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DE112011100468B4 - Fahrzeugantriebsvorrichtung - Google Patents

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DE112011100468B4
DE112011100468B4 DE112011100468.0T DE112011100468T DE112011100468B4 DE 112011100468 B4 DE112011100468 B4 DE 112011100468B4 DE 112011100468 T DE112011100468 T DE 112011100468T DE 112011100468 B4 DE112011100468 B4 DE 112011100468B4
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transmission
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Mai MURAYAMA
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    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
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    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/10—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing at both ends of intermediate shafts
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Fahrzeugantriebsvorrichtung, mit einem Getriebemechanismus (54), der wahlweise einen niedrigen Gangbereich oder einen hohen Gangbereich einrichtet, einem Bereichsumschaltmechanismus (55), der die Gangbereiche des Getriebemechanismus (54) verändert, einem Motorgenerator (MG1 oder MG2), der eine Antriebskraft in den Getriebemechanismus (54) einbringt, und einer Steuerungsvorrichtung (200, 300), welche die Veränderung der Gangbereiche steuert, wobei der Bereichsumschaltmechanismus (55) einen Getriebeabschnitt (551) für einen niedrigen Gang und einen Getriebeabschnitt (552) für einen hohen Gang, welche in einer axialen Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, eine Kupplungshülse (553), welche in axialer Richtung derart verschiebbar angeordnet ist, dass sie mit einem der beiden Getriebeabschnitte (551; 552) in Eingriff ist, und ein Verteilerschaltstellglied (60) aufweist, welches die Kupplungshülse (553) in axialer Richtung entweder nach vorne oder nach hinten verschiebt, damit diese mit einem der Getriebeabschnitte (551; 552) verbunden ist, wobei ein Leistungsübertragungsweg für den niedrigen Gangbereich eingerichtet wird, wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Getriebeabschnitt (551) für den niedrigen Gang verbunden ist, und wobei ein Leistungsübertragungsweg für einen hohen Gangbereich eingerichtet wird, wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Getriebeabschnitt (552) für einen hohen Gang verbunden ist wobei die Steuerungsvorrichtung (200, 300) enthält: einen Stellgliedprozessor (S1, S2), der den Getriebeabschnitt des Verbindungszieles (551 oder 522) in die gleiche Richtung verdreht, wie eine Richtung einer Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus (54) im Ansprechen auf eine Bereichsveränderungsanforderung, wenn ein Fahrzeug gestoppt wird, und die Kupplungshülse (553) verschiebt, einen Bestimmungsprozessor (S3, S4), der während des Prozesses zur Verschiebung der Kupplungshülse (553) bestimmt, ob es der Kupplungshülse (553) unmöglich wurde, sich zu verschieben, und eine Handhabungseinheit (S5), welche den Motorgenerator (MG1 oder MG2) zu einer Drehung des Getriebeabschnitts des Verbindungszieles (551 oder 552) in eine Richtung veranlasst, welche der Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus (54) entgegensteht, wenn der Bestimmungsprozessor (S3, S4) bestimmt, dass es der Kupplungshülse (553) unmöglich wurde, sich zu verschieben.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugantriebsvorrichtung, mit einem Getriebemechanismus, der wahlweise einen niedrigen Gangbereich oder einen hohen Gangbereich einstellt, einem Bereichsumschaltmechanismus, welcher die Gangbereiche des Getriebemechanismus verändert, einem Motorgenerator, der Antriebskraft in den Getriebemechanismus einbringt, und einer Steuerungsvorrichtung, welche die Veränderung der Gangbereiche steuert.
  • Stand der Technik
  • Ein in einer herkömmlichen Fahrzeugantriebsvorrichtung enthaltener Getriebemechanismus ist geeignet, um den Geschwindigkeitsbereich zwischen einem niedrigen Gangbereich (L) und einem hohen Gangbereich (H) zum Beispiel im Ansprechen auf eine Betätigung eines Gangschalthebels bzw. Bereichsveränderungsschalters etc. durch einen Fahrer zu verändern (vergleiche zum Beispiel die Patentliteratur 1 und 2).
  • Der Getriebemechanismus verändert die Gangbereiche beispielsweise durch das Verschieben einer Kupplungshülse in die Richtung einer Abtriebswelle hiervon und verbindet hierdurch die Kupplungshülse mit einem Zahnrad bzw. Getriebeelement für den niedrigen Gang oder einem Zahnrad bzw. Getriebeelement für den hohen Gang. Die Kupplungshülse ist außenseitig rund um die Abtriebswelle des Getriebemechanismus in einer Weise montiert, welche es der Kupplungshülse erlaubt, zusammen mit der Abtriebswelle zu rotieren und in die axiale Richtung bewegt zu werden.
  • Die Zahnräder für den niedrigen und den hohen Gang weisen an ihrer äußeren Umfangsfläche eine Mehrzahl von Zähnen (Keilnuten (splines)) auf, welche umfangsseitig angeordnet und gleichmäßig zueinander beanstandet sind. Die Kupplungshülse weist an ihrer inneren Umfangsfläche eine Mehrzahl von Zähnen (Keilnuten (splines)) auf, welche mit den Zähnen (Keilnuten (splines)) der Zahnräder im Eingriff stehen können. Wenn die Innenverzahnung bzw. inneren Zähne (Keilnuten (splines)) der Kupplungshülse mit der Außenverzahnung bzw. den äußeren Zähnen (Keilnuten (splines)) der Zahnräder für die niedrigen und den hohen Gang in Eingriff stehen (ineinander gefügt sind), ist die Kupplungshülse mit dem Zahnrad für den niedrigen oder den hohen Gang verbunden.
  • Wenn die Kupplungshülse in eine Richtung entlang der Welle verschoben wird, um mit dem Zahnrad für den niedrigen Gang verbunden zu werden, wird ein Leistungsübertragungsweg hergestellt, durch den die Drehleistung bei niedriger Geschwindigkeit von dem Zahnrad für den niedrigen Gang und der Kupplungshülse auf die Abtriebswelle übertragen wird, was zu dem ”niedrigen Gangbereich” führt.
  • Wenn die Kupplungshülse in die entgegen gesetzte Richtung entlang der Welle verschoben wird, um mit dem Zahnrad für den hohen Gang verbunden zu werden, wird ein Leistungsübertragungsweg hergestellt, durch den die Drehleistung bei hoher Geschwindigkeit von dem Zahnrad für den hohen Gang und die Kupplungshülse zur Abtriebswelle übertragen wird, was in dem ”hohen Gangbereich” resultiert. Zu beachten ist, dass ein neutraler Gangbereichszustand hergestellt wird, in dem keine Drehleistung übertragen wird, wenn die Kupplungshülse in einer neutralen Position vorliegt, in der die Kupplungshülse weder mit dem Zahnrad für den niedrigen Gang noch mit dem Zahnrad für den hohen Gang verbunden ist.
  • Typischerweise weisen die Zahnspitzen der Kupplungshülse und die Zahnspitzen der Zahnräder für den niedrigen und den hohen Gang eine abgeschrägte Kante auf, welche eine Abschrägung genannt wird. Diese Abschrägung erlaubt es den Zähnen, glatt miteinander in Eingriff zu gelangen.
  • Wie im Stand der Technik bekannt ist, enthält die Abschrägung auch eine doppelte Abschrägung (beispielsweise ist die Zahnspitze zu einer punktuellen Gestalt abgeschrägt wie ein gleichschenkliges Dreieck von oben betrachtet), und eine einzelne Abschrägung (zum Beispiel ist die Zahnspitze diagonal zu einer Gestalt abgeschrägt, wie ein rechtwinkliges Dreieck von oben betrachtet). Hierzu ist anzumerken, dass beispielsweise in dem Fall, in dem eine vorwärts gerichtete Drehleistung (ein vorwärts gerichtetes Drehmoment) am häufigsten erforderlich ist, die einzelne Abschrägung angewendet wird, um die Fähigkeit der Kupplungshülse zum Eingriff mit der anderen Komponente zu verbessern.
  • Beispielsweise ist der Fall zu betrachten, dass die Gangbereiche verändert werden, während die Abtriebswelle des Getriebemechanismus gestoppt wird, wenn ein Fahrzeug gestoppt wird. Wenn die Kupplungshülse verschoben wird, um die Gangbereiche zu verändern, kann die Zahnspitze der Kupplungshülse die Zahnspitze des Zahnrads für den niedrigen Gang oder des Zahnrads für den hohen Gang treffen, so dass die Kupplungshülse nicht weiter verschoben werden kann, und daher kann der gegenwärtige Gangbereich nicht in den Zielbereich verändert werden.
  • In Patentliteratur 1 wird gemäß den Absätzen 31 bis 37 die Kupplungshülse verschoben, um in eine Gangbereichsposition zurückzukehren, welche sie vor dem Versuch des Umschaltens der Gangbereiche innehatte, wenn es der Kupplungshülse unmöglich wird, sich zu verschieben und diese feststeckt, wodurch vermieden wird, dass die Kupplungshülse in der Fehllage bzw. feststehenden Lage für längere Zeit verbleibt.
  • In Patentliteratur 2 wird die Hülse gemäß den 3 und 4 sowie der Absätze 14 bis 19 zur Vermeidung eines Stopps der Hülse irgendwo (in einer neutralen Position) zwischen der Hochgeschwindigkeitsseite und der Niedriggeschwindigkeitsseite während des Umschaltens der Gangbereiche durch eine große Kraft verschoben, welche auf ein Niveau akkumuliert, das hinreichend ist, um die Hülse von der Hochgeschwindigkeitsseite zur Niedriggeschwindigkeitsseite oder von der Niedriggeschwindigkeitsseite zur Hochgeschwindigkeitsseite zu bewegen.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentliteratur
    • PTL1 JP 2006-007989 A
    • PTL2 JP H10-109558 A
  • Erläuterung der Erfindung
  • Technische Probleme
  • In der Patentliteratur 1 wird die Kupplungshülse verschoben, um in eine Bereichslage zurückzukehren, welche sie vor dem Versuch der Veränderung der Gangbereiche innehatte, wenn es der Kupplungshülse unmöglich wird, sich zu verschieben und diese fest steckt, damit verhindert wird, dass die Kupplungshülse in der feststehenden Lage für eine längere Zeit verbleibt. Daher kann der Gangbereich in diesem Falle nicht zu dem Zielbereich verändert werden.
  • Auch wenn die Hülse andererseits in Patentliteratur 2 durch eine hohe akkumulierte Energie verschoben wird, liegen diese Zahnspitzen, wenn die Zahnspitze der Hülse und die Zahnspitze des Zahnrads für den niedrigen Gang oder des Zahnrads für den hohen Gang in der gleichen Phase bzw. Winkellage positioniert sind, aneinander an, so dass es für die Hülse unmöglich wird, sich zu verschieben.
  • Im Lichte der oben erläuterten Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugantriebsvorrichtung zu schaffen, mit einem Getriebemechanismus, der wahlweise einen niedrigen Gangbereich oder einen hohen Gangbereich einstellt, einem Bereichsumschaltmechanismus, welcher die Gangbereiche des Getriebemechanismus verändert, einem Motorgenerator, der Antriebskraft in den Getriebemechanismus einbringt, und einer Steuerungsvorrichtung, welche die Veränderung der Gangbereiche steuert. Wenn es einer Kupplungshülse unmöglich wird, sich während eines Bereichsumschaltvorgangs zu verschieben, wird die Kupplungshülse der Fahrzeugantriebsvorrichtung dazu veranlasst, sich so schnell wie möglich zu verschieben, so dass die Veränderung des Gangbereiches abgeschlossen werden kann.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • In einer Fahrzeugantriebsvorrichtung mit einem Getriebemechanismus, der wahlweise einen niedrigen Gangbereich oder einen hohen Gangbereich einstellt, einem Bereichsumschaltmechanismus, der die Gangbereiche des Getriebemechanismus verändert, einem Motorgenerator, der Antriebskraft in den Getriebemechanismus einbringt, und einer Steuerungsvorrichtung, welche die Veränderung der Gangbereiche steuert, weist die vorliegende Erfindung die folgende Konfigurationen auf.
