TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die
vorliegende Erfindung betrifft elektrisch verstellbare Getriebe
mit einem selektiven Betrieb sowohl in variablen Drehzahlverhältnisbereichen
mit Leistungsverzweigung als auch in festen Drehzahlverhältnissen,
das drei Planetenradsätze,
zwei Motoren/Generatoren und mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen aufweist,
um ein erweitertes Rückwärtsleistungsvermögen und
eine effiziente elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart
zu erreichen, die die regenerative Bremsfähigkeit verbessert.The
The present invention relates to electrically variable transmissions
with selective operation in both variable speed ratio ranges
with power split as well as in fixed speed ratios,
the three planetary gear sets,
has two motor / generators and multiple torque-transmitting mechanisms,
for an extended reverse performance and
an efficient electric forward drive mode
to reach, which improves the regenerative braking ability.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Brennkraftmaschinen,
insbesondere jene von der Art mit Hubkolben, treiben gegenwärtig die meisten
Fahrzeuge an. Derartige Maschinen sind relativ effiziente, kompakte,
leichte und kostengünstige Mechanismen,
durch die hochkonzentrierte Energie in der Form von Kraftstoff in
nutzbare mechanische Leistung umgewandelt wird. Ein neuartiges Getriebesystem,
das mit Brennkraftmaschinen verwendet werden und den Kraftstoffverbrauch
und die Emissionen vermindern kann, kann für die Bevölkerung von großem Nutzen
sein.Internal combustion engines,
in particular those of the type with reciprocating piston, currently most drift
Vehicles on. Such machines are relatively efficient, compact,
lightweight and inexpensive mechanisms,
through the highly concentrated energy in the form of fuel in
usable mechanical power is converted. A novel transmission system,
that are used with internal combustion engines and fuel consumption
and reduce emissions can be of great benefit to the population
be.
Die
breite Schwankung der Anforderungen, die Fahrzeuge typischerweise
an Brennkraftmaschinen stellen, erhöht den Kraftstoffverbrauch
und die Emissionen über
den Idealfall für
derartige Maschinen hinaus. Typischer weise wird ein Fahrzeug von einer
derartigen Maschine angetrieben, die aus einem kalten Zustand durch
einen kleinen Elektromotor und relativ kleine elektrische Speicherbatterien gestartet
und dann schnell unter die Lasten von der Antriebs- und Nebenaggregatanlage
gesetzt wird. Eine derartige Maschine wird auch durch einen weiten
Bereich von Drehzahlen und einen weiten Bereich von Lasten und typischerweise
mit einem Durchschnitt von etwa einem Fünftel ihrer maximalen Ausgangsleistung
betrieben.The
wide fluctuation of the requirements, the vehicles typically
put on internal combustion engines, increases fuel consumption
and the emissions over
the ideal case for
such machines addition. Typically, a vehicle is a vehicle
such machine driven out of a cold state
started a small electric motor and relatively small electric storage batteries
and then quickly under the loads of the drive and accessory unit
is set. Such a machine is also by a wide
Range of speeds and a wide range of loads and typically
with an average of about one-fifth of their maximum output power
operated.
Ein
Fahrzeuggetriebe gibt typischerweise mechanische Leistung von einer
Maschine an den Rest eines Antriebssystems, wie an ein festes Achsantriebsgetriebe,
Achsen und Räder,
ab. Ein typisches mechanisches Getriebe erlaubt eine gewisse Freiheit
bei dem Betrieb der Maschine, und zwar gewöhnlich durch alternative Auswahl
von fünf
oder sechs unterschiedlichen Antriebsübersetzungsverhältnissen,
eine Neutralauswahl, die zulässt,
dass die Maschine bei stehendem Fahrzeug Nebenaggregate betreiben
kann, und Kupplungen oder einem Drehmomentwandler für glatte Übergänge zwischen Antriebsübersetzungsverhältnissen
und um das Fahrzeug aus dem Stillstand bei drehender Maschine zu
starten. Die Getriebegangauswahl lässt typischerweise zu, dass
Leistung von der Maschine an den Rest des Antriebssystems mit einem
Verhältnis von
Drehmomentvervielfachung und Drehzahlreduktion, mit einem Verhältnis von
Drehmomentreduktion und Drehzahlvervielfachung, das als Overdrive
bekannt ist, oder mit einem Rückwärtsübersetzungsverhältnis abgegeben
wird.One
Vehicle transmission typically gives mechanical power of one
Machine to the rest of a drive system, such as a fixed final drive,
Axles and wheels,
from. A typical mechanical transmission allows a certain freedom
in the operation of the machine, usually by alternative selection
of five
or six different drive ratios,
a neutral selection that allows
that the machine operates auxiliary units when the vehicle is stationary
and clutches or a torque converter for smooth transitions between drive ratios
and to the vehicle from standstill with the machine rotating
start. The transmission gear selection typically allows for that
Power from the machine to the rest of the drive system with one
ratio of
Torque multiplication and speed reduction, with a ratio of
Torque reduction and speed multiplication, as an overdrive
is known, or delivered with a reverse gear ratio
becomes.
