. Wenn die Kupplung C0 die Verbindung zwischen der Sonnenradwelle 41a und der ersten Motorwelle 46 auf diese Weise löst, wird die Verbindung zwischen dem Motor MG1, der als der erste Motor dient, und dem Sonnenrad 41, das ein erstes Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, gelöst. Kurz gesagt kann eine Funktion des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 im Wesentlichen die Kraftmaschine 22 von den Motoren MG1 und MG2 und dem Getriebe 60 trennen. Wenn ferner die Kupplungsposition der Kupplung C0 auf die M-Position gestellt ist, werden die Klaue der Sonnenradwelle 41a und die Klaue der ersten Motorwelle 46 mit weniger Verlust durch das Eingriffselement verbunden und werden dadurch der Motor MG1 und das Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 verbunden. Wenn ferner die Kupplungsposition der Kupplung C0 auf die R-Position gestellt ist, werden die Klaue der Sonnenradwelle 41a, die Klaue der ersten Motorwelle 46 und die Fixierklaue mit weniger Verlust durch das Eingriffselement verbunden und ist es dadurch möglich, das Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, oder die erste Motorwelle 46 (den Motor MG1) drehfest zu fixieren.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, erstreckt sich die erste Motorwelle 46, die mit dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 durch die Kupplung C0 gekoppelt werden kann, weitergehend von dem Motor MG1 zu einer entgegengesetzten Seite (einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs) der Kraftmaschine 22 und ist mit dem Getriebe 60 verbunden. Darüber hinaus erstreckt sich eine Trägerwelle (eine Kopplungswelle) 45a von dem Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 zu einer entgegengesetzten Seite (einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs) der Kraftmaschine 22 durch die Hohlwelle 41a des Sonnenrads und die erste Motorwelle 46 und kann die Trägerwelle 45a ebenso mit dem Getriebe 60 verbunden werden. Dadurch ist der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen den Motoren MG1 und MG2 angeordnet, die koaxial zueinander angeordnet sind, und ist koaxial zu den beiden Motoren MG1 und MG2 angeordnet; und ist die Kraftmaschine 22 koaxial zu dem Motor MG2 angeordnet und weist zu dem Getriebe 60 mit dem dazwischen liegenden Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind nämlich die Bauteile der Leistungsabgabevorrichtung, wie z. B. die Kraftmaschine 22, die Motoren MG1 und MG2, der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und das Getriebe 60 im Wesentlichen koaxial zueinander beginnend von der Kraftmaschine 22, dem Motor MG2 (dem Verringerungsgetriebemechanismus 50), dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40, dem Motor MG1 und dem Getriebe 60 in dieser Reihenfolge beginnend an dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet. Das gestattet, die Leistungsabgabevorrichtung mit einer kompakten Abmessung auszuführen, die eine hervorragende Montierbarkeit hat, die für das Hybridfahrzeug 20 vorzuziehen ist, das hauptsächlich durch das Antreiben der Hinterräder fährt.
  • Das Getriebe 60 weist einen Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 auf, der ein Einzelritzelplanetengetriebemechanismus (Verringerungsmechanismus) ist, der die Drehzahl einer eingeleiteten Leistung gemäß einem vorbestimmten Verringerungsübersetzungsverhältnis verringern kann und die sich ergebende Leistung abgeben kann, und eine Kupplung C1, die als Kopplungsmechanismus dient. Der Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 weist ein Sonnenrad 61, das ein Eingangselement ist, ein Hohlrad 63, das ein Fixierelement ist, das konzentrisch zu dem Sonnenrad 62 angeordnet ist, und einen Träger 65 auf, der ein Ausgangselement ist, das eine Vielzahl von Ritzeln 64 hält, die sowohl mit dem Sonnenrad 62 als auch dem Hohlrad 63 in kämmendem Eingriff sind, und ist so konfiguriert, dass das Sonnrad 62, das Hohlrad 63 und der Träger 65 sich differentiell zueinander drehen können. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Sonnenrad 62 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 mit der ersten Motorwelle 46 verbunden. Das Hohlrad 63 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 ist drehfest mit Bezug auf das Getriebegehäuse fixiert. Ferner ist eine Hohlwelle 65a des Trägers, die sich in Richtung auf den hinteren Abschnitt des Fahrzeugs erstreckt, mit dem Träger 65 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 verbunden. Eine Trägerwelle 45a, die sich von dem Träger 45, der ein zweites Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, erstreckt, tritt durch die erste Motorwelle 46 und die Trägerwelle 65a.
  • Die Kupplung C1 ermöglicht ein selektives Koppeln mit der Antriebswelle 66 von einem oder beiden Elementen bestehend aus dem Träger 65 (der Trägerwelle 65a), der das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 ist, und dem Träger 45 (der Trägerwelle 45a), der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ist. Genauer gesagt ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kupplung C1 beispielsweise als Klauenkupplung konfiguriert, die eine Klaue, die mit einem führenden Ende (einem rechten Ende in der Figur) der Trägerwelle 65a fixiert ist, die mit dem Träger 65 des Getriebedifferenzialmechanismus 61 verbunden ist, eine Klaue, die mit einem führenden Ende (einem rechten Ende in der Figur) einer Trägerwelle 45a fixiert ist, die von einem entfernten Ende des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 vorsteht, nämlich der Trägerwelle 65a, eine Klaue, die an der Antriebswelle 66 angebracht ist, so dass diese an dem Umfang der Klaue der Trägerwelle 65a und der Klaue der Trägerwelle 45a positioniert ist, und ein Eingriffselement aufweist, das mit diesen Klauen kämmend eingreifen kann und das durch ein elektrisches, elektromagnetisches oder hydraulisches Stellglied 101 angetrieben wird. Wie in 1 gezeigt ist, kann die Kupplungsposition als Position des Eingriffselements selektiv zwischen einer „L-Position”, einer „M-Position” und einer „R-Position” umgeschaltet werden. Wenn die Kupplungsposition der Kupplung C1 des Getriebes 60 auf die „L-Position” gestellt ist, werden nämlich insbesondere die Klaue der Trägerwelle 65a, die mit dem Träger 65 verbunden ist, der das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 ist, und die Klaue der Antriebswelle 66 mit weniger Verlust durch das Eingriffselement gekoppelt. Wenn daher die Kupplung C0 verbunden wird, wird das Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ist, mit der Antriebswelle 66 durch die Sonnenradwelle 41a, die erste Motorwelle 46, den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 und die Kupplung C1 gekoppelt (im Folgenden wird dieser Zustand der Kopplung durch die Kupplung C1 geeignet als „erster Kopplungszustand” bezeichnet). Wenn ferner die Kupplungsposition der Kupplung C1 auf die M-Position gestellt wird, werden die Klaue der Trägerwelle 65a, die Klaue der Trägerwelle 45a von dem Träger 45, das das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, und die Klaue der Antriebswelle 66 mit weniger Verlust durch das Eingriffselement verbunden und werden dadurch sowohl die Trägerwelle 65a als auch die Trägerwelle 45a mit der Antriebswelle 66 verbunden. Darüber hinaus wird in diesem Fall, wenn die Kupplung C0 verbunden ist, das Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 mit der Antriebswelle 66 durch die Kupplung C1 durch den Getriebedifferenzialmechanismus 61 gekoppelt und wird ebenso der Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 direkt mit der Antriebswelle 66 gekoppelt (im Folgenden wird dieser Zustand der Kopplung durch die Kupplung C1 geeignet als „dritter Kopplungszustand” bezeichnet). Wenn ferner die Kupplungsposition der Kupplung C1 auf die R-Position gestellt wird, werden die Klaue der Trägerwelle 45a und die Klaue der Antriebswelle 66 mit weniger Verlust durch das Eingriffselement gekoppelt und werden dadurch der Träger 45, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, und die Antriebswelle 66 durch die Trägerwelle 45a und die Kupplung C1 gekoppelt (im Folgenden wird dieser Zustand der Kopplung durch die Kupplung C1 geeignet als „zweiter Kopplungszustand” bezeichnet). Es ist anzumerken, dass, wie in 1 gezeigt ist, die Antriebswelle 66 mit Hinterrädern 69a und 69b als Antriebsräder durch ein Differenzialgetriebe 68 verbunden ist.
  • Die Hybrid-ECU 70 ist als Mikroprozessor um eine CPU 72 herum konfiguriert und weist zusätzlich zu der CPU 72 einen ROM 74 zum Speichern eines Verarbeitungsprogramms; einen RAM 76 zum zeitweiligen Speichern von Daten; einen Eingabe-/Ausgabeanschluss (nicht gezeigt); und einen Kommunikationsanschluss (nicht gezeigt) auf. Die Hybrid-ECU 70 empfängt ein Zündsignal von einem Zündschalter (Startschalter) 80; eine Schaltposition SP von einem Schaltpositionssensor 82 zum Erfassen der Schaltposition SP, die eine Betätigungsposition eines Schalthebels 81 ist; eine Beschleunigeröffnung Acc von einem Beschleunigerpedalpositionssensor 84 zum Erfassen des Auslenkungsbetrags eines Beschleunigerpedals 83; eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositionssensor 86 zum Erfassen des Auslenkungsbetrags eines Bremspedals 85; und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 87 durch den Eingabeanschluss. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Hybrid-ECU 70 mit der Kraftmaschinen-ECU 24, der Motor-ECU 30 und der Batterie-ECU 36 durch einen Kommunikationsanschluss verbunden und sendet und empfängt verschiedene Arten von Steuersignalen und Daten zu und von der Kraftmaschinen-ECU 24, der Motor-ECU 30 und der Batterie-ECU 36. Darüber hinaus steuert die Hybrid-ECU 70 ebenso das Stellglied 100, 101 und 102, die die Bremse B0, die Kupplung C0 und die Kupplung C1 des Getriebes 60 antreiben.