  • Der Bereichsumschaltmechanismus enthält einen Getriebeabschnitt für den niedrigen Gang und einen Getriebeabschnitt für den hohen Gang, welche in axialer Richtung angeordnet und beabstandet zueinander vorliegen, eine Kupplungshülse, welche verschiebbar in axialer Richtung angeordnet ist, um mit einem der beiden Getriebeabschnitte in Eingriff zu gelangen, und ein Schaltstellglied, welches die Kupplungshülse entweder vorwärts oder rückwärts in axialer Richtung verschiebt, damit diese mit einem der Getriebeabschnitte verbunden wird. Wenn die Kupplungshülse mit dem Getriebeabschnitt für den niedrigen Gang verbunden ist, wird ein Leistungsübertragungsweg für den niedrigen Gangbereich hergestellt, und wenn die Kupplungshülse mit dem Getriebeabschnitt für den hohen Gang verbunden ist, wird ein Leistungsübertragungsweg für den hohen Gangbereich hergestellt.
  • Die Steuerungsvorrichtung enthält einen Stellgliedprozessor, der den Getriebeabschnitt des Verbindungszieles in die gleiche Richtung dreht, wie die Richtung der Eingangsrotation bzw. Antriebsrotation auf den Getriebemechanismus im Ansprechen auf eine Bereichsumschaltanforderung, wenn ein Fahrzeug gestoppt wird, und die Kupplungshülse verschiebt, einen Bestimmungsprozessor, welcher bestimmt, ob es der Kupplungshülse unmöglich gemacht wurde, sich während des Verschiebevorgangs der Kupplungshülse zu verschieben, und ein Handhabungselement, welches den Motorgenerator zur Drehung des Getriebeabschnitts des Verbindungszieles in eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus veranlasst, wenn der Bestimmungsprozessor bestimmt, dass sich die Kupplungshülse nicht mehr verschieben kann.
  • Mit dieser Konfiguration wird der Getriebeabschnitt des Verbindungsziels in eine Richtung gedreht, die entgegengesetzt zu der Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus ist, wenn es der Kupplungshülse während des Bereichsumschaltprozesses zum Verschieben der Kupplungshülse unmöglich wird, sich zu verschieben.
  • Wenn hier ein Grund dafür, dass es der Kupplungshülse unmöglich ist, sich zu verschieben, z. B. darin liegt, dass die Zahnspitzen der Kupplungshülse und des Getriebeabschnitts des Verbindungszieles aneinander stoßen, wird die Kupplungshülse in die entgegen gesetzte Richtung gedreht, so dass die Zahnspitze des Getriebeabschnitts des Verbindungszieles von der Zahnspitze der Kupplungshülse in einer Umfangsrichtung versetzt wird.
  • Als Ergebnis heraus wird die Kupplungshülse so schnell wie möglich zurückgestellt, so dass sich die Kupplungshülse verschieben kann, und dadurch wird es der Kupplungshülse ermöglicht, mit dem Getriebeabschnitt des Verbindungszieles in Eingriff zu gelangen, wodurch das Umschalten der Gangbereiche abgeschlossen werden kann.
  • Wenn sich die Kupplungshülse nicht verschieben kann, wird der Grund hierfür daher so schnell wie möglich beseitigt, so dass sich die Kupplungshülse verschieben kann. Als Ergebnis hieraus kann die Zuverlässigkeit des Bereichsumschaltvorgangs verbessert werden.
  • Vorzugsweise veranlasst der Stellgliedprozessor den Motorgenerator zu einer Drehung des Getriebeabschnitts des Verbindungsziels in die gleiche Richtung wie die Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus im Ansprechen auf die Bereichsänderungsanforderung, bevor er das Schaltstellglied zum Verschieben der Kupplungshülse veranlasst.
  • Hier ist somit eine Betätigungsquelle für den Getriebeabschnitt und eine Betätigungsquelle für die Kupplungshülse spezifiziert, wodurch die Ausführungsform verdeutlicht ist.
  • In diesem Falle können in der Fahrzeugantriebsvorrichtung ein zweiter Motorgenerator und ein Hauptgetriebemechanismus zwischen dem Motorgenerator und der Eingangswelle bzw. Antriebswelle des Getriebemechanismus vorgesehen sein, und der Motor kann über eine Leistungsverteilvorrichtung zwischen dem zweiten Motorgenerator und dem Motorgenerator vorgesehen sein.
  • Hier enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung den zweiten Motorgenerator, den Hauptgetriebemechanismus, die Leistungsverteilvorrichtung und den Motor zusätzlich zu dem Motorgenerator (erster Motorgenerator), dem Getriebemechanismus (Sub-Getriebemechanismus), dem Bereichsumschaltmechanismus und der Steuerungsvorrichtung.
  • Ferner kann in der Fahrzeugantriebsvorrichtung ein Hauptgetriebemechanismus mit einem Drehmomentwandler zwischen einer Antriebswelle des Getriebemechanismus und einer Abtriebswelle des Motorgenerators vorgesehen sein, und ein Motor kann über eine Kupplung dem Motorgenerator vorgeschaltet angeordnet sein.
  • Hier enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung den Hauptgetriebemechanismus mit einem Drehmomentwandler, der Kupplung und dem Motor zusätzlich zu dem Motorgenerator, dem Getriebemechanismus, dem Bereichsumschaltmechanismus und der Steuerungsvorrichtung.
  • Bei der so konfigurierten Fahrzeugantriebsvorrichtung bewirkt der Stellgliedprozessor vorzugsweise eine Drehung des Getriebeabschnitts des Verbindungsziels in die gleiche Richtung wie die Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus durch Mitnehmen bzw. Aufgreifen eines Drehmoments des Drehmomentwandlers im Ansprechen auf die Bereichsumschaltanforderung, bevor er das Schaltstellglied zum Verschieben der Kupplungshülse veranlasst.
  • Hier sind eine Betätigungsquelle für den Getriebeabschnitt und eine Betätigungsquelle für die Kupplungshülse spezifiziert, wodurch die Ausführungsform verdeutlicht ist. Es ist zu beachten, dass es für die Herstellung des Mitnahmedrehmoments des Drehmomentwandlers notwendig ist, den Motor zu aktivieren, die Kupplung zu verbinden und den Hauptgetriebemechanismus mit einem Drehmomentwandler zu veranlassen, im Fahrbereich zu sein.
  • Vorzugsweise enthält das Schaltstellglied einen Schaltgabelschaft, welcher es der Kupplungshülse erlaubt, sich zu verschieben, einen Schaltmotor, der eine Drehleistung erzeugt, einen Leistungsübertragungsmechanismus, der den Schaltgabelschaft in eine axiale Richtung hiervon unter Verwendung der durch den Schaltmotor erzeugten Drehleistung bewegt, ein Erfassungselement für den niedrigen Gangbereich, welches eine Einrichtungsinformation für den niedrigen Gangbereich ausgibt, wenn ein Drehwinkel einer Abtriebswelle des Schaltmotors einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse vollständig in Eingriff mit dem Getriebeabschnitt für den niedrigen Gang ist, und ein Erfassungselement für den hohen Gangbereich, welches eine Einrichtungsinformation für den hohen Gangbereich ausgibt, wenn der Drehwinkel der Abtriebswelle des Schaltmotors einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse vollständig in Eingriff mit dem Getriebeabschnitt für den hohen Gang ist. Der Bestimmungsprozessor bestimmt, ob ein Zielbereich eingerichtet wurde, basierend auf einer Ausgabeinformation von den Erfassungselementen, bevor eine vorbestimmte Zeitperiode bzw. ein vorbestimmter Zeitraum seit dem Empfang der Bereichsveränderungsanforderung verstrichen ist, und wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, bestimmt er, dass es der Kupplungshülse unmöglich ist, sich zu verschieben.
  • Hier wird eine bestimmte Konfiguration des Schaltstellglieds geschaffen, und eine spezifische Anforderung für die Bestimmung durch den Bestimmungsprozessor wird bereitgestellt.
  • Vorzugsweise ist der Getriebemechanismus ein Planetengetriebesatz bzw. Umlaufrädergetriebesatz, mit einem Sonnenrad, welches eine Eingangsrotation aufnimmt, einem sich nicht drehenden Hohlrad, einer Mehrzahl von Planetenrädern bzw. Umlaufrädern, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet und damit im Eingriff sind, und einem Träger, der die Planetenräder in einer Weise hält, dass sich die Planetenräder frei drehen können, und der sich synchron mit einer Bahnbewegung der Planetenräder dreht. Der Träger kann sich zusammen mit dem Getriebeabschnitt für den niedrigen Gang drehen, und das Sonnenrad kann sich zusammen mit dem Getriebeabschnitt für den hohen Gang drehen.
  • Hier wird eine bestimmte Konfiguration des Getriebemechanismus geschaffen. Wenn das Sonnenrad und der Getriebeabschnitt für den hohen Gang durch die Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus in die positive Drehrichtung gedreht werden, führen die Planetenräder in dieser Konfiguration eine Bahnbewegung (Umlaufbewegung) aus, während sie sich in die gleiche Richtung wie das Sonnenrad drehen, wodurch der Träger und der Getriebeabschnitt für den kleineren Gang synchron zur Bahnbewegung (Umlaufbewegung) rotieren. Somit stellt die spezifische Konfiguration des Getriebemechanismus klar, dass die Getriebeabschnitte für den niedrigen Gang und für den hohen Gang in die gleiche Richtung rotieren, wie die der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus.
  • Vorzugsweise ist der Getriebeabschnitt für den niedrigen Gang ein Zahnrad mit einer Innenverzahnung, der Getriebeabschnitt für den hohen Gang ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung und innerhalb des Getriebeabschnitts für den niedrigen Gang angeordnet, ohne dass dieser Kontakt mit dem Getriebeabschnitt für den niedrigen Gang herstellt, und die Kupplungshülse enthält eine Außenverzahnung, der es möglich ist, mit der Innenverzahnung des Getriebeabschnitts für den niedrigen Gang in Eingriff zu gelangen, und eine Innenverzahnung, der es möglich ist, mit der Außenverzahnung des Getriebeabschnitts für den hohen Gang in Eingriff zu gelangen.
  • Mit dieser Konfiguration werden bestimmte Positionen geschaffen, in denen die Verzahnung des Getriebeabschnitts für den niedrigen Gang, des Getriebeabschnitts für den hohen Gang und der Kupplungshülse vorgesehen werden, und ein bestimmter Relativlagezusammenhang zwischen dem Getriebeabschnitt für den niedrigen Gang und dem Getriebeabschnitt für den hohen Gang wird geschaffen.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Fahrzeugantriebsvorrichtung einen Getriebemechanismus, der wahlweise einen niedrigen Gangbereich oder einen hohen Gangbereich einstellt, einen Bereichsumschaltmechanismus, welche die Gangbereiche des Getriebemechanismus verändert, einen Motorgenerator, der Antriebskraft in den Getriebemechanismus einbringt, und eine Steuerungsvorrichtung, welche die Veränderung der Gangbereiche steuert, wenn es einer Kupplungshülse unmöglich wird, sich während des Bereichsumschaltvorgangs zu verschieben, wobei die Kupplungshülse so schnell wie möglich zurückgestellt wird, so dass die Kupplungshülse sich verschieben kann, wodurch die Veränderung der Gangbereiche abgeschlossen werden kann.
  • In der erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebsvorrichtung kann daher die Zuverlässigkeit des Bereichsumschaltvorgangs des Getriebemechanismus verbessert werden.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Konfiguration einer Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Konfiguration eines Hybridgetriebes und eines Verteilers gemäß 1 zeigt.
  • 3 ist eine Schnittansicht, welche eine bestimmte Konfiguration eines Sub-Getriebemechanismus und eines Bereichsumschaltmechanismus des Verteilers der 1 und 2 zeigt.
  • 4 ist eine vergrößerte Ansicht des Sub-Getriebemechanismus und des Bereichsumschaltmechanismus gemäß 3, welche eine Kupplungshülse in einer neutralen Position (neutraler Bereich) zeigt.
  • 5 ist eine Ansicht, welche den Bereichsumschaltmechanismus gemäß 4 in einem niedrigen Gangbereich zeigt.
  • 6 ist eine Ansicht, welche den Bereichsumschaltmechanismus gemäß 4 in einem hohen Gangbereich zeigt.
  • 7 ist eine teilweise transparente Ansicht eines Verteilerschaltstellglieds des Verteilers.
  • 8 ist eine Darstellung, welche die Konfiguration eines Begrenzungsschalters für das Verteilerschaltstellglied des Verteilers gemäß 7 zeigt.