  • Als nächstes wird der Betrieb des Hybridfahrzeugs 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 2 bis 9 beschrieben.
  • Die 2 bis 5 sind erläuternde Zeichnungen, die jeweils eine Beziehung einer Drehzahl und eines Drehmoments von Hauptelementen des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und des Getriebes 60 zeigen, wenn das Drehzahlverhältnis des Getriebes 60 in einer Hochschaltrichtung gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung geändert wird, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit einem Betrieb der Kraftmaschine 22 fährt. 6 ist ein Diagramm, das Einstellzustände der Kupplungsposition der Kupplung C0 oder der Kupplung C1 des Getriebes 60 zeigt, wenn das Hybridfahrzeug 20 fährt. Wenn das Hybridfahrzeug 20 in einem Zustand fährt, der in den 2 bis 5 gezeigt ist, steuert unter einer Gesamtsteuerung der Hybrid-ECU 70 auf der Grundlage des Auslenkungsbetrags des Beschleunigerpedals 83 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V die Kraftmaschinen-ECU 24 die Kraftmaschine 22, steuert die Motor-ECU 30 die Motoren MG1 und MG2 und steuert die Hybrid-ECU 70 direkt die Stellglieder 100 und 101 (die Kupplung C0 und die Kupplung C1 des Getriebes 60). Es ist anzumerken, dass unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 die S-Achse die Drehzahl (Drehzahl Nm1 des Motors MG1, nämlich der ersten Motorwelle 46) des Sonnenrads 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 angibt, die R-Achse die Drehzahl (Drehzahl Ne der Kraftmaschine 22) des Hohlrads 42 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 angibt und die C-Achse eine Drehzahl (Drehzahl des Hohlrads 52 des Verringerungsgetriebemechanismus 50 oder der Trägerwelle 45a) des Trägers 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 angibt. Ferner gibt die Achse 54 eine Drehzahl des Trägers 54 des Verringerungsgetriebemechanismus 50 an und gibt die Achse 51 eine Drehzahl (Drehzahl Nm2 des Motors MG2, nämlich der zweiten Motorwelle 55) des Sonnenrads 51 des Verringerungsgetriebemechanismus 50 an. Ferner gibt die Achse 62 eine Drehzahl des Sonnenrads 62 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 des Getriebes 60 an, geben die Achse 65 und die Achse 66 eine Drehzahl des Trägers 65 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 und der Antriebswelle 66 an und gibt die Achse 63 eine Drehzahl des Hohlrads 63 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 an.
  • Wenn das Hybridfahrzeug 20 einhergehend mit einem Betrieb der Kraftmaschine 22 fährt, wird grundlegend die Kupplung C0 auf die M-Position gestellt und ist der Motor MG1, nämlich die erste Motorwelle 46 mit dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 durch die Sonnenradwelle 41a verbunden. Nachfolgend wird die Kupplung C1 des Getriebes 60 auf die L-Position gestellt (siehe 6), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 20 relativ gering ist. Im Folgenden wird dieser Zustand als „Zustand des ersten Gangs (erster Gang)” des Getriebes 60 bezeichnet (2). In dem Zustand des ersten Gangs ist das Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 durch die Sonnenradwelle 41a der ersten Motorwelle 46, den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 und die Kupplung C1 verbunden. Somit ist es in dem Zustand des ersten Gangs möglich, dass das Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ein Ausgangselement wird und die Motoren MG1 und MG2 so angetrieben und gesteuert werden, dass der Motor MG1, der durch die Kupplung C0 und dergleichen mit dem Sonnenrad 41 verbunden ist, als Motor funktioniert, und dass der Motor MG2, der mit dem Träger 45 verbunden ist, der als Reaktionselement dient, als Generator funktioniert. In diesem Fall nimmt der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 Leistung von der Kraftmaschine 22 durch das Hohlrad 42 auf und verteilt die Leistung auf die Seite des Sonnenrads 41 und die Seite des Trägers 45 gemäß dem Übersetzungsverhältnis ρ und integriert die Leistung von der Kraftmaschine 22 und die Leistung von dem Motor MG1, der als Motor funktioniert, und gibt die integrierte Leistung an die Seite des Sonnenrads 41 ab. Im Folgenden wird der Modus, in welchem der Motor MG1 als Motor funktioniert und der Motor MG2 als Generator funktioniert, als „erster Drehmomentwandlungsmodus” bezeichnet. 7 zeigt ein Beispiel eines Liniendiagramms, das eine Beziehung einer Drehzahl und eines Drehmoments zwischen einem individuellen Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und einem individuellen Element des Verringerungsgetriebemechanismus 50 in dem ersten Drehmomentwandlungsmodus darstellt. Es ist anzumerken, dass in 7 die S-Achse, die R-Achse, die C-Achse, die Achse 54 und die Achse 51 ähnliche Elemente bezeichnen, die in den 2 bis 5 gezeigt sind, ρ ein Übersetzungsverhältnis des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 bezeichnet und ρr ein Verringerungsübersetzungsverhältnis des Verringerungsgetriebemechanismus 50 bezeichnet. Ferner zeigt in 7 ein dicker Pfeil ein Drehmoment an, das an einem individuellen Element wirkt. Ein nach oben weisender Pfeil in der Figur zeigt an, dass der Wert des Drehmoments positiv ist und ein nach unten weisender Pfeil in der Figur zeigt an, dass der Wert des Drehmoments negativ ist (dasselbe wie in den 2 bis 5 und den 8 und 9). In dem ersten Drehmomentwandlungsmodus führen der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und die Motoren MG1 und MG2 eine Drehmomentwandlung an einer Leistung von der Kraftmaschine 22 durch und geben die Leistung an das Sonnenrad 41 ab; und das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine 22 und der Drehzahl des Sonnenrads 41, das das Ausgangselement ist, kann stufenlos und kontinuierlich durch Steuern der Drehzahl des Motors MG2 geändert werden. Die Leistung, die an das Sonnenrad 41 abgegeben wird, wird auf das Sonnenrad 62 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 durch die Sonnenradwelle 41a und die erste Motorwelle 46 abgegeben, und nachdem sie einer Drehzahländerung (Verringerung) mit einem Drehzahlverhältnis (ρx/(1 + ρx)) auf der Grundlage eines Übersetzungsverhältnisses ρx (siehe 2) des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 unterzogen wurde, wird die Leistung an die Antriebswelle 66 abgegeben.
  • In dem Zustand, der in 2 gezeigt ist, insbesondere in einem Zustand, in welchem das Getriebe 60 sich in dem Zustand des ersten Gangs befindet und der Drehmomentwandlungsmodus der erste Drehmomentwandlungsmodus ist, stimmen dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 20 ansteigt, lange vorher die Drehzahl des Trägers 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und die Drehzahl der Antriebswelle 66 (der Trägerwelle 65a) näherungsweise miteinander überein. Als Folge ist es möglich, die Kupplung C1 des Getriebes 60 auf die M-Position zu stellen, um die Klaue (den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61) der Trägerwelle 65a, die Klaue der Trägerwelle 45a und die Klaue der Antriebswelle 66 zu verbinden und sowohl das Sonnenrad 41 als auch den Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 mit der Antriebswelle 66 zu koppeln. In einem Zustand, in welchem die Kupplung C1 des Getriebes 60 auf die M-Position gestellt ist, befinden sich dann, wenn die jeweiligen Anweisungen für die Motoren MG1 und MG2 auf einen Wert von 0 gesetzt sind, wie in 3 gezeigt ist, die Motoren MG1 und MG2 im Leerlauf ohne einen Leistungsbetrieb oder einen regenerativen Betrieb durchzuführen, und kann Leistung (Drehmoment) von der Kraftmaschine 22 mechanisch (direkt) auf die Antriebswelle 66 ohne eine Umwandlung in elektrische Energie mit einem feststehenden (konstanten) Drehzahlverhältnis (einem Drehzahlverhältnis zwischen dem Zustand des ersten Gangs und einem Zustand eines zweiten Gangs, der später beschrieben wird) übertragen werden. Im Folgenden wird ein Modus, in welchem sowohl der Träger 45 als auch das Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 mit der Antriebswelle 66 durch die Kupplung C1 gekoppelt sind, als „Modus mit gleichzeitigem Eingriff” bezeichnet. Insbesondere wird der in 3 gezeigte Zustand als „Zustand mit gleichzeitigem Eingriff des ersten und zweiten Gangs” bezeichnet.