  • 9 ist eine Darstellung, welche einen elektronischen Schaltkreis zeigt, der den Begrenzungsschalter gemäß 8 repräsentiert.
  • 10 ist eine Tabelle, welche eine Beziehung zwischen Kombinationen von ”ein” und ”aus” des ersten bis dritten Kontaktpunktes des Begrenzungsschalters gemäß 8 zeigt und Bereiche des Sub-Getriebemechanismus herstellt.
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben einer Bereichsumschaltsteuerung des Sub-Getriebemechanismus gemäß 1.
  • 12 ist eine Detailansicht der Innenverzahnung des Getriebeabschnitts für den niedrigen Gang und der Außenverzahnung der Kupplungshülse gemäß 4, wie sie von der Außenseite (äußere Umfangseite) ersichtlich ist, welche einen Anfangsschritt zum Verändern des Geschwindigkeitsbereichs auf einen niedrigen Bereich zeigt.
  • 13 ist eine Darstellung, welche eine Situation zeigt, in der während des Vorgangs zum Umschalten des Geschwindigkeitsbereichs auf den niedrigen Bereich die Zahnspitzen der Innenverzahnung des Getriebeabschnitts für den niedrigen Bereich gegen die Zahnspitzen der äußeren Zähne der Kupplungshülse stoßen bzw. damit in Anlage geraten, so dass es der Kupplungshülse unmöglich wird, sich zu verschieben.
  • 14 ist eine Darstellung, welche einen Vorgang zeigt, der die Kupplungshülse gemäß 13 zurückstellt, so dass sich die Kupplungshülse verschieben kann.
  • 15 ist eine Detailansicht der Außenverzahnung des Getriebeabschnitts für den hohen Gang und der Innenverzahnung der Kupplungshülse gemäß 4, gesehen von der Außenseite (äußeren Umfangsseite), welche einen Anfangsschritt zum Verändern des Geschwindigkeitsbereichs zu einem hohen Bereich zeigt.
  • 16 ist eine Darstellung einer Situation, in der während des Vorgangs zum Umschalten des Geschwindigkeitsbereichs zu dem hohen Bereich die Zahnspitzen der Außenverzahnung des Getriebeabschnitts für den hohen Gang gegen die Zahnspitzen der Innenverzahnung der Kupplungshülse stoßen bzw. damit in Anlage geraten, so dass es der Kupplungshülse unmöglich wird, sich zu verschieben.
  • 17 ist eine Darstellung eines Vorgangs zum Zurückstellen der Kupplungshülse gemäß 16, so dass sich die Kupplungshülse verschieben kann.
  • 18 ist eine Darstellung, welche schematisch eine Konfiguration einer Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19 ist eine Darstellung, welche schematisch eine Konfiguration einer Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Modus zur Ausführung der Erfindung
  • Nachfolgend wird der beste Modus zur Ausführung der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Figuren erläutert.
  • Die 1 bis 17 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zunächst wird eine allgemeine Konfiguration einer Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird eine Antriebsvorrichtung für ein zeitgemäßes Hybridfahrzeug mit Vierradantrieb bzw. Allradantrieb aufgezeigt. Die Antriebsvorrichtung für das Hybridfahrzeug weist die gleiche Konfiguration auf, wie eine Antriebsvorrichtung für ein heckbetriebenes Fahrzeug mit vorne liegenden Motor (FR).
  • Die Fahrzeugantriebsvorrichtung nach 1 enthält einen Motor 1, ein Hybridgetriebe 2, einen Verteiler 5, eine vordere Antriebswelle 6F, eine hintere Antriebswelle 6R, ein vorderes Differenzial bzw. Ausgleichsgetriebe 7F, ein hinteres Differenzial bzw. Ausgleichsgetriebe 7R, Vorderräder 8F und Hinterräder 8R. Während diese Komponenten nachfolgend beschrieben werden, sind die sich nicht direkt auf die Merkmale der vorliegenden Erfindung beziehenden Komponenten schematisch gezeigt und werden kurz erläutert.
  • Motor
  • Der Motor 1 ist eine bekannte Antriebsquelle, welche Kraftstoff verbrennt, so zum Beispiel ein Benzinmotor, ein Dieselmotor, et cetera, um Leistung auszugeben. Der Betriebszustand des Motors 1 wird durch einen Motorsteuerungsrechner 100 gesteuert, der den Öffnungsgrad der Drosselklappe (das Ausmaß des eingeführten Gases), die Menge des eingespritzten Kraftstoffs, den Zeitpunkt der Zündung etc. steuert.
  • Eine Kurbelwelle (Abtriebswelle) 11 des Motors 1 ist über ein Dämpfungselement bzw. einen Dämpfungspuffer 12 mit einer Leistungsverteilvorrichtung 3 verbunden. Es ist festzuhalten, dass der Dämpfungspuffer 12 eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentvariationen des Motors 1 ist.
  • Hybridgetriebe
  • Wie in 2 gezeigt ist, enthält das Hybridgetriebe 2 einen ersten Motorgenerator MG1, einen zweiten Motorgenerator MG2, die Leistungsverteilvorrichtung 3, einen Hauptgetriebemechanismus 4, et cetera.
  • Motorgenerator
  • Der erste und zweite Motorgenerator MG1 und MG2 sind beide Wechselstrom-Synchronmotoren, welche als ein Motor wirken und auch als ein Generator dienen.
  • Der erste und zweite Motorgenerator MG1 und MG2 sind jeweils über einen Wechselrichter mit einer Batterie (Elektrizitätsspeichervorrichtung) verbunden, obwohl diese nicht gezeigt ist. Zur Steuerung des Wechselrichters unter Verwendung eines Leistungsüberwachungs-Steuerungsrechners 200, werden die Motorgeneratoren MG1 und MG2 zwischen den Moden zur Regeneration und zum Antreiben (Leistungsunterstützung) geschaltet. Die generierte Leistung wird über den Wechselrichter in der Batterie gespeichert. Die Leistung zum Antrieb des ersten und zweiten Motorgenerators MG1 und MG2 wird von der Batterie über den Wechselrichter hierzu zugeführt.
  • Leistungsverteilvorrichtung
  • Die Leistungsverteilvorrichtung 3 enthält als eine Hauptkomponente einen einfachen Planetengetriebesatz bzw. Umlaufrädergetriebesatz, der ein Sonnenrad (Zahnrad mit nach außen weisenden Zähnen (Außenverzahnung)) 31, ein Hohlrad (ein Zahnrad mit nach innen weisenden Zähnen (Innenverzahnung)) 32, eine Mehrzahl von Planetenrädern (Zahnrädern mit nach außen weisenden Zähnen (Außenverzahnung)) 33, einem Träger 34, etc. aufweist.
  • Das Hohlrad 32 ist rund um die äußere Umfangsseite des Sonnenrades 31 angeordnet. Das Hohlrad 32 und das Sonnenrad 31 sind konzentrisch zueinander angeordnet und liegen beanstandet voneinander vor. Die Planetenräder 33 sind in einem ringförmigen Freiraum zwischen den Sonnenrad 31 und dem Hohlrad 32 angeordnet und stehen mit diesen in Eingriff. Der Träger 34 hält die Planetenräder 33 in einer Weise, welche es ermöglicht, dass sich die Planetenräder 33 frei drehen, und kann synchron mit der Bahnbewegung (Umlaufbewegung) der Planetenräder 33 rotieren.
  • Der Träger 34 ist über den Dämpfungspuffer 12 mit der Kurbelwelle 11 des Motors 1 verbunden. Das Sonnenrad 31 ist mit dem Rotor des ersten Motorgenerators MG1 verbunden. Eine Leistungsübertragungswelle bzw. Leistungsverteilungswelle 13 ist mit dem Hohlrad 32 verbunden. Die Leistungsverteilungswelle 13 ist über den Hauptgetriebemechanismus 4 mit dem zweiten Motorgenerator MG2 verbunden. Die Leistungsverteilungswelle 13 ist ferner mit einer Verteilerantriebswelle 51 verbunden.
  • Eine Betriebsweise der derart konfigurierten Leistungsverteilvorrichtung 3 wird nun beschrieben. Wenn der erste Motorgenerator MG1 wie ein Generator arbeitet, wird ein Leistungseingang vom Motor 1 auf den Träger 34 aufgeteilt in Leistung, welche über das Sonnenrad 31 zum Antreiben des ersten Motorgenerators MG1 als ein Generator verwendet wird, und in Leistung, welche über das Hohlrad 32 zum Antrieb der Räder (der vorderen und hinteren Räder 8F und 8R) verwendet wird. Wenn der erste Motorgenerator MG1 andererseits jedoch als ein Motor arbeitet, werden der Leistungseingang von dem Motor 1 auf den Träger 34 und der Leistungseingang von dem ersten Motorgenerator MG1 auf das Sonnenrad 31 kombiniert und dann an das Hohlrad 32 abgegeben.
  • Hauptgetriebemechanismus
  • Der Hauptgetriebemechanismus 4 ist ein zweistufiger Reduktionsmechanismus (hoch und niedrig), der einen Ravigneaux-Planetengetriebesatz als eine Hauptkomponente enthält. Der Hauptgetriebemechanismus 4 enthält ein vorderes Sonnenrad (Zahnrad mit Außenverzahnung) 41, ein hinteres Sonnenrad (Zahnrad mit Außenverzahnung) 42, ein kurzes Planetenrad (Zahnrad mit Außenverzahnung) 43, ein langes Planetenrad (Zahnrad mit Außenverzahnung) 44, ein Hohlrad (Zahnrad mit Innenverzahnung) 45, einen Träger 46, etc..
  • Das vordere Sonnenrad 41 ist mit dem kurzen Planetenrad 43 in Eingriff. Das kurze Planetenrad 43 ist mit dem langen Planetenrad 44 in Eingriff. Das lange Planetenrad 44 ist mit dem Hohlrad 45 und dem hinteren Sonnenrad 42 in Eingriff. Das Hohlrad 45 und das vordere und hintere Sonnenrad 41 und 42 sind konzentrisch und beabstandet zueinander angeordnet. Der Träger 46 hält das kurze und lange Planetenrad 43 und 44 in einer Weise, welche es ermöglicht, dass sich das kurze und lange Planetenrad 43 und 44 frei drehen können, und kann synchron mit der Bahnbewegung (Umlaufbewegung) des kurzen und langen Planetenrades 43 und 44 rotieren.
  • Der Träger 46 ist mit der Leistungsverteilungswelle 13 und der Verteilerantriebswelle 51 verbunden. Das hintere Sonnenrad 42 ist mit dem Rotor des zweiten Motorgenerators MG2 verbunden. Das vordere Sonnenrad 41 wird durch ein Getriebegehäuse 10 über eine erste Bremse B1 gehalten. Das Hohlrad 45 wird durch das Getriebegehäuse 10 über eine zweite Bremse B2 gehalten.
  • Ferner enthält der Hauptgetriebemechanismus 4 die erste und zweite Bremse B1 und B2 als Schaltelemente zum Umschalten des Übersetzungsverhältnisses zwischen einem niedrigen Gangbereich (niedriges Übersetzungsverhältnis) und einem hohen Gangbereich (hohes Übersetzungsverhältnis). Die Bremsen B1 am B2 sind jeweils beispielsweise mehrplattenförmige oder bandartige hydraulische Reibungseingriffselemente, welche mit dem Druck des hydraulischen Fluids eine Eingriffskraft herstellen. Die Bremsen B1 am B2 sind jeweils so konfiguriert, dass die Drehmomentkapazität kontinuierlich variiert in Abhängigkeit von dem durch ein nicht gezeigtes hydraulisches Stellglied et cetera erzeugten Eingriffsdruck.
  • Wenn die erste Bremse B1 deaktiviert oder außer Eingriff ist, ist das vordere Sonnenrad 41 frei von dem sich nicht drehenden Getriebegehäuse 10, so dass sich das vordere Sonnenrad 41 relativ hierzu drehen kann. Wenn die erste Bremse B1 andererseits betätigt wurde oder in Eingriff ist, wird das vordere Sonnenrad 41 mit dem Getriebegehäuse 10 verbunden und integriert, so dass es dem vorderen Sonnenrad 41 nicht möglich ist, sich zu drehen. Wenn die zweite Bremse B2 deaktiviert oder außer Eingriff ist, ist das Hohlrad 45 vom Getriebegehäuse 10 freigegeben, so dass sich das Hohlrad 45 relativ hierzu frei drehen kann. Wenn die zweite Bremse B2 andererseits betätigt oder in Eingriff ist, ist das Hohlrad 45 mit dem Getriebegehäuse 10 verbunden und integriert, so dass es dem Hohlrad 45 nicht möglich ist, sich zu drehen.