  • In dem Zustand des gleichzeitigen Eingriffs des ersten und zweiten Gangs, der in 3 gezeigt ist, kann, da die Drehzahlen der Trägerwelle 65a und der Trägerwelle 45a übereinstimmen, die Kupplungsposition der Kupplung C1 des Getriebes 60 einfach von der M-Position zu der R-Position umgeschaltet werden, um die Verbindung zwischen der Trägerwelle 65a (dem Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61) und der Antriebswelle 66 zu lösen. Im Folgenden wird ein Zustand, in welchem die Kupplung C0 auf die M-Position gestellt ist, und die Kupplung C1 auf die R-Position gestellt ist, als „Zustand des zweiten Gangs (zweiter Gang)” des Getriebes 60 bezeichnet (4). In dem Zustand des zweiten Gangs ist der Träger 45, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 durch die Trägerwelle 45a und die Kupplung C1 gekoppelt. Somit ist es in dem Zustand des zweiten Gangs möglich, dass der Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ein Ausgangselement wird und die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und gesteuert werden, so dass der Motor MG2, der mit dem Träger 45 verbunden ist, als Motor funktioniert, und der Motor MG1, der mit dem Sonnenrad 41 verbunden ist, das als Reaktionselement dient, als Generator funktioniert. In diesem Fall nimmt der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 Leistung von der Kraftmaschine 22 durch das Hohlrad 42 auf und verteilt die Leistung auf die Seite des Sonnenrads 41 und die Seite des Trägers 45 gemäß dem Übersetzungsverhältnis ρ und integriert die Leistung von der Kraftmaschine 22 und die Leistung von dem Motor MG2, der als Motor funktioniert, und gibt die integrierte Leistung an die Seite des Trägers 45 ab. Im Folgenden wird der Modus, in welchem auf diese Weise der Motor MG2 als Motor funktioniert, und der Motor MG1 als Generator funktioniert, als „zweiter Drehmomentwandlungsmodus” bezeichnet. 8 zeigt ein Beispiel eines Liniendiagramms, das eine Beziehung einer Drehzahl und eines Drehmoments zwischen einem individuellen Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und einem individuellen Element des Verringerungsgetriebemechanismus 50 in dem zweiten Drehmomentwandlungsmodus darstellt. Es ist anzumerken, dass die Bezugszeichen in 8 dieselben wie diejenigen in 7 sind. In dem zweiten Drehmomentwandlungsmodus wird die Leistung der Kraftmaschine 22 der Drehmomentwandlung durch den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und die Motoren MG1 und MG2 unterzogen und wird an den Träger 45 abgegeben; und das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine 22 und der Drehzahl des Trägers 45, der das Ausgangselement ist, kann stufenlos und kontinuierlich durch Steuern der Drehzahl des Motors MG1 geändert werden. Die Leistung, die an den Träger 45 abgegeben wird, wird nachfolgend direkt an die Antriebswelle 66 durch die Trägerwelle 45a und die Kupplung C1 abgegeben.
  • In dem Zustand, der in 4 gezeigt ist, genauer gesagt in einem Zustand, in welchem das Getriebe 60 sich in dem Zustand des zweiten Gangs befindet und der Drehmomentwandlungsmodus der zweite Drehmomentwandlungsmodus ist, nähern sich dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 20 ansteigt, lange vorher die Drehzahlen des Motors MG1, der ersten Motorwelle 46 und des Sonnenrads 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, an einen Wert von 0 an. Als Folge ist es möglich, die Kupplung C0 auf die R-Position zu stellen, um die erste Motorwelle 46 (den Motor MG1) und das Sonnenrad 41 drehfest zu fixieren. Nachfolgend befinden sich in einem Zustand, in welchem die erste Motorwelle 46 und das Sonnenrad 41 unter Verwendung der Kupplung C0 drehfest fixiert sind, während die Trägerwelle 45a mit der Antriebswelle 66 durch die Kupplung C1 gekoppelt verbleibt, wenn eine Drehmomentanweisung für die Motoren MG1 und MG2 auf einen Wert von 0 gesetzt wird, die Motoren MG1 und MG2 im Leerlauf ohne einen Leistungsbetrieb oder einen regenerativen Betrieb durchzuführen, und wird Leistung (Drehmoment) von der Kraftmaschine 22 direkt auf die Antriebswelle 66 ohne eine Umwandlung in elektrische Energie nach dem Unterziehen einer Drehzahländerung mit einem feststehenden (konstanten) Drehzahlverhältnis übertragen (ein Drehzahlverhältnis auf der Grundlage des Übersetzungsverhältnisses ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40). Im Folgenden wird ein Modus, in welchem die erste Motorwelle 46 und das Sonnenrad 41 unter Verwendung der Kupplung C0 drehfest fixiert sind, während die Trägerwelle 45a (der Träger 45) mit der Antriebswelle 66 durch die Kupplung C1 des Getriebes 60 auf diese Weise gekoppelt verbleibt, ebenso als ”Modus mit gleichzeitigem Eingriff” bezeichnet. Insbesondere wird der Zustand, der in 5 gezeigt ist, als ”fixierter Zustand des zweiten Gangs” bezeichnet. Es ist anzumerken, dass dann, wenn das Drehzahlverhältnis des Getriebes 60 in die Herunterschaltrichtung geändert wird, grundsätzlich der umgekehrte Ablauf bezüglich demjenigen gefolgt wird, der vorstehend beschrieben ist.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, da der erste Drehmomentwandlungsmodus und der zweite Drehmomentwandlungsmodus abwechselnd einhergehend mit einer Umschaltung zwischen dem Zustand des ersten Gangs und des zweiten Gangs des Getriebes 60 umgeschaltet werden, insbesondere wenn die Drehzahl Nm1 oder Nm2 des Motors MG1 oder MG2, der als Motor funktioniert, erhöht wird, verhindert werden, dass die Drehzahl Nm2 oder Nm1 des Motors MG2 oder MG1, der als Generator funktioniert, einen negativen Wert hat. Daher kann das Hybridfahrzeug 20 das Auftreten einer Leistungszirkulation unterdrücken, bei der, wenn die Drehzahl des Motors MG2 in dem ersten Drehmomentwandlungsmodus negativ wird, der Motor MG1 einen Teil der Leistung verwendet, die an das Sonnenrad 41 abgegeben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, und der Motor MG2 die elektrische Leistung, die durch den Motor MG1 erzeugt wird, verbraucht und die Leistung abgibt; und eine Leistungszirkulation, bei der, wenn die Drehzahl des Motors MG1 in dem zweiten Drehmomentwandlungsmodus negativ wird, der Motor MG2 einen Teil der Leistung, der von dem Träger 45 abgegeben wird, verwendet, um elektrische Leistung zu erzeugen, und der Motor MG1 die elektrische Leistung, die durch den Motor MG2 erzeugt wird, verbraucht und die Leistung abgibt; und kann die Leistungsübertragungseffizienz in einem breiteren Antriebsbereich verbessern.
  • Darüber hinaus kann, da eine solche Leistungszirkulation überdruckt wird, eine maximale Drehzahl der Motoren MG1 und MG2 ebenso unterdrückt werden und können dadurch die Motoren MG1 und MG2 kompakter ausgeführt werden. Zusätzlich kann durch Fahren des Hybridfahrzeugs 20 in dem vorstehend beschriebenen Modus mit gleichzeitigem Eingriff die Leistung von der Kraftmaschine 22 mechanisch (direkt) mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis auf die Antriebswelle 66 übertragen werden und können daher die Gelegenheiten zum mechanischen Abgeben der Leistung von der Kraftmaschine 22 zu der Antriebswelle 66 ohne die Umwandlung in elektrische Energie vermehrt werden und kann die Leistungsübertragungseffizienz in einem breiteren Antriebsbereich weitergehend verbessert werden. Im Allgemeinen wird gemäß der Leistungsabgabevorrichtung unter Verwendung der Kraftmaschine, der zwei Motoren und des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, wie z. B. eines Planetengetriebemechanismus, wenn das Verringerungsübersetzungsverhältnis zwischen der Kraftmaschine und der Antriebswelle relativ groß ist, mehr Kraftmaschinenleistung in elektrische Energie umgewandelt und verschlechtert sich somit die Leistungsübertragungseffizienz und zeigen die Motoren MG1 und MG2 eine Tendenz, Wärme zu erzeugen. Daher ist der vorstehend beschriebene Modus mit gleichzeitigem Eingriff insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Verringerungsübersetzungsverhältnis zwischen der Kraftmaschine 22 und der Antriebswelle relativ groß ist. Ferner wird gemäß dem Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn der Gangzustand des Getriebes 60 geändert wird, der Modus mit gleichzeitigem Eingriff zwischen dem ersten Drehmomentwandlungsmodus und dem zweiten Drehmomentwandlungsmodus durchgeführt. Daher tritt ein sogenannter ”Drehmomentverlust” zum Zeitpunkt einer Änderung des Gangzustands nicht auf und kann die Änderung des Gangzustands, nämlich die Umschaltung zwischen dem ersten Drehmomentwandlungsmodus und dem zweiten Drehmomentwandlungsmodus sehr sanft und ohne Stoß durchgeführt werden.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 und 9 und dergleichen der Überblick des Motorantriebsmodus beschrieben. Der Motorantriebsmodus ist ein Modus, in welchem in einem Zustand, in dem die Kraftmaschine 22 angehalten ist, elektrische Leistung von der Batterie 35 verwendet wird, um zu verursachen, dass der Motor MG1 und der Motor MG2 Leistung abgeben, wodurch das Hybridfahrzeug 20 angetrieben wird. Gemäß dem Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Motorantriebsmodus grob in einen Kupplungseingriffseinzelmotorantriebsmodus, in dem die Kupplung C0 in die M-Position gestellt ist und verursacht wird, dass einer der Motoren MG1 und MG2 Leistung abgibt, während der Motor MG1 mit dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 verbunden verbleibt; einen Kupplungslösungseinzelmotorantriebsmodus, in welchem die Kupplung C0 auf die R-Position gestellt ist und verursacht wird, dass einer der Motoren MG1 und MG2 Leistung in einem Zustand abgibt, in welchem eine Verbindung zwischen dem Motor MG1 und dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 gelöst ist; und einen Zweimotorantriebsmodus klassifiziert werden, in welchem die Kupplung C0 in die R-Position gestellt ist und die Leistung von beiden Motoren MG1 und MG2 in einem Zustand genutzt werden kann, in welchem eine Verbindung zwischen dem Motor MG1 und dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 gelöst ist.