  • Wenn die erste Bremse B1 deaktiviert (außer Eingriff) und die zweite Bremse B2 betätigt (in Eingriff) ist, ist es dem Hohlrad 45 hier nicht möglich, sich zu drehen, so dass der Träger 46 und Leistungsverteilungswelle 13 mit einer geringeren Geschwindigkeit (niedriger Gangbereich) durch das Hohlrad 45 und das durch den zweiten Motorgenerator MG2 gedrehte hintere Sonnenrad 42 gedreht wird. Wenn die zweite Bremse B2 deaktiviert (außer Eingriff) und die erste Bremse B1 betätigt (in Eingriff) ist, drehen sich der Träger 46 und die Leistungsverteilungswelle 13 mit einer höheren Geschwindigkeit (hoher Gangbereich) durch das sich nicht drehende vordere Sonnenrad 41, das durch den zweiten Motorgenerator MG2 gedrehte hintere Sonnenrad 42 und das sich nicht drehende Hohlrad 45. Es ist festzuhalten, dass der Träger 46 und die Leistungsverteilungswelle 13 außerhalb des Getriebes oder in einer neutralen Position (neutraler Gangbereich) stehen, wenn beide Bremsen B1 am B2 deaktiviert (außer Eingriff) sind.
  • Verteiler
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, enthält der Verteiler 5 die Verteilerantriebswelle 51, eine hintere Abtriebswelle 52, eine vordere Abtriebswelle 53, den Sub-Getriebemechanismus 54, einem Bereichsumschaltmechanismus 55, einem Modusveränderungsmechanismus 56, et cetera.
  • Die Verteilerantriebswelle 51 wird durch ein Verteilergehäuse 545 über ein nicht gezeigtes Rollenlager in einer Weise gehalten, welche es der Verteilerantriebswelle 51 erlaubt, sich frei zu drehen. Die Verteilerantriebswelle 51 empfängt eine Drehleistungsabgabe von dem Hauptgetriebemechanismus 4.
  • Die hintere Abtriebswelle 52, welche auf der gleichen Achse liegt, wie die Verteilerantriebswelle 51, gibt die Leistung auf die hinteren Räder 8R aus. Die vordere Abtriebswelle 53, welche parallel zur hinteren Abtriebswelle 52 ist, gibt die Leistung auf die vorderen Räder 8F aus.
  • Es ist festzuhalten, dass ein Antriebszahnrad 57 außenseitig an der hinteren Abtriebswelle 52 über ein nicht gezeigtes Wälzlager, dass als ein Wälzlagerkäfig und Rollen bezeichnet wird, montiert ist. Ein angetriebenes Zahnrad 58 ist integral an der äußeren Umfangsfläche der vorderen Abtriebswelle 53 ausgebildet. Ein endloses Element bzw. Antriebselement 59, wie zum Beispiel eine Antriebskette, ein Antriebszahnriemen et cetera, ist um das Antriebszahnrad 57 und das angetriebene Zahnrad 58 geschlungen und gehängt.
  • Sub-Getriebemechanismus
  • Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, ist der Sub-Getriebemechanismus 54 ein zweistufiger Reduktionsmechanismus (hoch und niedrig), der einen einfachen Planetengetriebesatz als eine Hauptkomponente enthält. Der Sub-Getriebemechanismus 54 enthält ein Hohlrad (Zahnrad mit Innenverzahnung) 541, ein Sonnenrad (Zahnrad mit Außenverzahnung) 542, eine Mehrzahl an Planetenrädern (Zahnräder mit Außenverzahnung) 542, einen Träger 544, et cetera.
  • Das Hohlrad 541 ist am Verteilergehäuse 545 derart befestigt, dass es dem Hohlrad 541 nicht möglich ist, sich zu drehen oder sich axial zu bewegen. Das Sonnenrad 542 ist innenseitig und beanstandet von dem Hohlrad 541 angeordnet, und ist mit der Verteilerantriebswelle 51 derart verbunden, dass sich das Sonnenrad 542 zusammen mit der Verteilerantriebswelle 51 drehen kann. Die Planetenräder 543 sind in einem ringförmigen Bereich zwischen dem Hohlrad 541 und dem Sonnenrad 542 angeordnet und stehen wir mit diesem in Eingriff. Der Träger 544 hält die Planetenräder 543 in einer Weise, welches erlaubt, dass sich die Planetenräder 543 frei drehen, und kann sich synchron mit der Bahnbewegung (Umlaufbewegung) der Planetenräder 543 drehen.
  • Modusveränderungsmechanismus
  • Der Modusveränderungsmechanismus 56 stellt wahlweise einen Vierrad- bzw. Allradantriebsmodus (4WD) oder einen Zweiradantriebsmodus (2WD) im Ansprechen auf eine Betätigung her, welche durch einen Fahrer beispielsweise unter Verwendung eines nicht gezeigten Fahrmodus-Veränderungsschalters ausgeführt wird, der in der Nachbarschaft eines nicht gezeigten Vordersitzes vorgesehen ist.
  • Im Allradantriebsmodus (4WD) wird ein Leistungsverteilungsweg hergestellt, durch den die Rotationsleistungseingabe der Verteilerantriebswelle 51 sowohl von der hinteren Abtriebswelle 53 als auch von der vorderen Abtriebswelle 52 ausgegeben wird.
  • In Zweiradantriebsmodus (2WD) wird ein Leistungsverteilungsweg bzw. Leistungsübertragungsweg hergestellt, durch den die Rotationsleistungseingabe der Verteilerantriebswelle 51 nur an die hintere Abtriebswelle 52 abgegeben wird.
  • Mit anderen Worten ist der Allradantriebsmodus (4WD) eingeschaltet, um den Leistungsverteilungsweg herzustellen, durch den die von der Verteilerantriebswelle 51 vorgegebene Drehleistung über das Antriebszahnrad 57, das endlose Antriebselement 59 und das angetriebene Zahnrad 58 auf die vordere Abtriebswelle 53 übertragen wird, wenn der Modusveränderungsmechanismus 56 es dem Antriebszahnrad 57 ermöglicht, sich zusammen mit der hinteren Abtriebswelle 52 zu drehen.
  • Wenn es der Modusveränderungsmechanismus 56 andererseits dem Antriebszahnrad 57 ermöglicht, sich relativ zur hinteren Abtriebswelle 52 zu drehen, wird der Zweiradantriebsmodus (2WD) eingeschaltet, um den Leistungsverteilungsweg herzustellen bzw. einzurichten, durch den die Drehleistung von der Verteilerantriebswelle 51 zur hinteren Abtriebswelle 52 und nicht zur vorderen Abtriebswelle 53 übertragen wird, und die Drehleistung wird nur durch die hintere Abtriebswelle 52 ausgegeben.
  • Bereichsumschaltmechanismus
  • Der Bereichsumschaltmechanismus bzw. Bereichsveränderungsmechanismus 55 stellt wahlweise den niedrigen Bereich bzw. Gangbereich (L) und den hohen Bereich bzw. Gangbereich (H) für den Sub-Getriebemechanismus 54 im Ansprechen auf eine Betätigung her, welche durch einen Fahrer ausgeführt wird, der beispielsweise einen nicht gezeigten Geschwindigkeitbereichs-Veränderungsschalter verwendet, welcher in der Nachbarschaft eines nicht gezeigten Vordersitzes vorliegt.
  • Im hohen Gangbereich (H) wird ein Leistungsverteilungsweg dadurch hergestellt, dass die Drehleistungseingabe auf die Verteilerantriebswelle 51 von dem Sonnenrad 542 des Sub-Getriebemechanismus 54 zur hinteren Abtriebswelle 52 übertragen wird, d. h. die Verteilerantriebswelle 51 ist direkt mit der hinteren Abtriebswelle 52 verbunden.
  • Im niedrigen Gangbereich (L) wird ein Leistungsverteilungsweg hergestellt, durch den die Drehleistungseingabe auf die Verteilerantriebswelle 51 von den Träger 544 des Sub-Getriebemechanismus 54 zur hinteren Abtriebswelle 52 übertragen wird, d. h. die Bahngeschwindigkeit (Umlaufgeschwindigkeit) des Trägers 544 wird zur hinteren Abtriebswelle 52 ausgegeben. Das Geschwindigkeits-Verringerungsverhältnis im niedrigen Gangbereich wird basierend auf dem Durchmesser, den Getriebeübersetzungsverhältnissen, etc. der Teile des Sub-Getriebemechanismus 54 geeignet bestimmt.
  • Der neutrale Gangbereich (N) ist weder der niedrige Gangbereich noch der hohe Gangbereich, das heißt ein neutraler Zustand, in dem die Drehleistungseingabe der Verteilerantriebswelle 51 nicht zur hinteren Abtriebswelle 52 übertragen wird.
  • Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, enthält der Bereichsumschaltmechanismus 55 einen Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang, einen Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang, eine Kupplungshülse 553, eine Schaltgabel 554, einen Synchronisationsring 555, ein Synchronisationskeil bzw. Synchronisationsschlüssel 556 etc.. Der Betrieb des Bereichsumschaltmechanismus 55 wird durch ein Verteilerschaltstellglied 60 und einen Allradsteuerungsrechner 300 gesteuert.
  • Der Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gangbereich ist mit den Träger 544 des Sub-Getriebemechanismus 54 derart verbunden, dass der Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gangbereich und der Träger 44 zusammen rotieren können. Der Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gangbereich ist ein Zahnrad mit Innenverzahnung. Insbesondere ist eine Mehrzahl von Innenzähnen 551a umfangseitig und gleichmäßig beanstandet an der inneren Umfangsfläche des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang an einem Endabschnitt nachgeschaltet in einer Richtung angeordnet, in der die Drehleistung eingegeben wird.
  • Der Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gangbereich ist integral an einer Seitenfläche des Sonnenrades 542 des Sub-Getriebemechanismus 54 angeordnet und steht hiervon vor. Der Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang ist ein Zahnrad mit Außenverzahnung. Insbesondere ist eine Mehrzahl von äußeren Zähnen 552a umfangsseitig und gleichmäßig zueinander beanstandet an der äußeren Umfangfläche des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang in einem Bereich nahe dem Sonnenrad 542 angeordnet.
  • Die Kupplungshülse 553 ist außenseitig an der hinteren Abtriebswelle 52 über eine Nabenhülse 558 in einer solchen Weise montiert, dass es der Kupplungshülse 553 ermöglicht ist, sich zusammen mit der hinteren Abtriebswelle 52 zu drehen, und sich in axialer Richtung zu bewegen.
  • Eine Mehrzahl von äußeren Zähnen 553a ist umfangseitig angeordnet und gleichmäßig beanstandet an der äußeren Umfangsfläche der Kupplungshülse 553 an einem Endabschnitt nachgeschaltet in der Richtung, in der die Drehleistung eingegeben wird, und steht in Eingriff mit der Innenverzahnung 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang. Eine Mehrzahl von inneren Zähnen 553b ist umfangseitig angeordnet und gleichmäßig beanstandet an der inneren Umfangsfläche der Kupplungshülse 553 an einem Endabschnitt vorgeschaltet in der Richtung, in der die Drehleistung eingegeben wird, und ist in Eingriff mit der Außenverzahnung 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang.
  • Die Zähne 551a, 552a, 553a und 553b werden auch als Keilnutenstücke (spline pieces) bezeichnet.
  • Der Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang weist eine zylinderförmige Gestalt auf. Der Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang ist innerhalb des Zylinders angeordnet, ohne dass er einen Kontakt mit den Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang herstellt. Die Innenzähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang sind beanstandet von den äußeren Zähnen 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang in axialer Richtung angeordnet. Im neutralen Bereich sind die äußeren und inneren Zähne 553a und 553b der Kupplungshülse 553 in einem Freiraum in axialer Richtung zwischen den inneren Zähnen 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang und den äußeren Zähnen 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang angeordnet, und stehen daher nicht in Eingriff mit den inneren Zähnen 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang und den äußeren Zähnen 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang.