  • Wenn der Kupplungseingriffseinzelmotorantriebsmodus durchgeführt wird, wird in einem Zustand, in welchem die Kupplung C0 in die M-Position gestellt ist, wie in 6 gezeigt ist, die Kupplung C1 auf die L-Position gestellt, um dadurch das Getriebe 60 auf den Zustand des ersten Gangs zu setzen, um zu verursachen, dass nur der Motor MG1 Leistung abgibt oder in einen Zustand zu versetzten, in welchem die Kupplung C0 auf die M-Position gestellt ist, wie in 6 gezeigt ist, wobei die Kupplung C1 auf die R-Position gestellt ist, um dadurch das Getriebe 60 in den Zustand des zweiten Gangs zu versetzten, um zu verursachen, dass nur der Motor MG2 Leistung abgibt. In einem solchen Kupplungseingriffseinzelmotorantriebsmodus gestattet die Kupplung C0, dass das Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und die erste Motorwelle 46 verbunden sind. Daher befindet sich der Motor MG1 oder MG2, der keine Leistung abgibt, im Leerlauf, in dem er mit dem Motor MG2 oder MG1 gemeinsam gedreht wird, der Leistung abgibt (siehe gestrichelte Linien 9). Wenn darüber hinaus der Kupplungslösungseinzelmotorantriebsmodus durchgeführt wird, wird in einem Zustand, in welchem die Kupplung C0 auf die R-Position gestellt ist und die Verbindung zwischen dem Motor MG1 und dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 gelöst ist, wie in 6 gezeigt ist, die Kupplung C1 auf die L-Position gestellt, um dadurch das Getriebe 60 auf den Zustand des ersten Gangs zu stellen, um dadurch zu verursachen, dass nur der Motor MG1 die Leistung abgibt, oder, wie in 6 gezeigt ist, wird die Kupplung C1 auf die R-Position gestellt, um dadurch das Getriebe 60 in den Zustand des zweiten Gangs zu stellen, um dadurch zu verursachen, dass nur der Motor MG2 die Leistung abgibt. In einem solchen Kupplungslösungseinzelmotorantriebsmodus, wie in 9 durch die Punktstrichlinie und die Zweipunktstrichlinie gezeigt ist, wird die Verbindung zwischen dem Sonnenrad 41 und dem Motor MG1 durch die Kupplung C0 gelöst. Daher wird verhindert, dass die Kurbelwelle 26 der Kraftmaschine 22, die durch eine Funktion des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 angehalten wird, sich mitdreht. Zusätzlich wird verhindert, dass der Motor MG1 oder MG2, der angehalten ist, sich mitdreht, und dadurch wird es möglich, eine Verringerung der Leistungsübertragungseffizienz zu unterdrücken. Wenn der Zweimotorantriebsmodus durchgeführt wird, wird in einem Zustand, in welchem die Kupplung C0 auf die R-Position gestellt ist und die Verbindung zwischen dem Motor MG1 und dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 gelöst ist, wie in 6 gezeigt ist, die Kupplung C1 auf die M-Position gestellt, um dadurch das Getriebe 60 auf den vorstehend beschriebenen Zustand des gleichzeitigen Eingriffs des ersten und zweiten Gangs zu stellen und darauf zumindest einen der Motoren MG1 und MG2 anzutreiben oder zu steuern. Das kann verhindern, dass die Kraftmaschine 22 sich mitdreht, kann verursachen, dass beide Motoren MG1 und MG2 Leistung abgeben, und kann eine hohe Leistung an die Antriebswelle 66 in dem Motorantriebsmodus übertragen. Daher kann ein sogenannter ”Bergstart” vorzüglich durchgeführt werden und kann unter anderem eine gute Zugfähigkeit zum Zeitpunkt des Motorfahrens vorzüglich sichergestellt werden.
  • Darüber hinaus kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn der Kupplungslösungseinzelmotorantriebsmodus ausgewählt ist, der Gangzustand des Getriebes 60 einfach geändert werden, um Leistung auf die Antriebswelle 66 effizient zu übertragen. Beispielsweise wird in dem Kupplungslösungseinzelmotorantriebsmodus, wenn das Getriebe 60 auf den Zustand des ersten Gangs gestellt ist und verursacht wird, dass nur der Motor MG1 Leistung abgibt, die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 eingestellt, um die Drehung der Trägerwelle 45a mit der Drehung der Antriebswelle 66 zu synchronisieren, und wenn die Kupplungsposition der Kupplung C1 des Getriebes 60 auf die M-Position von der L- Position umgeschaltet wird, kann der Zustand zu dem vorstehend erwähnten Zustand gleichzeitigen Eingriffs des ersten und zweiten Gangs geändert werden, nämlich dem Zweimotorantriebsmodus. Nachfolgend kann in diesem Zustand, wenn die Kupplungsposition der Kupplung C1 von der M-Position zu der R-Position umgeschaltet wird und verursacht wird, dass nur der Motor MG2 Leistung abgibt, die durch den Motor MG2 in dem vorstehend erwähnten Zustand des zweiten Gangs angegebene Leistung auf die Antriebswelle 66 übertragen werden. Es ist anzumerken, dass dann, wenn der Gangzustand des Getriebes 60 in der Herunterschaltrichtung in den Kupplungslösungseinzelmotorantriebsmodus geändert wird, grundsätzlich der umgekehrte Ablauf bezüglich demjenigen gefolgt wird, der vorstehend beschrieben ist. Als Folge kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch in dem Motorantriebsmodus das Getriebe 60 verwendet werden, um die Drehzahl des Sonnenrads 41 und des Trägers 45 zu ändern, um das Drehmoment zu erhöhen. Daher kann das maximale Drehmoment, das für die Motoren MG1 und MG2 erforderlich ist, verringert werden und können daher die Motoren MG1 und MG2 kompakt ausgeführt werden. Darüber hinaus wird in einem solchen Motorantriebsmodus, bevor der Gangzustand des Getriebes 60 geändert wird, der Zustand des gleichzeitigen Eingriffs des Getriebes 60, nämlich der Zweimotorantriebsmodus durchgeführt und tritt somit ein sogenannter Drehmomentverlust zum Zeitpunkt der Änderung des Gangzustands nicht auf und kann der Gangzustand sehr sanft ohne Stoß geändert werden. Es ist anzumerken, dass dann, wenn eine erforderliche Antriebskraft erhöht wird oder der Ladezustand (SOC) der Batterie 35 in diesen Motorantriebsmodi verringert wird, wird derjenige der Motoren MG1 und MG2, der keine Leistung gemäß dem Gangzustand (der Kupplungsposition der Kupplung C1) des Getriebes 60 abgibt, zum Durchführen des Anlassens der Kraftmaschine 22 verwendet, um dadurch die Kraftmaschine 22 zu starten.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, weist das Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Getriebe 60 auf, das Folgendes hat: den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61, der das Sonnenrad 62 als Eingangselement, das mit dem Sonnenrad 41 verbunden ist, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, das Hohlrad 63 als Fixierelement und den Träger 65 als Ausgangselement hat, und der so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente sich differentiell zueinander drehen können; und die Kupplung C1 als Kopplungsmechanismus, die selektiv das Sonnenrad 62 des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 und den Träger 45, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 koppeln kann. Das Getriebe 60 kann mit vergleichsweise wenigen Bauteilen konfiguriert werden, hat eine einfache und kompakte Konfiguration und hat eine hervorragende Montierbarkeit. Ferner kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20, wenn der Träger 65 (die Trägerwelle 65a), der das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 ist, mit der Antriebswelle 66 durch die Kupplung C1 des Getriebes 60 gekoppelt wird, Leistung von dem Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, an die Antriebswelle 66 abgegeben werden, nachdem die Drehzahl der Leistung durch den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 geändert ist. Ferner kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20, wenn sowohl der Träger 65 (die Trägerwelle 65a) des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 als auch der Träger 45 (die Trägerwelle 45a), der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 unter Verwendung der Kupplung C1 des Getriebes 60 gekoppelt werden, die Leistung von der Kraftmaschine 22 mechanisch (direkt) auf die Antriebswelle 66 mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis übertragen werden. Darüber hinaus kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20, wenn der Träger 45 (die Trägerwelle 45a), der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 unter Verwendung der Kupplung C1 des Getriebes 60 gekoppelt ist, die Leistung von dem Träger 45 direkt an die Antriebswelle 66 abgegeben werden. Daher kann gemäß dem Getriebe 60 die Drehzahl der Leistung von dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 in mehreren Stufen geändert werden und an die Antriebswelle 66 abgegeben werden. Zusätzlich ist es gemäß dem Hybridfahrzeug 20, wenn das Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 durch die Kupplung C1 des Getriebes 60 gekoppelt ist, möglich zu verursachen, dass der Motor MG1 als erster Motor, der mit dem Sonnenrad 41 verbunden ist, das als Ausgangselement dient, als Motor funktioniert, und zu verursachen, dass der Motor MG2 als zweiter Motor, der mit dem Träger 45 verbunden ist, der als Reaktionselement dient, als Generator funktioniert. Wenn ferner der Träger 45, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 unter Verwendung der Kupplung C1 des Getriebes 60 gekoppelt ist, ist es möglich zu verursachen, dass der Motor MG2, der mit dem Träger 45 verbunden ist, der als Ausgangselement dient, als Motor funktioniert, und zu verursachen, dass der Motor MG1, der mit dem Sonnenrad 41 verbunden ist, das als Reaktionselement dient, als Generator funktioniert. Somit kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20 unter Verwendung der Kupplung C1 zum geeigneten Ausführen einer Umschaltung zwischen den Kopplungszuständen, nämlich den Gangzuständen des Getriebes 60, zum Verhindern insbesondere, dass die Drehzahl Nm2 oder Nm1 des Motors MG2 oder MG1, der als Generator funktioniert, ein negativer Wert wird, wenn die Drehzahl Nm1 oder Nm2 des Motors MG1 oder MG2, der als Motor funktioniert, angestiegen ist, das Auftreten einer sogenannten ”Leistungszirkulation” unterdrückt werden. Als Folge kann das Hybridfahrzeug 20 die Leistungsübertragungseffizienz in einem breiteren Antriebsbereich vorzüglich verbessern und kann ebenso vorzüglich den Kraftstoffverbrauch und die Antriebsleistung verbessern.