  • Wie in den 12 und 15 gezeigt ist, weisen die inneren Zähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang, wie äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang und die äußeren und inneren Zähne 553a und 553b der Kupplungshülse 553 in Eingriffsrichtung alle beispielsweise eine doppelte Abschrägung an ihrer Spitze auf. Diese doppelte Abschrägung kann beispielsweise eine Oberfläche sein, die durch Anfasen der Zahnspitze in eine Punktgestalt wie zum Beispiel in ein gleichseitiges Dreieck, von oben gesehen hergestellt werden.
  • Es ist festzustellen, dass die inneren Zähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang, die äußeren und inneren Zähne 553a und 553b der Kupplungshülse 553 und die äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang auch eine so genannte einseitige Abschrägung anstelle der doppelten Abschrägung aufweisen können. Beispielsweise kann die einfache bzw. einseitige Abschrägung eine Oberfläche sein, welche durch Anfasen der Zahnspitze in eine Gestalt wie zum Beispiel eines rechtwinkligen Dreiecks von oben gesehen hergestellt sein.
  • 12 ist eine Detailansicht der inneren Zähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang und der äußeren Zähne 553a der Kupplungshülse 553 von der Außenseite betrachtet (der äußeren Umfangsseite). 15 ist eine Detailansicht der äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang und der inneren Zähne 553b der Kupplungshülse 553 von der Außenseite betrachtet (der äußeren Umfangsseite).
  • Die Schaltgabel 554 wird verwendet, um die Kupplungshülse 553 in die axiale Richtung parallel zur der hinteren Abtriebswelle 52 zu bewegen.
  • Der Synchronisationsring 555 wird gegen die konische äußere Umfangsfläche des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang durch den Synchronisationskeil 556 gedrückt, der in Verbindung mit dem Gleiten der Kupplungshülse 553 in axialer Richtung bewegt wird, wenn die Kupplungshülse 553 in Eingriff mit dem Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang steht. Das Reibungsmoment, welches an einer Oberfläche auftritt, an der der Synchronisationsring 555 gleitend die konische äußere Umfangsfläche des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang berührt, erlaubt es dem Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang und der Kupplungshülse 553 synchron zueinander zu rotieren.
  • Das Verteilerschaltstellglied 60 steuert die Schaltgabel 554. Wie in 7 gezeigt ist, enthält das Verteilerschaltstellglied 60 einen Schaltgabelschaft 61, einen Schaltmotor 62, einen Leistungsübertragungsmechanismus bzw. Leistungsverteilungsmechanismus 63, etc., welche nicht im Detail gezeigt sind.
  • Der Schaltgabelschaft 61 ist vorgesehen, um es der Schaltgabel 554 zu ermöglichen, sich parallel zu einer zentralen Achsenlinie der Kupplungshülse 553 zu bewegen. Der Schaltmotor 62 erzeugt eine Drehleistung. Der Leistungsverteilungsmechanismus 63 verringert die durch den Schaltmotor 62 erzeugte Drehleistung und überträgt die verbliebene Drehleistung auf den Schaltgabelschaft 61, wodurch der Schaltgabelschaft 61 in der axialer Richtung verschoben wird. Der Leistungsverteilungsmechanismus 63 enthält eine Kombination aus einer Mehrzahl von Zahnrädern 631, 632 und 633. Der Schaltgabelschaft 61 weist stirnseitige Zähne auf, welche in Eingriff stehen mit dem abschließenden Zahnrad 633. Das abschließende Zahnrad 633 und die stirnseitigen Zähne wandeln die Drehleistung in eine lineare Antriebskraft um.
  • Das Verteilerschaltstellglied 60 enthält einen Grenzschalter 64, um zu bestätigen, dass der Sub-Getriebemechanismus 54 die Gangbereiche verändert hat.
  • Der Grenzschalter 64 gibt ein Signal aus, welches einen der folgenden Zustände identifiziert: der Drehwinkel der Abtriebswelle 65 des Schaltmotors 62 hat einen Winkel erreicht, an dem die Kupplungshülse 553 vollständig mit dem Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang (niedriger Gangbereich (L)) in Eingriff steht; der Drehwinkel hat einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse 553 vollständig in Eingriff mit dem Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang (höherer Gangbereich (H)) steht; der Drehwinkel hat einen Zwischenwinkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse 553 nicht in Eingriff mit dem Getriebestück 551 für den niedrigen Gang oder mit dem Getriebestück 552 für den hohen Gang (neutraler Bereich (N)) steht; der Drehwinkel hat einen Winkel erreicht, der in einem Bereich zwischen dem neutralen Bereich (N) und dem niedrigen Gangbereich (L) angeordnet ist; und der Drehwinkel hat einen Winkel erreicht, der in einem Bereich zwischen dem neutralen Bereich (N) und dem hohen Gangbereich (H) angeordnet ist.
  • Wie insbesondere in den 7 bis 9 ersichtlich ist, enthält der Grenzschalter 64 eine gemeinsame Leitung 641, drei Signalleitungen 642 bis 644 und eine Kontaktfeder 645, welche drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 herstellen.
  • Die gemeinsame Leitung 641 und die drei Signalleitungen 642 bis 644, welche aus einem leitfähigen Film ausgebildet sind, der an einer Oberfläche einer Leiterplatte 646 ausgeformt ist, sind an einem Gehäuse 66 des Verteilerschaltstellglieds 60 et cetera befestigt. Die Kontaktfeder 645, welche aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, ist an einer Seite des zweiten Zahnrads 632 des Leistungsverteilungsmechanismus 63 befestigt. Die Kontaktfeder 645 wird zusammen mit dem zweiten Zahnrad 632 derart gedreht, dass die gemeinsame Leitung 641 und die erste bis dritte Signalleitung 642 bis 644 wahlweise veranlasst werden, leitend bzw. leitfähig zu sein, in Abhängigkeit von den Drehwinkel des zweiten Zahnrads 632. Es ist festzustellen, dass in der 7 die Leiterplatte 646 nicht gezeigt ist und nur die Leitungen 641 bis 644 dargestellt sind, um das Verständnis einer Relativlagezusammenhangs zwischen den Leitungen 641 bis 644 und der Kontaktfeder 645 zu erleichtern.
  • Es ist festzuhalten, dass die gemeinsame Leitung 641, erste Signalleitung 642 und die Kontaktfeder 645 den ersten Kontaktpunkt HL1 bilden. Die gemeinsame Leitung 641, zweite Signalleitung 643 und die Kontaktfeder 645 bilden den zweiten Kontaktpunkt HL2. Die gemeinsame Leitung 641, die dritte Signalleitung 644 und die Kontaktfeder 645 bilden den dritten Kontaktpunkt HL3.
  • Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die erste Signalleitung 642 durch die Kontaktfeder 645 veranlasst werden, leitend bzw. leitfähig zu sein, wird die erste Kontaktpunkt HL1 auf ”ein” geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die erste Signalleitung 642 dazu veranlasst werden, nicht leitend zu sein, wird der Kontaktpunkt HL1 auf ”aus” geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die zweite Signalleitung 643 durch die Kontaktfeder 645 veranlasst werden, leitend zu sein, wird der zweite Kontaktpunkt HL2 auf ”ein” geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die zweite Signalleitung 643 veranlasst werden, nicht leitend zu sein, wird der zweite Kontaktpunkt HL2 auf ”aus” geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die dritte Signalleitung 644 durch die Kontaktfeder 645 veranlasst werden, leitend zu sein, wird der dritte Kontaktpunkt HL3 auf ”ein” geschaltet. Wenn die gemeinsame Leitung 641 und die dritte Signalleitung 644 veranlasst werden, nicht leitend zu sein, wird der dritte Kontaktpunkt HL3 auf ”aus” geschaltet.
  • Nachfolgend wird das Verhältnis zwischen den Kombinationen von ”ein” und ”aus” der drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 des Grenzschalters 64 und der hergestellten Bereiche des Sub-Getriebemechanismus 54 anhand der in 10 gezeigten Tabelle beschrieben.
    • (1) Wenn die erste Kontaktpunkt HL1 auf ”aus” ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 auf ”ein” ist, und der dritte Kontaktpunkt HL3 auf ”aus” ist (die Spitzen der Vorsprünge der Kontaktfeder 645 in einem Bereich angeordnet sind, in dem der niedrigere Gangbereich gemäß 7 hergestellt ist), bestimmt der Allradsteuerungsrechner 300, dass der gegenwärtige Bereich der ”niedrige Gangbereich (L)” ist.
    • (2) Wenn der erste Kontaktpunkt HL1 auf ”ein” ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 auf ”aus” ist, und der dritte Kontaktpunkt HL3 auf ”aus” ist (die Spitzen der Vorsprünge der Kontaktfeder 645 in einem Bereich angeordnet sind, in dem der höhere Gangbereich gemäß 7 hergestellt ist), bestimmt der Allradsteuerungsrechner 300, dass der gegenwärtige Bereich der ”hohe Gangbereich (H)” ist.
    • (3) Wenn der erste Kontaktpunkt HL1 auf ”aus” ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 auf ”aus” ist, und der dritte Kontaktpunkt HL3 auf ”ein” ist (die Spitzen der Vorsprünge der Kontaktfeder 645 in einem Bereich angeordnet sind, in dem der neutrale Bereich gemäß 7 hergestellt ist), bestimmt der Allradsteuerungsrechner 300, dass der gegenwärtige Bereich der ”neutrale Gangbereich (N)” ist.
    • (4) Wenn der erste Kontaktpunkt HL1 auf ”aus” ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 auf ”ein” ist, und der dritte Kontakt zum HL3 auf ”ein” ist, bestimmt der Allradsteuerungsrechner 300, dass die gegenwärtige Bereich ein ”Bereich zwischen dem neutralen Gangbereich (N) und dem niedrigen Gangbereich (L)” ist.
    • (5) Wenn der erste Kontaktpunkt HL1 auf ”ein” ist, der zweite Kontaktpunkt HL2 auf ”aus” ist, und der dritte Kontaktpunkt HL3 auf ”ein” ist, bestimmt der Allradsteuerungsrechner 300, dass die gegenwärtige Bereich in einem ”Bereich zwischen dem neutralen Gangbereich (N) und dem hohen Gangbereich (H)” ist.
  • Die Kombinationen von ”ein” und ”aus” der drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 sind Einrichtungsinformationen für den niedrigen Gangbereich und den hohen Gangbereich, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben sind. Der Grenzschalter 64 entspricht einem Erfassungselement für den niedrigen Gangbereich und einem Erfassungselement für einen hohen Gangbereich, wie in den anliegenden Ansprüchen beschrieben ist.
  • Steuerungssystem
  • Der Motorsteuerungsrechner 100, der Leistungsüberwachungs-Steuerungsrechner 200 und der Allradsteuerungsrechner 300 enthalten jeweils eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen ROM (Programmspeicher), einen RAM (Datenspeicher), einen Backup-RAM (Festwertspeicher), etc., obwohl diese nicht dargestellt sind.
  • Der ROM speichert verschiedene Steuerungsprogramme, Kennwertlisten, die herangezogen werden, wenn die Steuerungsprogramme ausgeführt werden, etc.. Die CPU führt Berechnungsprozesse basierend auf den Steuerungsprogrammen und den Kennwertlisten aus, welche in der ROM gespeichert sind. Der RAM ist ein Speicher, der zeitweilig die Ergebnisse der Berechnungen durch die CPU, die Eingabedaten von den Sensoren etc. speichert. Der Backup-RAM ist ein Festwertspeicher bzw. nicht flüchtiger Speicher, der zu speichernde Daten speichert, wenn der Motor 1 gestoppt wird, etc..
  • Der Allradsteuerungsrechner 300 ist konfiguriert, um die folgenden Steuerungen auszuführen: eine Bereichsumschaltsteuerung in Abhängigkeit von einer Veränderung des Geschwindigkeitsbereichs zwischen dem hohen Gangbereich (H) und dem niedrigen Gangbereich (L) des Sub-Getriebemechanismus 54 im Ansprechen auf die Eingabe eines Bereichsveränderungssignals entsprechend einer Betätigung durch den Fahrer eines Geschwindigkeitsbereichs-Umschaltschalters, der nicht gezeigt ist; eine Modusveränderungssteuerung entsprechend einer Veränderung des Antriebsmodus zwischen dem Zweiradantriebsmodus (2WD) und dem Allrad- bzw. Vierradantriebsmodus (4WD) im Ansprechen auf die Eingabe eines Modusveränderungssignals entsprechend einer Betätigung durch einen Fahrer an einem Antriebsmodus-Umschaltschalter, der nicht gezeigt ist; etc..