  • Wenn ferner der Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 des Getriebes 60 ein Einzelritzelplanentengetriebemechanismus wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, kann das Getriebe 60 kompakter ausgeführt werden. Wenn darüber hinaus die Motoren MG1 und MG2 näherungsweise koaxial zu der Kraftmaschine 22 angeordnet werden und der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 zwischen den Motoren MG1 und MG2 angeordnet wird, so dass dieser näherungsweise koaxial zu den beiden Motoren MG1 und MG2 ist, wie es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, die Gesamtabmessung der Leistungsabgabevorrichtung einschließlich dieser Elemente kompakter ausgeführt werden. Das Hybridfahrzeug 20, bei dem die Kraftmaschine 22, die Motoren MG1 und MG2 und der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 näherungsweise koaxial auf diese Weise angeordnet sind, hat die Sonnenradwelle 41a und die erste Motorwelle 46 als Hohlwellen, die mit dem Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, verbunden sind und ebenso mit dem Sonnenrad des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 verbunden sind; und die Trägerwelle 45a als Kopplungswelle, die mit dem Träger 45 verbunden ist, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, und die sich in Richtung auf die Antriebswelle 66 durch die Sonnenradwelle 41a und die erste Motorwelle 46 als die Hohlwellen und den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 erstreckt; und ist so konfiguriert, dass die Kupplung C1 des Getriebes 60 selektiv ein oder beide Elemente bestehend aus dem Träger 65 (der Trägerwelle 65a), der das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 ist, und der Trägerwelle 45a mit der Antriebswelle 66 koppeln kann. Da Leistung von dem Sonnenrad 41 und Leistung von dem Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 näherungsweise koaxial und in derselben Richtung abgegeben werden kann, ist es daher möglich, das Getriebe 60 näherungsweise koaxial zu der Kraftmaschine 22, den Motoren MG1 und MG2 und dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 anzuordnen. Demgemäß ist diese Konfiguration sehr geeignet für das Hybridfahrzeug 20, das hauptsächlich durch den Antrieb der Hinterräder fährt.
  • Die Kupplung C0, die in dem Hybridfahrzeug 20 vorgesehen ist, kann die erste Motorwelle 46, die die Drehwelle des Motors MG1 ist, drehfest fixieren. Auch wenn demgemäß die Kupplung C0 zum drehfesten Fixieren der ersten Motorwelle 46 verwendet wird, wenn der Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40, der mit dem Motor MG2 verbunden ist, wie vorstehend beschrieben ist, mit der Antriebswelle 66 durch die Kupplung C1 des Getriebes 60 gekoppelt wird, kann die Leistung von der Kraftmaschine 22 mechanisch (direkt) auf die Antriebswelle 66 mit einem feststehenden Drehzahlverhältnis übertragen werden. Daher kann das Hybridfahrzeug 20 die Leistungsübertragungseffizienz in einem breiteren Antriebsbereich vorzüglich verbessern. Es ist anzumerken, dass der Fixiermechanismus, der vorstehend beschrieben ist, ein Element sein kann, der eine Drehung eines Elements (des Sonnenrads 41 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), das als Reaktionselement des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus dient, fixiert, wenn ein minimales Drehzahlverhältnis durch das Getriebe eingestellt ist, oder kann in Abhängigkeit von der Getriebekonfiguration ein Element sein, das die zweite Motorwelle 55 des Motors MG2 oder den Träger 45 fixiert. Ferner kann anstelle der Bereitstellung der Kupplung C0 mit der Funktion des Fixiermechanismus eine Bremse verwendet werden, die separat von der Kupplung C0 ist, um die erste Motorwelle 46 (das Sonnenrad 41) oder die zweite Motorwelle 55 (den Träger 45) zu fixieren.
  • Das Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist die Kupplung C0 auf, die eine Verbindung zwischen der Sonnenradwelle 41a und der ersten Motorwelle 46 durchführt, nämlich dem Sonnenrad 41 und dem Motor MG1, und löst die Verbindung dazwischen. Daher gestattet gemäß dem Hybridfahrzeug 20 die Verursachung, dass die Kupplung C0 die Verbindung zwischen der Sonnenradwelle 41a und der ersten Motorwelle 46 löst, eine Funktion des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40, um die Kraftmaschine 22 im Wesentlichen von den Motoren MG1 und MG2 und dem Getriebe 60 zu trennen. Somit kann gemäß dem Hybridfahrzeug 20, wenn die Kupplung C0 gelöst wird und die Kraftmaschine 20 angehalten ist, Leistung von zumindest einem der Motoren MG1 und MG2 effektiv auf die Antriebswelle 66 einhergehend mit einer Änderung des Gangzustands des Getriebes 60 übertragen werden. Daher ist es gemäß dem Hybridfahrzeug 20 möglich, das maximale Drehmoment zu verringern, das für die Motoren MG1 und MG2 erforderlich ist, und somit ferner die Motoren MG1 und MG2 zu miniaturisieren. Jedoch ist die Kupplung C0 nicht auf ein Element beschränkt, das eine Verbindung zwischen dem Sonnenrad 41 und dem Motor MG1 durchführt, und das die Verbindung dazwischen löst. Insbesondere kann die Kupplung C0 ein Element sein, das eine Verbindung zwischen dem Träger 45 (dem zweiten Element) und der zweiten Motorwelle 55 (dem Motor MG2) durchführt und die Verbindung dazwischen löst; oder kann ein Element sein, das eine Verbindung zwischen der Kurbelwelle 26 der Kraftmaschine 22 und dem Hohlrad 42 (dem dritten Element) durchführt und die Verbindung dazwischen löst.
  • Ferner ist in einer Konfiguration, die den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 verwendet, der ein Doppelritzelplanetengetriebemechanismus ist, für den das Übersetzungsverhältnis ρ ein Wert von weniger als 0,5 ist, wie z. B. bei dem Hybridfahrzeug 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das Verteilungsverhältnis eines Drehmoments von der Kraftmaschine 22 größer für den Träger 45 als für das Sonnenrad 41. Demgemäß ist es in dem in 1 gezeigten Beispiel durch Anordnen des Verringerungsgetriebemechanismus 50 zwischen dem Träger 45 und dem Motor MG2 möglich, die Abmessung des Motors MG2 zu verringern und dessen Leistungsverlust zu verringern. Ferner ist es in diesem Fall, wenn das Übersetzungsverhältnis des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 als ρ angenommen wird, in dem das Verringerungsübersetzungsverhältnis ρr des Verringerungsgetriebemechanismus 50 als Wert ausgeführt wird, der nah an ρ/(1 – ρ) liegt möglich, die Eigenschaften der Motoren MG1 und MG2 näherungsweise identisch auszuführen. Es ist dadurch möglich, die Produktivität mit Bezug auf das Hybridfahrzeug 20 oder die Leistungsabgabevorrichtung zu verbessern und ebenso die Kosten verringern. Jedoch kann der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40, der ein Doppelritzelplanetengetriebemechanismus ist, so konfiguriert werden, dass sein Übersetzungsverhältnis ρ > 0,5 ist. In diesem Fall ist es ausreichend, den Verringerungsgetriebemechanismus 50 so zu konfigurieren, dass sein Verringerungsübersetzungsverhältnis ein Wert wird, der nah an (1 – ρ)/ρ liegt, und den Verringerungsgetriebemechanismus 50 zwischen dem Sonnenrad 11 und dem Motor MG1 oder dem Motor MG2 anzuordnen.
  • 10 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20A gemäß einem Abwandlungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß dem Hybridfahrzeug 20A, das in 10 gezeigt ist, werden die Funktionen der Kupplung C0 des vorstehend erwähnten Hybridfahrzeugs 20 zwischen einer Kupplung C0' und einer Bremse B0 aufgeteilt, die entsprechend durch ein hydraulisches Stellglied 88 angetrieben werden. Das Hybridfahrzeug 20A weist ein Getriebe 60A auf, bei dem die Funktionen der vorstehend erwähnten Kupplung C1 zwischen den Kupplungen C1a und C1b aufgeteilt sind, die durch das hydraulische Stellglied 88 angetrieben werden. Genauer gesagt ist es gemäß dem Hybridfahrzeug 20A des Abwandlungsbeispiels durch Antreiben der Kupplung C0' möglich, eine Verbindung zwischen dem Sonnenrad 41 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 und der ersten Motorwelle 46 (dem Motor MG1) durchzuführen und die Verbindung dazwischen zu lösen; und durch Antreiben der Bremse B0 ist es möglich, die erste Motorwelle 46 drehfest zu fixieren, die die Drehwelle des Motors MG1 ist. Ferner sind die Antriebswelle 66 und die Trägerwelle 65a, die mit dem Träger 65 verbunden ist, das das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 ist, durch Verbinden der Kupplung C1a des Getriebes 60a gekoppelt. Wenn daher die Kupplung C0' verbunden wird, ist es möglich, den ersten Kopplungszustand zu verwirklichen, in dem die Antriebswelle 66 und das Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ist, durch die Sonnenradwelle 41a, die erste Motorwelle 46, den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 61 und die Kupplung C1a gekoppelt werden. Darüber hinaus werden die Trägerwelle 45a und die Antriebswelle 66 durch Verbinden der Kupplung C1b gekoppelt. Es ist dadurch möglich, den zweiten Kopplungszustand zu verwirklichen, bei dem die Antriebswelle 66 und der Träger 45, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, gekoppelt werden. Ferner ist es durch Verbinden von sowohl der Kupplung C1a als auch der Kupplung C1b möglich, den dritten Kopplungszustand zu verwirklichen, indem sowohl das Sonnenrad 41 als auch der Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 mit der Antriebswelle 66 gekoppelt werden. 11 zeigt die Einstellzustände der Kupplungspositionen und dergleichen der Kupplung C0', der Bremse B0 und der Kupplungen C1a und C1b des Getriebes 60a, wenn das Hybridfahrzeug 20A fährt. Somit ist es gemäß dem Hybridfahrzeug 20A mit der hydraulischen Kupplung C0' und der Bremse B0 sowie dem Getriebe 60A mit den hydraulischen Kupplungen C1a und C1b möglich, ähnliche Betriebsvorteile wie diejenigen des vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeugs 20 zu erhalten.
  • 12 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20B gemäß einem Abwandlungsbeispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Anstelle des Getriebes 60 des Hybridfahrzeugs 20, das vorstehend beschrieben ist, hat das Hybridfahrzeug 20B, das in 12 gezeigt ist, ein Getriebe 60B mit einem Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90, der ein Planetengetriebemechanismus mit einem gestuften Zahnrad 96 ist. Genauer gesagt ist der Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 des Getriebes 60B ein Planetengetriebemechanismus, der ein erstes Sonnenrad 91 und ein zweites Sonnenrad 92, die unterschiedliche Anzahlen von Zähnen bezüglich zueinander haben, und einen Träger 95 aufweist, der eine Vielzahl von gestuften Zahnrädern 96 hält, die durch Koppeln eines ersten Ritzels 93, das mit dem ersten Sonnenrad 91 kämmend eingreift, und eines zweiten Ritzels 94, das mit dem zweiten Sonnenrad 92 kämmend eingreift, konfiguriert sind. In diesem Fall ist, wie in 12 gezeigt ist, der Träger 95 (das Eingangselement) des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 mit der ersten Motorwelle 46 verbunden und ist das zweite Sonnenrad 92 (das Fixierelement) drehfest mit Bezug auf das Getriebegehäuse fixiert. Eine Hohlwelle 91a des Sonnenrads, die sich in Richtung auf den hinteren Abschnitt des Fahrzeugs erstreckt, ist mit dem ersten Sonnenrad 91 (dem Ausgangselement) des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 verbunden. Die Trägerwelle 45a, die sich von dem Träger 45, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, erstreckt, verläuft durch die erste Motorwelle 46 und die Sonnenradwelle 91a. In dem Hybridfahrzeug 20B ist die Kupplung C1 so konfiguriert, dass sie selektiv ein oder beide Elemente bestehend aus dem ersten Sonnenrad 91 (der Sonnenradwelle 91a), das das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 ist, und dem Träger 45 (der Trägerwelle 45a), der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, mit der Antriebswelle 66 koppeln kann. Genauer gesagt werden, wenn die Kupplungsposition der Kupplung C1 des Getriebes 60B auf die L-Position gestellt ist, die Sonnenradwelle 91a, die mit dem ersten Sonnenrad 91 verbunden ist, das das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 ist, und die Antriebswelle 66 gekoppelt. Wenn die Kupplung C0 verbunden ist, ist es daher möglich, den ersten Kopplungszustand zu verwirklichen, indem die Antriebswelle 66 und das Sonnenrad 41, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ist, durch die Sonnenradwelle 41a, die erste Motorwelle 46, den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 und die Kupplung C1 gekoppelt sind. Zusätzlich sind die Trägerwelle 45a und die Antriebswelle 66 gekoppelt, wenn die Kupplung C1 des Getriebes 60B auf die R-Position gestellt ist. Es ist dadurch möglich, den zweiten Kopplungszustand zu verwirklichen, indem die Antriebswelle 66 und der Träger 45, der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ist, gekoppelt sind. Wenn die Kupplung C1 des Getriebes 60B auf die M-Position gestellt ist, ist es ferner möglich, den dritten Kopplungszustand zu verwirklichen, indem sowohl das Sonnenrad 41 als auch der Träger 45 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 mit der Antriebswelle 66 gekoppelt sind. Gemäß dem Hybridfahrzeug 20B, das das Getriebe 60B hat, ist es möglich, ebenfalls ähnliche Betriebsvorteile wie diejenigen der vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeuge 20 und 20A zu erhalten. Ferner ist es gemäß dem Getriebe 60B, das den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 mit dem gestuften Zahnrad 96 hat, möglich, ein größeres Verringerungsübersetzungsverhältnis im Vergleich mit einem Getriebe einfach einzustellen, das einen Einzelritzelplanetengetriebemechanismus hat, für den die Drehzahl eines Ritzels die Tendenz zeigt anzusteigen, wenn ein größeres Verringerungsübersetzungsverhältnis eingestellt wird.
  • 13 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines Hybridfahrzeugs 20C gemäß einem weiteren Abwandlungsbeispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Entgegen den vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeugen 20, 20A und 20B, die als hinterradgetriebene Fahrzeuge konfiguriert sind, ist ein Hybridfahrzeug 20C des vorliegenden Abwandlungsbeispiels als vorderradgetriebenes Fahrzeug konfiguriert. Wie in 13 gezeigt ist, hat das Hybridfahrzeug 20C einen Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10, der ein Einzelritzelplanetengetriebemechanismus ist, der ein Sonnenrad 11, das ein Außenzahnrad ist, ein Hohlrad 12, das innere Zähne hat, die an einem inneren Umfang von diesem ausgebildet sind und äußere Zähne hat, die an einem äußeren Umfang von diesem ausgebildet sind, und das konzentrisch zu dem Sonnenrad 11 angeordnet ist, und einen Träger 14 aufweist, der eine Vielzahl von Ritzeln 13 hält, die sowohl mit dem Sonnenrad 11 als auch mit den inneren Zähnen des Hohlrads 12 kämmend eingreift; und ist so konfiguriert, dass das Sonnenrad 11 (das erste Element), das Hohlrad 12 (das zweite Element) und der Träger 14 (das dritte Element) sich differentiell zueinander drehen können. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 so konfiguriert, dass das Übersetzungsverhältnis ρ (ein Wert, der durch Teilen der Anzahl von Zähnen des Sonnenrads 11 durch die Anzahl von Zähnen des Hohlrads 12 erhalten wird) von diesem ρ < 0,5 erfüllt. Der Motor MG1 (der Rotor), der als erster Motor dient, ist mit dem Sonnenrad 11, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 12 ist, durch eine Sonnenradwelle 11a, die sich von dem Sonnenrad 11 zu der entgegensetzten Seite der Kraftmaschine 12 erstreckt, die Kupplung C0'' und die erste Motorwelle 46 verbunden. Darüber hinaus ist der Motor MG2 (der hohle Rotor), der als der zweite Motor dient, mit dem Hohlrad 12, das das zweite Element ist, durch den Verringerungsgetriebemechanismus 50, der an der Seite der Kraftmaschine 22 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 angeordnet ist, und eine Hohlwelle 55 des zweiten Motors, die sich in Richtung auf die Kraftmaschine 22 von den Verringerungsgetriebemechanismus 50 (dem Sonnenrad 51) erstreckt, verbunden. Ferner ist eine Kurbelwelle 26 der Kraftmaschine 22 mit dem Träger 14, der ein drittes Element ist, durch den Dämpfer 28 und die Trägerwelle 14a verbunden, die sich durch die zweite Motorwelle 55 und den Motor MG2 erstreckt.
  • Das Getriebe 60C weist den Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 mit dem gestuften Zahnrad 96; eine Übertragungswelle 97; einen ersten Kopplungsgetriebestrang, der durch ein Antriebszahnrad 47, das an der ersten Motorwelle 46 montiert ist, und ein erstes Abtriebszahnrad 98 konfiguriert ist, das ständig in kämmendem Eingriff mit dem Antriebszahnrad 47 ist; einen zweiten Kopplungsgetriebestrang, der durch das Hohlrad 12 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 und ein zweites Abtriebszahnrad 99 konfiguriert ist, das ständig in kämmendem Eingriff mit den äußeren Zähnen des Hohlrads 12 ist; ein Ausgangszahnrad 110; und eine Kupplung C1' auf. Die Übertragungswelle 97 ist drehbar durch ein nicht gezeigtes Lager gestützt, erstreckt sich parallel zu der ersten Motorwelle 46 und der zweiten Motorwelle 55 und ist mit dem ersten Sonnenrad 91, das das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 ist, fixiert. Ferner ist die Übertragungswelle 97 mit dem zweiten Sonnenrad 92, das das Fixierelement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 ist, verbunden und verläuft ebenso durch eine Hohlwelle, die mit dem Getriebegehäuse fixiert ist, so dass sie sich in die Richtung nach rechts in der Figur erstreckt. Das erste Abtriebszahnrad 98 des ersten Kopplungsgetriebestrangs ist so gestützt, dass es um ein Ende (das linke Ende in der Figur) der Übertragungswelle 97 drehbar ist, und ist mit dem Träger 95, der das Eingangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 ist, verbunden. Das zweite Abtriebszahnrad 99, das mit den äußeren Zähnen des Hohlrads 12 kämmend eingreift, um den zweiten Kopplungsgetriebestrang zu konfigurieren, ist an der Seite (der rechten Seite in der Figur) des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 angeordnet und ist durch ein nicht gezeigtes Lager gestützt, so dass es um die Übertragungswelle 97 drehbar ist. Das Ausgangszahnrad 110 ist mit Vorderrädern 69c und 69d als Antriebsräder durch einen Getriebemechanismus 67 einschließlich einer Antriebswelle 66 und einem Differenzialgetriebe 68 gekoppelt. Es ist anzumerken, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, obwohl die Anzahl der äußeren Zähne des Antriebszahnrads 47, das in dem ersten Kopplungsgetriebestrang enthalten ist, und die Anzahl der äußeren Zähne des Hohlrads 12, das in dem zweiten Kopplungsgetriebestrang enthalten ist, als gleiche Anzahl angenommen werden, und die Anzahl der Zähne des ersten Abtriebszahnrads 98, das in dem ersten Kopplungsgetriebestrang enthalten ist, und die Anzahl der Zähne des zweiten Abtriebszahnrads 99, das in dem zweiten Kopplungsgetriebestrang enthalten ist, als gleiche Anzahl angenommen werden, die Anzahl der Zähne dieser Zahnräder frei wählbar entschieden werden kann.