  • Nachfolgend wird in der Arbeitsweise des Bereichsumschaltmechanismus 55 erläutert. Zu beachten ist, dass eine Veränderung des Geschwindigkeitsbereiches zulässig ist, wenn ein Zustand für die Zulässigkeit der Veränderung des Bereiches (Bereichsveränderungszustand) erfüllt ist. Der Bereichsveränderungszustand kann beispielsweise der sein, dass der Antriebsmodus auf den Allradantriebsmodus (4WD) festgelegt ist, dass der Hauptgetriebemechanismus 3 in einem angetriebenen Bereich ist, dass das Fahrzeug gestoppt wird, etc..
  • Wenn hier beispielsweise zunächst der Geschwindigkeitsbereichs-Umschaltschalter (nicht gezeigt) den niedrigen Gangbereich (L) wählt, betätigt der Allradsteuerungsrechner 300 das Verteilerschaltstellglied 60 derart, dass die Schaltgabel 554 in eine Richtung bewegt wird, welche durch einen Pfeil X in 4 (zur rechten Seite auf dem Zeichnungsblatt) bewegt wird, wodurch die Kupplungshülse 553 in die gleiche Richtung verschoben wird. Wie in 5 gezeigt ist, werden die äußeren Zähne 553a der Kupplungshülse 553 als Ergebnis heraus in Eingriff mit den äußeren Zähnen 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang gebracht.
  • Als Ergebnis hieraus wird ein Niedrigbereichs-Leistungsverteilungsweg eingerichtet, durch den die Drehleistungseingabe der Verteilerantriebswelle 51 übertragen wird auf den Träger 544 des Sub-Getriebemechanismus 54 → die Kupplungshülse 553 → die Nabenhülse 558 → die hintere Abtriebswelle 52 → die vordere Abtriebswelle 53. Damit ist der niedrige Gangbereich (L) eingerichtet.
  • Wenn andererseits beispielsweise der nicht gezeigte Geschwindigkeitsbereichs-Umschaltschalter den hohen Gangbereich (H) wählt, betätigt der Allradsteuerungsrechner 300 das Verteilerschaltstellglied 60 derart, dass die Schaltgabel 554 in eine Richtung bewegt wird, welche in 4 durch einen Pfeil Y (nach links auf dem Zeichnungsblatt) bewegt wird, wodurch sich die Kupplungshülse 553 in die gleiche Richtung verschiebt. Als ein Ergebnis hieraus gelangen die inneren Zähne 553b der Kupplungshülse 553 gemäß der Darstellung in 6 in Eingriff mit den äußeren Zähnen 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang. Während dieses Eingriffsprozesses drückt der Synchronisationskeil 556 den Synchronisationsring 555 gegen die konische Oberfläche des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang, da sich die Kupplungshülse 553 verschiebt. Als ein Ergebnis hieraus ermöglicht ein Reibungsmoment, welches an einer Oberfläche auftritt, an der der Synchronisationsring 555 gleitend die konische Oberfläche des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang berührt, es der Kupplungshülse 553 und dem Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang, sich synchron zueinander zu drehen, wodurch die inneren Zähne 553b der Kupplungshülse 553 und die äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang relativ glatt bzw. reibungslos in Eingriff miteinander gelangen.
  • Als ein Ergebnis hieraus wird ein Hochbereichs-Leistungsverteilungsweg eingerichtet, durch den die Drehleistungseingabe zur Verteilerantriebswelle 51 übertragen wird auf das Sonnenrad 542 des Sub-Getriebemechanismus 54 → die Kupplungshülse 553 → die Nabenhülse 558 → der hintere Abtriebswelle 52 und → die vordere Abtriebswelle 53. Damit ist der hohe Gangbereich (H) eingerichtet.
  • Es ist festzuhalten, dass die Drehleistungseingabe zur Verteilerantriebswelle 51 nicht zur hinteren Abtriebswelle 52 übertragen werden kann, wenn die Kupplungshülse 553 in der neutralen Position ist, in der die Kupplungshülse 553 nicht in Eingriff mit dem Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang oder dem Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang steht. Dies ist der neutrale Gangbereich (N).
  • Nachfolgend werden anhand der 11 bis 17 Bereiche in näherem Detail erläutert, in denen die vorliegende Erfindung angewandt wird.
  • Wenn der Sub-Getriebemechanismus 54 auf den niedrigen Gangbereich (L) oder den hohen Gangbereich (H) umgeschaltet wird, dann wird die Kupplungshülse 533 so schnell wie möglich zurückgestellt, wenn die äußeren Zähne 553a oder die inneren Zähne 553b der Kupplungshülse 553 an den inneren Zähnen 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang oder die äußeren Zähne 552 des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang stoßen bzw. dort anliegen, so dass die Kupplungshülse 533 sich verschieben kann, wodurch das Umschalten der Bereiche schnell und zuverlässig abgeschlossen werden kann.
  • Insbesondere wird eine Betriebsweise während des Umschaltens der Bereiche in dieser Ausführungsform anhand des Ablaufdiagramms gezeigt, welches in 11 dargestellt ist. Das Ablaufdiagramm gemäß 11 zeigt ein Verfahren, bei dem der Allradsteuerungsrechner 300 eine dominante Rolle einnimmt.
  • Das Verfahren nach diesem Ablaufdiagramm wird gestartet, falls die Bereichsumschaltbedingung erfüllt ist, wenn der Allradsteuerungsrechner 300 eine Bereichsveränderungsanforderung empfängt. Die Bereichsveränderungsanforderung wird beispielsweise durch einen Fahrer ausgeführt, der einen niedrigen Gangbereich (L) oder einen hohen Gangbereich (H) unter Verwendung eines nicht gezeigten Geschwindigkeitsbereichs-Umschaltschalters wählt.
  • Zunächst wird in Schritt S1 eine Zeitnahme bzw. eine Zeiterfassung (ein Zeitmessvorgang) des Allradsteuerungsrechners 300 gestartet, und das Verteilerschaltstellglied 60 verschiebt die Kupplungshülse 553 zu einem Verbindungsziel, zum Beispiel einem Getriebeabschnitt (551 oder 552). Ein vorgegebener Wert für die gemessene Zeit der Zeiterfassung ist empirisch festgelegt basierend auf Versuchen etc. zu einer Zeit, die erforderlich ist, um das Umschalten des Bereiches erfolgreich abzuschließen.
  • Im nachfolgenden Schritt S2 wird der Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles beispielsweise in die positive Drehrichtung verdreht. In dieser Ausführungsform sendet der Allradsteuerungsrechner 300 eine Anweisung zum Leistungsüberwachungs-Steuerungsrechner 200, um den zweiten Motorgenerator MG2 in die positive Drehrichtung zu verdrehen, so dass der zweiten Motorgenerator MG2 die Verteilerantriebswelle 51 in die positive Drehrichtung verdreht. In diesem Falle wird die positive Drehleistung der Verteilerantriebswelle 51 durch den Sub-Getriebemechanismus 54 auf den Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles übertragen, so dass der Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles in die positive Drehrichtung verdreht wird. Die positive Drehrichtung ist eine Eingaberichtung (Vorwärtstriebkraft) auf den Sub-Getriebemechanismus 54.
  • Falls der Zielbereich der niedrige Gangbereich (L) ist, und wenn dann der zweite Motorgenerator MG2 die Verteilerantriebswelle 51 in die positive Drehrichtung verdreht, ist hierzu festzustellen, dass die Geschwindigkeit reduziert wird, da die Leistung durch das Sonnenrad 542 des Sub-Getriebemechanismus 54, das Planetenrad 543 und den Träger 544 zum Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang übertragen wird. Als ein Ergebnis hieraus wird der Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang in die positive Drehrichtung verdreht. Wenn der Zielbereich andererseits der hohe Gangbereich (H) ist, und wenn hierbei der zweite Motorgenerator MG2 die Verteilerantriebswelle 51 in die positive Drehrichtung verdreht, wird die Geschwindigkeit nicht verändert, sondern Leistung durch das Sonnenrad 542 des Sub-Getriebemechanismus 54 auf den Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang übertragen. Als ein Ergebnis hieraus, wird der Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang in die positive Drehrichtung verdreht.
  • Nachfolgend wird in den Schritten S3 und S4 überwacht oder bestimmt, ob der Bereichsveränderungsvorgang zum Verbinden der Kupplungshülse 553 mit dem Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums abgeschlossen wurde.
  • Zunächst wird in Schritt S3 bestimmt, ob seit dem Start der Messung durch die Zeiterfassung in Schritt S1 ein Zeitraum entsprechend dem vorab festgelegten Wert verstrichen ist.
  • Wenn das Bestimmungsergebnis des Schritts S3 negativ ist, das heißt der Zeitraum nicht verstrichen ist, wird im nachfolgenden Schritt S4 bestimmt, ob der Geschwindigkeitsbereich auf den Zielbereich verändert wurde. Die Bestimmung in Schritt S4 wird basierend auf der Bestimmungslogik (vergleiche 10) aus den Kombinationen von ”ein” und ”aus” der drei Kontaktpunkte HL1 bis HL3 des Grenzschalters 64 durchgeführt, welcher im Verteilerschaltstellglied 60 enthalten ist.
  • Wenn das Bestimmungsergebnis des Schritts S4 positiv ist, d. h. der Geschwindigkeitsbereich in den Zielbereich verändert wurde, ist das Ablaufdiagramm abgeschlossen. Wenn das Bestimmungsergebnis des Schritts S4 negativ ist, das heißt der Geschwindigkeitsbereich nicht in den Zielbereich verändert wurde, kehrt die Steuerung zum Schritt S3 zurück.
  • Wenn das Bestimmungsergebnis des Schritts S3 dagegen positiv ist, d. h. der Zeitraum verstrichen ist, schreitet die Steuerung zum Schritt S5 vor.
  • Im Schritt S5 wird der Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles beispielsweise in die entgegen gesetzte Drehrichtung verdreht. In dieser Ausführungsform sendet der Allradsteuerungsrechner 300 eine Anweisung an der Leistungsüberwachungs-Steuerungsrechner 200, um den zweiten Motorgenerator MG2 zu einer Drehung in die entgegen gesetzte Drehrichtung zu veranlassen. Als ein Ergebnis hieraus, dreht der zweite Motorgenerator MG2 die Verteilerantriebswelle 51 in die entgegen gesetzte Drehrichtung. Dies führt dazu, dass die entgegen gesetzte Drehleistung der Verteilerantriebswelle 51 durch den Sub-Getriebemechanismus 54 in den Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles derart übertragen wird, dass der Getriebeabschnitt (151 oder 552) des Verbindungszieles in die entgegen gesetzte Drehrichtung verdreht wird. Gemäß der hier gegebenen Verwendung, bedeutet die entgegen gesetzte Drehrichtung eine Richtung, welche entgegengesetzt zu der Richtung der Eingangsrotation (Vorwärtstriebkraft) des Sub-Getriebemechanismus 54 ist.
  • Falls der Zielbereich der niedrige Gangbereich (L) ist, und wenn der zweite Motorgenerator MG2 die Verteilerantriebswelle 51 in die entgegen gesetzte Drehrichtung verdreht, ist festzustellen, dass die Geschwindigkeit reduziert wird, da die Leistung durch das Sonnenrad 542 des Sub-Getriebemechanismus 54, das Planetenrad 543 und den Träger 544 auf den Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang übertragen wird. Als ein Ergebnis hieraus, wird der Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang in die entgegen gesetzte Drehrichtung verdreht. Wenn der Zielbereich andererseits der hohe Gangbereich (H) ist, und wenn der zweite Motorgenerator MG2 die Verteilerantriebswelle 51 in die entgegen gesetzte Richtung verdreht, wird die Geschwindigkeit andererseits nicht verändert, da die Leistung durch das Sonnenrad 542 des Sub-Getriebemechanismus 54 zum Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang übertragen wird. Als ein Ergebnis wird der Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang in die entgegen gesetzte Drehrichtung verdreht.
  • Nachdem der Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles somit in die entgegen gesetzte Richtung gedreht wird, setzt sich die Steuerung mit dem Schritt S4 fort, in dem bestimmt wird, ob der Geschwindigkeitsbereich in den Zielbereich verändert wurde. Wenn das Bestimmungsergebnis positiv ist, werden der Betrieb des zweite Motorgenerators MG2 und des Verteilerschaltstellglieds 60 gestoppt.
  • Wenn anfänglich in der oben erläuterten Bereichsumschaltsteuerung der Geschwindigkeitsbereich in den Zielbereich verändert wurde, bevor der durch den Teilnehmer gemessene Zeitraum verstrichen ist (wenn das Abstimmungsergebnis in Schritt S3 negativ ist und das Bestimmungsergebnis im Schritt S4 positiv ist), wurde die Veränderung des Bereiches erfolgreich abgeschlossen und daher kann die Bereichsumschaltsteuerung unmittelbar beendet werden.
  • Wenn es jedoch für die Kupplungshülse 553 während dem oben erläuterten Bereichsumschaltprozess unmöglich wird, sich zu verschieben, und daher die Veränderung des Bereiches auch nicht nach Ablauf des durch die Zeiterfassung gemessenen Zeitraums abgeschlossen werden kann (das Bestimmungsergebnis in Schritt S3 ist positiv), kann die Veränderung des Bereiches nicht erfolgreich abgeschlossen werden. In diesem Falle werden die Getriebeabschnitte 551 und 552 des Verbindungszieles im Schritt S5 in die entgegen gesetzte Richtung verdreht, wodurch die Kupplungshülse 553 so zurückgestellt wird, dass sich die Kupplungshülse 553 verschieben kann.
  • Ein Grund, warum es der Kupplungshülse 553 unmöglich gemacht werden kann, sich zu verschieben, wenn der Zielbereich der niedrige Gangbereich (L) ist, liegt beispielsweise darin, dass gemäß der Darstellung in 13 die Abschrägungen der äußeren Zähne 553a der Kupplungshülse 553 gegen die Abschrägungen der inneren Zähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang stoßen, oder dass, wenn der Zielbereich der hohe Gangbereich (H) ist, die Abschrägungen gemäß der Darstellung in 16 der inneren Zähne 553b der Kupplungshülse 553 gegen die Abschrägungen der äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang stoßen.
  • Wenn in Schritt S5 der Getriebeabschnitt 551 für den niedrigen Gang oder der Getriebeabschnitt 552 für den hohen Gang in die entgegen gesetzte Richtung verdreht wird, werden die inneren Zähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang oder die äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang unter der Krafteinwirkung in der Umfangsrichtung versetzt gegenüber den äußeren Zähnen 553a oder den inneren Zähnen 553b der Kupplungshülse 553, wie durch einen offenen Pfeil in der 14 oder 17 angezeigt ist. Als ein Ergebnis hieraus, wird es der Kupplungshülse 553 möglich, sich zu verschieben, so dass gemäß der Darstellung in 14 oder 17 die äußeren Zähne 553a oder die inneren Zähne 553b der Kupplungshülse 553 in Eingriff mit den inneren Zähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang oder der äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang gelangen. Wenn dieses Ineinandergreifen in Schritt S4 bestätigt wird, kann die Bereichsumschaltsteuerung beendet werden.
  • Gemäß der obigen Beschreibung wird in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Kupplungshülse 553 in die entgegen gesetzte Richtung verdreht, falls es der Kupplungshülse 553 unmöglich wird, sich zu verschieben, wenn der Sub-Getriebemechanismus 54 des Verteilers 5 in den niedrigen Gangbereich (L) oder den hohen Gangbereich (H) verändert wird.
  • Wenn hier ein Grund, warum sich die Kupplungshülse 553 nicht verschieben kann, beispielsweise darin liegt, dass die äußeren Zähne 553a oder die inneren Zähne 553b der Kupplungshülse 553 gegen die inneren Zähne 551a des Getriebeabschnitts 551 für den niedrigen Gang oder die äußeren Zähne 552a des Getriebeabschnitts 552 für den hohen Gang stoßen, wird die Kupplungshülse 553 in die entgegen gesetzte Richtung verdreht, so dass die Zahnspitzen des Getriebeabschnitts 551 oder 552 des Verbindungszieles gegenüber den Zahnspitzen der Kupplungshülse 553 in der Umfangsrichtung versetzt werden.
  • Daher kann die Kupplungshülse 553 so schnell wie möglich zurückgestellt werden, so dass die Kupplungshülse sich verschieben kann, wodurch der geforderte Bereich bzw. Gangbereich hergestellt werden kann. Als ein Ergebnis hieraus, kann die Zuverlässigkeit des Bereichsumschaltvorgangs verbessert werden.
  • Ein anderer Grund, warum sich die Kupplungshülse 553 nicht verschieben kann, liegt beispielsweise zunächst darin, dass das Antriebssystem oder das Steuerungssystem außer Betrieb ist. In einem derartigen Fall kann der Allradsteuerungsrechner 300 etc. zum Beispiel verwendet werden, um eine Warnung auszugeben, dass die Bereiche nicht verändert werden können, unter Verwendung einer Anzeigevorrichtung in der Nähe eines Fahrersitzes.
  • Ein korrespondierendes Verhältnis zwischen den Komponenten der Fahrzeugantriebsvorrichtung der obigen Ausführungsform und den in Anspruch 1 beschriebenen Komponenten wird nun erläutert. Der Sub-Getriebemechanismus 54 des Verteilers 5 entspricht einem Getriebemechanismus, wie er in Anspruch 1 beschrieben ist. Der Bereichsumschaltmechanismus 55 entspricht dem in Anspruch 1 beschriebenen Bereichsumschaltmechanismus. Der zweite Motorgenerator MG2 entspricht einem in Anspruch 1 beschriebenen Motorgenerator. Der Allradsteuerungsrechner 300 und der Leistungsüberwachungs-Steuerungsrechner 200 entsprechen einer Steuerungsvorrichtung, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist. Wenn der Allradsteuerungsrechner 300 und Leistungsüberwachungs-Steuerungsrechner 200 als ein einzelner Rechner ausgeführt sind, ist festzuhalten, dass dieser einzelne Rechner der in Anspruch 1 beschriebenen Steuerungsvorrichtung entspricht. Ein in Anspruch 1 beschriebener Stellgliedprozessor entspricht den Schritten S1 und S2 gemäß 11. Ein in Anspruch 1 beschriebener Bestimmungsprozessor entspricht den Schritten S3 und S4 gemäß 11. Eine in Anspruch 1 beschriebene Handhabungseinheit entspricht dem Schritt S5 gemäß 11.
  • Es ist festzuhalten, dass es nicht beabsichtigt ist, die vorliegende Erfindung auf die oben erläuterte Ausführungsform zu beschränken. Es ist ersichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Abwandlungen ausgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    • (1) In der oben erläuterten Ausführungsform enthält die Fahrzeugantriebsvorrichtung die beiden Motorgeneratoren MG1 und MG2. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf eine Fahrzeugantriebsvorrichtung, welche einen einzelnen Motorgenerator enthält, oder eine Fahrzeugantriebsvorrichtung, welche nicht den Motor 1 enthält und nur einen Motorgenerator als eine Antriebsquelle aufweist.
    • (2) In der oben erläuterten Ausführungsform wird der durch den zweiten Motorgenerator MG2 gewählte Getriebeabschnitt 551 oder 552 während des Bereichsveränderungsprozesses, wenn es der Kupplungshülse 553 unmöglich gemacht wird, sich zu verschieben, in die positive Richtung und in die entgegen gesetzte Richtung verdreht, um die Kupplungshülse 553 zurückzustellen. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Situation, in der der erste Motorgenerator MG1 den Getriebeabschnitt 551 bzw. 552 des Verbindungszieles in die positive Richtung und in die entgegen gesetzte Richtung verdreht, um die Kupplungshülse 553 zurückzustellen, wenn es der Kupplungshülse 553 unmöglich wird, sich zu verschieben.
    • (3) In der oben erläuterten Ausführungsform sind der Motor 1 und das Hybridgetriebe 2 über ein Dämpfungselement 12 der Fahrzeugantriebsvorrichtung miteinander verbunden. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise auch an einer Fahrzeugantriebsvorrichtung für einen Allradantrieb gemäß der Darstellung in 18 anwendbar.
  • In dieser Fahrzeugantriebsvorrichtung ist ein Motorgenerator 620 über eine Kupplung 610 mit einer Kurbelwelle 601 eines Motors 600 verbunden. Eine Antriebswelle (Pumpenantriebswelle) eines Hauptgetriebemechanismus 630 mit einem Drehmomentwandler 640 ist mit einem Rotor des Motorgenerators 620 verbunden. Ein Verteiler 650 ist mit einer Abtriebswelle des Hauptgetriebemechanismus 630 verbunden. Dabei wird Antriebskraft von dem Verteiler 650 durch eine vordere Antriebswelle 661 und ein vorderes Differenzial 662 zu den Vorderrädern 663 übertragen, während Antriebskraft durch eine hintere Antriebswelle 671 und ein hinteres Differenzial 672 zu den Hinterrädern 673 übertragen wird. Obwohl es nicht dargestellt ist, enthält der Verteiler 650 den Sub-Getriebemechanismus 54 und den Bereichsumschaltmechanismus 55 etc., wie in der obigen Ausführungsform beschrieben ist. Die Abtriebswelle des Hauptgetriebemechanismus 630 ist mit der Antriebswelle des Sub-Getriebemechanismus 54 verbunden.
  • Eine Bereichsänderungssteuerung, welche ausgeführt wird, wenn die vorliegende Erfindung auf eine derartige Fahrzeugantriebsvorrichtung angewendet wird, wird nun beschriebenen.
  • Insbesondere wenn ein Fahrzeug gestoppt wird und wenn dann der Motor 600 betätigt wird, ist die Kupplung 610 im Eingriff und der Hauptgetriebemechanismus 630 wird veranlasst, im Antriebsbereich zu sein, wobei er geringfügig ein Drehmoment aufgreift, welches aufgrund des Drehmomentwandlers 46 auftritt. Das aufgegriffene Drehmoment wird als eine vorwärts gerichtete Fahrzeugantriebskraft (positive Drehleistung) von dem Hauptgetriebemechanismus 630 zu einem Getriebeabschnitt (541) für den niedrigen Gang oder einem Getriebeabschnitt (542) für einen hohen Gang eines Sub-Getriebemechanismus (54) des Verteilers 650 übertragen.
  • Wenn der zweite Motorgenerator MG2 aktiviert wird, wie im Schritt S2 des Ablaufdiagramms gemäß 11, ist der Vorgang der Einbringung der positiven Drehleistung auf den Getriebeabschnitt (551) für einen niedrigen Gang des Verbindungszieles oder den Getriebeabschnitt (552) für einen hohen Gang des Verbindungszieles daher bei der Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform nicht länger erforderlich. Stattdessen ist es notwendig, den Prozess zur Betätigung des Motors 600, zur Verbindung der Kupplung 610, und zur Veranlassung des Hauptgetriebemechanismus 630, dass dieser im Fahrbereich vorliegt, auszuführen.
  • Nachfolgend wird in Schritt S5 des Ablaufdiagramms gemäß 11 der Motorgenerator 620 als eine Aktivierungsquelle verwendet, welche den Getriebeabschnitt 551 oder 552 des Verbindungszieles verdreht bzw. rotiert. Zusätzlich wird in diesem Falle eine Drehleistung, welche eine entgegen gesetzte Richtung zu dem aufgegriffenen Drehmoment aufweist und dieses Drehmoment überwindet, im Motorgenerator 620 erzeugt und auf den Getriebeabschnitt (551 oder 552) des Verbindungszieles im Sub-Getriebemechanismus (54) des Verteilers 650 übertragen.
  • Mit einer derartigen Ausführungsform können ähnliche Vorteile erzielt werden, wie mit der oben erläuterten Ausführungsform.
    • (4) In der oben beschriebenen Ausführungsform sind der Motor 1 und das Hybridgetriebe 2 über das Dämpfungselement 12 in der Fahrzeugantriebsvorrichtung miteinander verbunden. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf begrenzt. Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise auch anwendbar an einer Fahrzeugantriebsvorrichtung für einen Allradantrieb gemäß der Darstellung in 19.