  • Die Kupplung C1', die in dem Getriebe 60C enthalten ist, ist ein Element, das ein oder beide Elemente bestehend aus der Übertragungswelle 97 und dem zweiten Abtriebszahnrad 99 des zweiten Kopplungsgetriebestrangs mit dem Ausgangszahnrad 110 koppeln kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kupplung C1' beispielsweise als Klauenkupplung konfiguriert, die eine Klaue, die an einem Ende (einem rechten Ende in der Figur) der Übertragungswelle 97 fixiert ist, eine Klaue, die an dem zweiten Abtriebszahnrad 99 fixiert ist, eine Klaue, die an dem Ausgangszahnrad 110 fixiert ist, so dass diese an dem Umfang der Klaue der Übertragungswelle 97 und der Klaue des zweiten Abtriebszahnrads 99 positioniert werden kann, und ein Eingriffselement aufweist, das mit diesen Klauen kämmend eingreifen kann und das durch das elektrische, elektromagnetische oder hydraulische Stellglied 101 angetrieben wird. Wie in 13 gezeigt ist, kann die Kupplungsposition als Position des Eingriffselements selektiv zwischen einer „R-Position”, einer „M-Position” und einer „L-Position” umgeschaltet werden. Wenn die Kupplungsposition der Kupplung C1' des Getriebes 60C auf die R-Position gestellt ist, werden genauer gesagt die Klaue der Übertragungswelle 97, die mit dem ersten Sonnenrad 91 verbunden ist, das das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 ist, und die Klaue des Ausgangszahnrads 110 durch das Eingriffselement gekoppelt. Wenn die Kupplung C0'' verbunden ist, ist es daher möglich, den ersten Kopplungszustand zu verwirklichen, in welchem das Sonnenrad 11, das das erste Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ist, und die Antriebswelle 66 durch die Sonnenradwelle 11a, die erste Motorwelle 46, den ersten Kopplungsgetriebestrang (Antriebszahnrad 47 und erstes Abtriebszahnrad 98), die Übertragungswelle 97, die Kupplung C1', das Ausgangszahnrad 110 und dergleichen gekoppelt sind. Wenn ferner die Kupplung C1' des Getriebes 60C auf die L-Position gestellt wird, werden die Klaue des zweiten Abtriebszahnrads 99 des zweiten Kopplungsgetriebestrangs und die Klaue des Ausgangszahnrads 110 durch das Eingriffselement gekoppelt und es ist dadurch möglich, den zweiten Kopplungszustand zu verwirklichen, in welchem das Hohlrad 12, das das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 ist, mit der Antriebswelle 66 gekoppelt ist. Wenn ferner die Kupplung C1' des Getriebes 60C auf die M-Position gestellt wird, werden die Klaue der Übertragungswelle 97, die Klaue des zweiten Abtriebszahnrads 66 und die Klaue des Ausgangszahnrads 110 durch das Eingriffselement verbunden und ist es dadurch möglich, den dritten Kopplungszustand zu verwirklichen, in welchem sowohl das Sonnenrad 11 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 als auch das Hohlrad 12 mit der Antriebswelle 66 gekoppelt sind. Es ist anzumerken, dass gemäß dem Hybridfahrzeug 20C, das in 13 gezeigt ist, eine Bremse B0'' vorgesehen ist, die als Fixiermechanismus funktioniert, der die erste Motorwelle 46, die die Drehwelle des Motors MG1 ist, in der Umgebung des Motors MG1 drehfest fixieren kann. In diesem Fall ist die Bremse B0'' als Klauenkupplung konfiguriert, die eine Klaue, die mit dem Antriebszahnrad 47 fixiert ist, und eine Fixierklaue, die mit dem Getriebegehäuse fixiert ist, mit weniger Verlust durch ein Eingriffselement verbinden kann, das durch ein elektrische, elektromagnetisches oder hydraulisches Stellglied 102 angetrieben wird, und kann ebenso die Verbindung dazwischen lösen.
  • Somit kann ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ebenso als vorderradgetriebenes Fahrzeug konfiguriert werden. Das Hybridfahrzeug 20C, das in 13 gezeigt ist, kann ebenso dieselben Betriebsvorteile wie die vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeuge 20, 20A und 20B erzielen. Da ferner das Getriebe 60C, das in 13 gezeigt ist, die Kupplung C1' als Umschaltmechanismus zwischen der Übertragungswelle 97, die sich parallel zu der ersten und der zweiten Motorwelle 55 erstreckt, und den ersten und zweiten Parallelwellenkopplungsgetriebesträngen aufweist, ist es möglich, die Leistungsabgabevorrichtung als Zweiwellenvorrichtung durch Anordnen der Kupplung C1' und des Getriebedifferenzialdrehmechanismus 90 um die Übertragungswelle 97 zu konfigurieren, so dass dieser koaxial dazu ist; und auch wenn die Kraftmaschine 22, die Motoren MG1 und MG2 und der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 näherungsweise koaxial angeordnet sind, kann eine Vergrößerung in der axialen Richtung (der Fahrzeugbreitenrichtung) der Leistungsabgabevorrichtung unterdrückt werden. Demgemäß ist die Leistungsabgabevorrichtung, die in 13 gezeigt ist, kompakt und hat eine hervorragende Montierbarkeit und ist sehr geeignet für das Hybridfahrzeug 20C, das hauptsächlich durch Antreiben seiner Vorderräder fährt. Ferner ist es durch Einsetzen einer Konfiguration, wie z. B. bei dem Getriebe 60C, bei dem das Sonnenrad 11 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 mit der Übertragungswelle 97 durch den ersten Parallelwellenkopplungsgetriebestrang gekoppelt ist und das Hohlrad 12 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 mit der Antriebswelle 66 durch den zweiten Parallelwellenkopplungsgetriebestrang gekoppelt ist, ebenso möglich, ein Drehzahlverhältnis zwischen dem Sonnenrad 11 und der Übertragungswelle 97 sowie ein Drehzahlverhältnis zwischen dem Hohlrad 12 und der Antriebswelle 66 frei einzurichten. Somit kann der Freiheitsgrad beim Einstellen eines Drehzahlverhältnisses des Getriebes 60C erhöht werden und kann die Leistungsübertragungseffizienz noch weiter verbessert werden. Es ist anzumerken, dass, obwohl in dem in 13 gezeigten Beispiel äußere Zähne an dem Hohlrad 12 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 ausgebildet sind und das Hohlrad 12 selbst einen Teil des zweiten Kopplungsgetriebestrangs ausbildet, das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt ist. Insbesondere kann anstelle der Ausbildung der äußeren Zähne an dem Hohlrad 12 der zweite Kopplungsgetriebestrang durch Verbinden eines Zahnrads, das dasselbe wie das Antriebszahnrad 47 ist, mit dem Hohlrad 12 und kämmenden Eingriff des relevanten Zahnrads mit dem zweiten Abtriebszahnrad 99 konfiguriert werden. Ferner kann der Getriebedifferenzialdrehmechanismus des Getriebes 60C ein Einzelritzelplanetengetriebemechanismus sein. Ferner können die Kupplung C0'' und die Bremse B0'' Elemente sein, die durch ein hydraulisches Stellglied angetrieben werden, oder können die zwei Kupplungen durch ein hydraulisches Stellglied angetrieben werden, die so ausgeführt sind, dass sie die entsprechenden Funktionen der Kupplung C1' des Getriebes 60C aufteilen. Das Hybridfahrzeug 20C weist den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 auf, der ein Einzelritzelplanetengetriebemechanismus ist, für den das Übersetzungsverhältnis ρ ein Wert ist, der geringer als 0,5 ist, wie vorstehend beschrieben ist. Gemäß dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10, der solche Eigenschaften hat, ist das Verteilungsverhältnis des Drehmoments von der Kraftmaschine 22 für das Hohlrad 12 größer als für das Sonnenrad 11. Demgemäß ist es, wie in 13 gezeigt ist, möglich, die Abmessung des Motors MG2 zu verringern und den Leistungsverlust von diesem zu verringern, indem der Verringerungsgetriebemechanismus 50 zwischen dem Hohlrad 12 und dem Motor MG2 angeordnet wird. Da die Eigenschaften der Motoren MG1 und MG2 näherungsweise identisch ausgeführt werden können, indem das Verringerungsübersetzungsverhältnis ρr des Verringerungsgetriebemechanismus 50 als Wert ausgeführt wird, der nah an dem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10, ist es in diesem Fall möglich, die Produktivität mit Bezug auf die Kraftmaschine 22 und die Leistungsabgabevorrichtung zu verbessern und ebenso die Kosten zu verringern.