  • In dieser Fahrzeugantriebsvorrichtung ist ein Motorgenerator 620 über eine Kupplung 610 mit einer Kurbelwelle 601 eines Motors 600 verbunden. Eine Antriebswelle eines Hauptgetriebemechanismus 630 ist mit einem Rotor des Motorgenerator 620 verbunden. Ein Verteiler 650 ist mit einer Abtriebswelle des Hauptgetriebemechanismus 630 verbunden. Antriebskraft wird von dem Verteiler 650 durch eine vordere Antriebswelle 661 und ein vorderes Differenzial 662 zu den Vorderrädern 663 übertragen, während Antriebskraft durch eine hintere Antriebswelle 671 und ein hinteres Differenzial 672 zum Hinterrädern 673 übertragen wird. Obwohl dies nicht dargestellt ist, enthält der Verteiler 56 den Sub-Getriebemechanismus 54 und den Bereichsumschaltmechanismus 55 etc., wie sie in der obigen Ausführungsform erläutert sind.
  • Nun wird eine Bereichsveränderungssteuerung erläutert, welche ausgeführt wird, wenn die vorliegende Erfindung auf eine derartige Fahrzeugantriebsvorrichtung angewendet wird.
  • Insbesondere wenn ein Fahrzeug gestoppt wird und die Bereiche für den Sub-Getriebemechanismus des Verteilers 650 verändert werden und damit die Kupplung 610 ungeachtet der Betätigung und des Stoppens des Motors 600 freigegeben wird, können Prozesse ausgeführt werden, die ähnlich zu jenen sind, wie sie anhand von 11 in der obigen Ausführungsform beschrieben sind. Im Falle der Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform, wird der Motorgenerator 620 in den Schritten S2 und S5 gemäß 11 als eine Betätigungsquelle verwendet, welche den Getriebeabschnitt 551 oder 552 des Verbindungszieles verdreht.
  • Eine derartige Ausführungsform kann ähnliche Vorteile schaffen, wie die oben erläuterten Ausführungsformen.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung kann vorzugsweise an einer Fahrzeugantriebsvorrichtung verwendet werden, welche einen Getriebemechanismus, der wahlweise einen niedrigen Gangbereich oder einen hohen Gangbereich einrichtet, einen Bereichsumschaltmechanismus, der die Bereiche des Getriebemechanismus verändert, einen Motorgenerator, der eine Antriebskraft auf den Getriebemechanismus aufbringt, und eine Steuerungsvorrichtung aufweist, welche die Veränderung der Bereiche steuert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor
    2
    Hybridgetriebe
    3
    Leistungsverteilvorrichtung
    4
    Hauptgetriebemechanismus
    5
    Verteiler
    6F
    vordere Antriebswelle
    6R
    hintere Antriebswelle
    7F
    vorderes Differenzial bzw. Ausgleichsgetriebe
    7R
    hinteres Differenzial bzw. Ausgleichsgetriebe
    8F
    Vorderräder
    8R
    Hinterräder
    11
    Kurbelwelle (Abtriebswelle)
    51
    Verteilerantriebswelle
    52
    hintere Abtriebswelle
    53
    vordere Abtriebswelle
    54
    Sub-Getriebemechanismus
    55
    Bereichsumschaltmechanismus
    551
    Getriebeabschnitt für einen niedrigen Gang
    551a
    Innenverzahnung des Getriebeabschnitts für einen niedrigen Gang
    552
    Getriebeabschnitt für einen hohen Gang
    552a
    Außenverzahnung des Getriebeabschnitts für einen hohen Gang
    553
    Kupplungshülse
    553a
    Außenverzahnung der Kupplungshülse
    553b
    Innenverzahnung der Kupplungshülse
    541
    Hohlrad
    542
    Sonnenrad
    543
    Planetenräder
    544
    Träger
    545
    Verteilergehäuse
    554
    Schaltgabel
    558
    Nabenhülse
    56
    Modusveränderungsmechanismus
    60
    Verteilerschaltstellglied
    61
    Schaltgabelschaft
    62
    Schaltmotor
    63
    Leistungsübertragungsmechanismus
    64
    Begrenzungsschalter
    100
    Motorsteuerungsrechner
    200
    Leistungsüberwachungs-Steuerungsrechner
    300
    Allradsteuerungsrechner
    600
    Motor
    601
    Kurbelwelle
    610
    Kupplung
    620
    Motorgenerator
    630
    Hauptgetriebemechanismus
    650
    Verteiler
    MG1
    Motorgenerator
    MG2
    Motorgenerator

Claims (9)

  1. Fahrzeugantriebsvorrichtung, mit einem Getriebemechanismus (54), der wahlweise einen niedrigen Gangbereich oder einen hohen Gangbereich einrichtet, einem Bereichsumschaltmechanismus (55), der die Gangbereiche des Getriebemechanismus (54) verändert, einem Motorgenerator (MG1 oder MG2), der eine Antriebskraft in den Getriebemechanismus (54) einbringt, und einer Steuerungsvorrichtung (200, 300), welche die Veränderung der Gangbereiche steuert, wobei der Bereichsumschaltmechanismus (55) einen Getriebeabschnitt (551) für einen niedrigen Gang und einen Getriebeabschnitt (552) für einen hohen Gang, welche in einer axialen Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind, eine Kupplungshülse (553), welche in axialer Richtung derart verschiebbar angeordnet ist, dass sie mit einem der beiden Getriebeabschnitte (551; 552) in Eingriff ist, und ein Verteilerschaltstellglied (60) aufweist, welches die Kupplungshülse (553) in axialer Richtung entweder nach vorne oder nach hinten verschiebt, damit diese mit einem der Getriebeabschnitte (551; 552) verbunden ist, wobei ein Leistungsübertragungsweg für den niedrigen Gangbereich eingerichtet wird, wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Getriebeabschnitt (551) für den niedrigen Gang verbunden ist, und wobei ein Leistungsübertragungsweg für einen hohen Gangbereich eingerichtet wird, wenn die Kupplungshülse (553) mit dem Getriebeabschnitt (552) für einen hohen Gang verbunden ist wobei die Steuerungsvorrichtung (200, 300) enthält: einen Stellgliedprozessor (S1, S2), der den Getriebeabschnitt des Verbindungszieles (551 oder 522) in die gleiche Richtung verdreht, wie eine Richtung einer Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus (54) im Ansprechen auf eine Bereichsveränderungsanforderung, wenn ein Fahrzeug gestoppt wird, und die Kupplungshülse (553) verschiebt, einen Bestimmungsprozessor (S3, S4), der während des Prozesses zur Verschiebung der Kupplungshülse (553) bestimmt, ob es der Kupplungshülse (553) unmöglich wurde, sich zu verschieben, und eine Handhabungseinheit (S5), welche den Motorgenerator (MG1 oder MG2) zu einer Drehung des Getriebeabschnitts des Verbindungszieles (551 oder 552) in eine Richtung veranlasst, welche der Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus (54) entgegensteht, wenn der Bestimmungsprozessor (S3, S4) bestimmt, dass es der Kupplungshülse (553) unmöglich wurde, sich zu verschieben.
  2. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stellgliedprozessor (S1, S2) den Motorgenerator (MG1) veranlasst, den Getriebeabschnitt des Verbindungszieles (551 oder 552) in die gleiche Richtung zu verdrehen, wie die Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus (54) im Ansprechen auf die Bereichsveränderungsanforderung, bevor er das Verteilerschaltstellglied (60) veranlasst, die Kupplungshülse (553) zu verschieben.
  3. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein zweiter Motorgenerator (MG2; 620) und ein Hauptgetriebemechanismus (4; 630) zwischen dem Motorgenerator (MG1) und einer Antriebswelle (51) des Getriebemechanismus (54) angeordnet sind, und wobei ein Motor (1) über eine Leistungsverteilvorrichtung (3) zwischen dem zweiten Motorgenerator (MG2; 620) und dem Motorgenerator (MG1) vorgesehen ist.
  4. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein zweiter Motorgenerator (MG2; 620) und ein Hauptgetriebemechanismus (4; 630) zwischen dem Motorgenerator (MG1) und einer Antriebswelle (51) des Getriebemechanismus (54) angeordnet sind, und wobei ein Motor (1) über eine Leistungsverteilvorrichtung (3) zwischen dem zweiten Motorgenerator (MG2; 620) und dem Motorgenerator (MG1) vorgesehen ist.
  5. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Hauptgetriebemechanismus (630) mit einem Drehmomentwandler (640) zwischen einer Antriebswelle (51) des Getriebemechanismus (54) und einer Abtriebswelle des Motorgenerators (MG1) angeordnet ist, und wobei ein Motor (1) über eine Kupplung dem Motorgenerator (MG1) vorgeschaltet angeordnet ist.
  6. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Stellgliedprozessor (S1, S2) den Getriebeabschnitt des Verbindungszieles (551 oder 552) zu einer Drehung in die gleiche Richtung veranlasst, wie die Richtung der Eingangsrotation auf den Getriebemechanismus (54) mittels Aufgreifen eines Drehmoments des Drehmomentwandlers (640) im Ansprechen auf die Bereichsveränderungsanforderung, bevor er das Verteilerschaltstellglied (60) veranlasst, die Kupplungshülse (553) zu verschieben.
  7. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verteilerschaltstellglied (60) einen Schaltgabelschaft (554), der es der Kupplungshülse (553) ermöglicht, sich zu verschieben, einen Schaltmotor (62), der eine Drehleistung erzeugt, einen Leistungsübertragungsmechanismus (63), der den Schaltgabelschaft (554) in eine axiale Richtung hiervon unter Verwendung der durch den Schaltmotor (62) erzeugten Drehleistung bewegt, ein Erfassungselement (64) für den niedrigen Gangbereich, welches eine Einrichtungsinformation für den niedrigen Gangbereich ausgibt, wenn ein Drehwinkel einer Abtriebswelle des Schaltmotors (62) einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse (553) vollständig in Eingriff mit dem Getriebeabschnitt (551) für den niedrigen Gang ist, und ein Erfassungselement (64) für einen hohen Gangbereich enthält, welches eine Einrichtungsinformation für den hohen Gangbereich ausgibt, wenn der Drehwinkel der Abtriebswelle des Schaltmotors (62) einen Winkel erreicht, bei dem die Kupplungshülse (553) vollständig in Eingriff mit dem Getriebeabschnitt (552) für den hohen Gang ist, und wobei der Bestimmungsprozessor (S3, S4) bestimmt, ob ein Zielbereich eingerichtet wurde, basierend auf einer Ausgabeinformation von den Erfassungselementen (64), bevor ein vorbestimmter Zeitraum seit dem Empfang der Bereichsveränderungsanforderung verstrichen ist, und bestimmt, dass es der Kupplungshülse (553) unmöglich wurde, sich zu verschieben, wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist.
  8. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Getriebemechanismus (54) ein Planetengetriebesatz ist, mit einem Sonnenrad (542), welches eine Eingangsrotation empfängt, einem sich nicht drehenden Hohlrad (541), einer Mehrzahl an Planetenrädern (543), welche zwischen dem Sonnenrad (542) und dem Hohlrad (541) angeordnet und damit in Eingriff sind, und einem Träger (544), der die Planetenräder (543) in einer derartigen Weise hält, dass sich die Planetenräder (543) frei drehen können, und der sich synchron mit einer Bahnbewegung der Planetenräder (543) dreht, und wobei es dem Träger (544) möglich ist, sich zusammen mit dem Getriebeabschnitt (551) für den niedrigen Gang zu drehen, und wobei es dem Sonnenrad (542) möglich ist, sich zusammen mit dem Getriebeabschnitt (552) für den hohen Gang zu drehen.
  9. Fahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Getriebeabschnitt (551) für den niedrigen Gang ein Zahnrad mit einer Innenverzahnung ist, der Getriebeabschnitt (552) für einen hohen Gang ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung und innerhalb des Getriebeabschnitts (551) für den niedrigen Gang vorgesehen ist, ohne dass er einen Kontakt mit dem Getriebeabschnitt (551) für den niedrigen Gang herstellt, und die Kupplungshülse (553) eine Außenverzahnung enthält, der es möglich ist, mit der Innenverzahnung des Getriebeabschnitts (551) für den niedrigen Gang in Eingriff zu gelangen, und eine Innenverzahnung aufweist, der es möglich ist, mit der Außenverzahnung des Getriebeabschnitts (552) für den hohen Gang in Eingriff zu gelangen.
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