  • Es ist anzumerken, dass gemäß den vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeugen 20, 20A, 20B und 20C einer oder alle der folgenden Mechanismen weggelassen werden kann: ein Mechanismus, der eine Verbindung zwischen dem Sonnenrad 41 und dem Motor MG1 durchführt und die Verbindung dazwischen löst; ein Mechanismus, der die erste Motorwelle 46 (das Sonnenrad 41, 11) fixiert; und der Verringerungsgetriebemechanismus 50. Ferner können die vorstehend erwähnten Hybridfahrzeuge 20, 20A und 20B jeweils als hinterradbetriebene Vierradantriebsfahrzeuge konfiguriert werden und kann das vorstehend erwähnte 20C als vorderradgetriebenes Vierradantriebsfahrzeug konfiguriert werden. Zusätzlich kann in den vorstehend erwähnten Hybridfahrzeugen 20, 20A und 20B der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 40 ein Planetengetriebemechanismus mit einem ersten Sonnenrad und einem zweiten Sonnenrad, die eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen bezüglich zueinander haben; und einem Träger sein, der zumindest ein gestuftes Zahnrad hat, das durch Koppeln eines ersten Ritzels, das mit dem ersten Sonnenrad kämmend eingreift, und eines zweiten Ritzels, das mit dem zweiten Sonnenrad kämmend eingreift, konfiguriert ist. Ferner kann der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 10 in dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug 20C als Doppelritzelplanetengetriebemechanismus konfiguriert werden. Darüber hinaus kann in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen, obwohl die Leistungsabgabevorrichtung als an den Hybridfahrzeugen 20, 20A, 20B und 20C montiert beschrieben wurde, die Leistungsabgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Fahrzeug montiert werden, das etwas anderes als ein Kraftwagen ist, und ebenso an einem mobilen Körper, wie z. B. einem Kessel und einem Flugzeug und kann ebenso in einer feststehenden Maschine wie z. B. einer Baumaschine installiert werden.
  • Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist offensichtlich, dass verschiedenartige Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Grundgedanken und dem Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung kann in der herstellenden Industrie einer Leistungsabgabevorrichtung, eines Hybridfahrzeugs und dergleichen angewendet werden.
  • Zusammenfassung
  • Ein Hybridfahrzeug (20) weist eine Kraftmaschine (22), Motoren (MG1 und MG2) und einen Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus (40) auf, die bezüglich einander koaxial angeordnet sind. Das Hybridfahrzeug (20) weist ebenso ein Getriebe (60) auf, das einen Getriebedifferenzialdrehmechanismus (61) aufweist, der ein Sonnenrad (62) als Eingangselement, das mit einem Sonnenrad (41), das ein erstes Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus (40) ist, verbunden ist, ein Hohlrad (63) als Fixierelement und einen Träger (65) als Ausgangselement hat, und der so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente sich differenziell zueinander drehen können; und weist eine Kupplung (C1) als Kupplungsmechanismus auf, der das Sonnenrad (62) des Getriebedifferenzialdrehmechanismus (61) und den Träger (45), der das zweite Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus (40) ist, mit einer Antriebswelle (66) koppeln kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2005-155891 [0002]
    • - JP 2003-106389 [0002]
    • - JP 2005-125876 [0002]

Claims (14)

  1. Leistungsabgabevorrichtung zum Abgeben von Leistung an eine Antriebswelle, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine; einen ersten Motor, der Leistung aufnehmen und abgeben kann; einen zweiten Motor, der Leistung aufnehmen und abgeben kann; einen Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit einem ersten Element, das mit einer Drehwelle des ersten Motors verbunden ist, einem zweiten Element, das mit einer Drehwelle des zweiten Motors verbunden ist, und einem dritten Element, das mit einer Kraftmaschinenwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente differentiell zueinander gedreht werden können; und einen Getriebemechanismus mit einem Getriebedifferenzialdrehmechanismus, der ein Eingangselement, das mit einem des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus verbunden ist, ein Fixierelement und ein Ausgangselement hat, wobei der Getriebedifferenzialdrehmechanismus so konfiguriert ist, dass diese drei Elemente differentiell zueinander gedreht werden können; und einen Kopplungsmechanismus, der selektiv das Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus und das andere des ersten und des zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Antriebswelle koppeln kann.
  2. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Getriebedifferenzialdrehmechanismus des Getriebemechanismus ein Dreielementeplanetengetriebemechanismus ist.
  3. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Getriebedifferenzialdrehmechanismus ein Planetengetriebemechanismus mit einem ersten Sonnenrad und einem zweiten Sonnenrad, das eine andere Anzahl von Zähnen als das erste Sonnenrad hat, und einem Träger ist, der zumindest ein gestuftes Zahnrad hat, das durch Koppeln eines ersten Zahnrads, das mit dem ersten Sonnenrad kämmend eingreift, und eines zweiten Zahnrads, das mit dem zweiten Sonnenrad kämmend eingreift, konfiguriert ist.
  4. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Motor koaxial zu der Brennkraftmaschine angeordnet sind, und wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus koaxial zu dem ersten und dem zweiten Motor zwischen dem ersten Motor und dem zweiten Motor angeordnet ist.
  5. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner folgendes aufweist: eine Hohlwelle, die mit einem des ersten und zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus verbunden ist, wobei die Hohlwelle ebenso mit dem Eingangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus verbunden ist; und eine Kopplungswelle, die mit dem anderen des ersten und des zweiten Elements verbunden ist, wobei die Kopplungswelle sich durch die Hohlwelle und den Getriebedifferenzialdrehmechanismus in Richtung auf die Antriebswelle erstreckt; wobei der Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus selektiv eines oder beide Elemente bestehend aus dem Ausgangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus und der Kopplungswelle mit der Antriebswelle koppeln kann.
  6. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Kopplungsmechanismus des Getriebemechanismus folgendes aufweist: eine Übertragungswelle, die sich näherungsweise parallel zu den Drehwellen des ersten und des zweiten Motors erstreckt und die mit dem Eingangselement des Getriebedifferenzialdrehmechanismus verbunden ist; einen ersten Parallelwellengetriebestrang, der eines des ersten und zweiten Elements des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus mit der Übertragungswelle koppelt; einen zweiten Parallelwellengetriebestrang, der mit dem anderen des ersten und des zweiten Elements gekoppelt ist; und einen Umschaltmechanismus, der selektiv zwischen einem ersten Kopplungszustand, in welchem die Übertragungswelle und die Antriebswelle gekoppelt sind, einem zweiten Kopplungszustand, in welchem der zweite Parallelwellengetriebestrang und die Antriebswelle gekoppelt sind, und einem dritten Kopplungszustand, in welchem sowohl die Übertragungswelle als auch der zweite Parallelwellengetriebestrang mit der Antriebswelle gekoppelt sind, umschalten kann.
  7. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner einen Fixiermechanismus aufweist, der eine der Drehwelle des ersten Motors und der Drehwelle des zweiten Motors drehfest fixieren kann.
  8. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner einen Verbindungs-/Trennungsmechanismus aufweist, der eine Verbindung und eine Lösung der Verbindung zwischen dem ersten Motor und dem ersten Element durchführen kann; eine Verbindung und eine Lösung der Verbindung zwischen dem zweiten Motor und dem zweiten Element durchführen kann; und eine Verbindung und eine Lösung der Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine und dem dritten Element durchführen kann.
  9. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Element aus dem ersten und dem zweiten Element des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, in das ein größeres Drehmoment von dem dritten Element eingeleitet wird, das mit der Kraftmaschinenwelle verbunden ist, mit dem ersten Motor oder dem zweiten Motor durch einen Verringerungsmechanismus verbunden ist, der Drehungen einer Drehwelle des ersten Motors oder des zweiten Motors verringert.
  10. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ein Doppelritzelplanetengetriebemechanismus mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Träger ist, der zumindest ein Paar aus zwei Ritzeln hält, die miteinander kämmend eingreifen und von denen eines mit dem Sonnenrad und das andere mit dem Hohlrad kämmend eingreift, und wobei das erste Element eines des Sonnenrads und des Trägers ist, das zweite Element das andere des Sonnenrads und des Trägers ist und das dritte Element das Hohlrad ist.
  11. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus so konfiguriert ist, dass dann, wenn ein Übersetzungsverhältnis des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ein Wert ist, der durch Teilen der Anzahl der Zähne des Sonnenrads durch eine Anzahl von Zähnen des Hohlrads berechnet wird, als ρ angenommen wird, ρ < 0,5 gilt; und wobei der Verringerungsmechanismus so konfiguriert ist, dass ein Verringerungsübersetzungsverhältnis ein Wert wird, der nah an ρ/(1 – ρ) liegt, wobei der Verringerungsmechanismus zwischen dem ersten Motor oder dem zweiten Motor und dem Träger angeordnet ist.
  12. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus so konfiguriert ist, dass dann, wenn ein Übersetzungsverhältnis des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus, der ein Wert ist, der durch Teilen einer Anzahl von Zähnen des Sonnenrads durch die Anzahl von Zähnen des Hohlrads ist, als ρ angenommen wird, ρ > 0,5 gilt; und wobei der Verringerungsmechanismus so konfiguriert ist, dass ein Verringerungsübersetzungsverhältnis ein Wert wird, der nah an (1 – ρ)/ρ liegt, wobei der Verringerungsmechanismus zwischen dem ersten Motor oder dem zweiten Motor und dem Sonnenrad angeordnet ist.
  13. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus ein Einzelritzelplanetengetriebemechanismus mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Träger ist, der zumindest ein Ritzel hält, das mit sowohl dem ersten Sonnenrad als auch dem Hohlrad kämmend eingreift, wobei das erste Element eines des Sonnenrads und des Hohlrads ist, das zweite Element das andere des Sonnenrads und des Hohlrads ist und das dritte Element der Träger ist; und wobei der Verringerungsmechanismus so konfiguriert ist, dass er ein Verringerungsübersetzungsverhältnis hat, das nah an einem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus liegt, das ein Wert ist, das durch Teilen einer Anzahl von Zähnen des Sonnenrads durch eine Anzahl von Zähnen des Hohlrads berechnet wird, wobei der Verringerungsmechanismus zwischen dem ersten oder dem zweiten Motor und dem Hohlrad angeordnet ist.
  14. Hybridfahrzeug mit einer Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1 und mit Antriebsrädern, die durch Leistung von der Antriebswelle angetrieben werden.
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