Ein
elektrischer Generator kann mechanische Leistung von der Maschine
in elektrische Leistung umwandeln, und ein Elektromotor kann diese elektrische
Leistung zurück
in mechanische Leistung mit unterschiedlichen Drehmomenten und Drehzahlen
für den
Rest des Fahrzeugantriebs systems umwandeln. Diese Anordnung erlaubt
eine stufenlose Verstellung in dem Verhältnis von Drehmoment und Drehzahl
zwischen der Maschine und dem Rest des Antriebssystems innerhalb
der Grenzen der elektrischen Maschinerie. Eine elektrische Speicherbatterie,
die als Leistungsquelle für
den Antrieb verwendet wird, kann dieser Anordnung hinzugefügt werden, wodurch
ein Reihenhybrid-Elektroantriebssystem gebildet wird.One
Electric generator can produce mechanical power from the machine
convert into electrical power, and an electric motor can this electric
Performance back
in mechanical power with different torques and speeds
for the
Convert remainder of vehicle drive system. This arrangement allows
a stepless adjustment in the ratio of torque and speed
between the machine and the rest of the drive system within
the limits of electrical machinery. An electric storage battery,
which as a source of power for
the drive is used, this arrangement can be added, whereby
a series hybrid electric drive system is formed.
Das
Reihenhybridsystem lässt
zu, dass die Maschine mit einer gewissen Unabhängigkeit von dem Drehmoment,
der Drehzahl und der Leistung, die erforderlich sind, um ein Fahrzeug
anzutreiben, arbeiten kann, so dass die Maschine auf verbesserte Emissionen
und einen verbesserten Wirkungsgrad gesteuert werden kann. Dieses
System lässt
zu, dass der Elektromotor, der an der Brennkraftmaschine angebracht
ist, als Motor zum Anlassen der Brennkraftmaschine wirken kann.
Dieses System lässt
auch zu, dass der Elektromotor, der an dem Rest des Antriebsstrangs
angebracht ist, als Generator wirkt, wobei Energie aus dem Verlangsamen
des Fahrzeugs in der Batterie durch regeneratives Bremsen zurückgewonnen
wird. Ein Reihenelektroantrieb hat Probleme hinsichtlich des Gewichts
und der Kosten einer ausreichenden Elektromaschinerie, um die gesamte Leistung
der Brennkraftmaschine von mechanisch in elektrisch in dem Generator
und von elektrisch in mechanisch in dem Antriebsmotor umzuwandeln,
und hinsichtlich des Nutzenergieverlustes bei diesen Umwandlungen.The
Row hybrid system leaves
to that the machine with a certain independence from the torque,
the speed and power required to drive a vehicle
can drive, work, so that the machine on improved emissions
and an improved efficiency can be controlled. This
System leaves
to that the electric motor attached to the internal combustion engine
is, as engine for starting the internal combustion engine can act.
This system lets
Also, that the electric motor attached to the rest of the powertrain
attached, acts as a generator, taking energy from the slowing down
of the vehicle in the battery recovered by regenerative braking
becomes. A series electric drive has problems in terms of weight
and the cost of a sufficient electrical machinery to the total power
the internal combustion engine from mechanical to electrical in the generator
and from electrical to mechanical in the drive motor,
and regarding the useful energy loss in these conversions.
Ein
Getriebe mit Leistungsverzweigung kann ein sogenanntes "Differenzialgetriebe" verwenden, um ein
stufenlos verstellbares Drehmoment- und Drehzahlverhältnis zwischen
Antrieb und Abtrieb zu erreichen. Ein elektrisch verstellbares Getriebe
kann einen Differentialzahnradsatz verwenden, um einen Bruchteil
seiner übertragenen
Leistung durch ein Paar Elektromotoren/Generatoren zu übertragen. Der
Rest seiner Leistung fließt
durch einen anderen parallelen Weg, der vollständig mechanisch und direkt
mit einem festen Übersetzungsverhältnis oder alternativ
wählbar
ist.One
Power split transmission may use a so-called "differential gear" to a
continuously variable torque and speed ratio between
Drive and output to achieve. An electrically adjustable transmission
can use a differential gear set to a fraction
his transferred
To transmit power through a pair of electric motors / generators. Of the
Rest of his power is flowing
through another parallel path that is completely mechanical and direct
with a fixed gear ratio or alternatively
selectable
is.
Ein
Planetenradsatz kann, wie Fachleuten bekannt ist, eine Form eines
Differenzialgetriebes bilden. Eine Planetenradanordnung ist gewöhnlich die bevorzugte
Ausführungsform,
die bei Erfindungen mit Differenzialgetriebe angewandt wird, mit
den Vorteilen einer Kompaktheit und unterschiedlicher Drehmoment-
und Drehzahlverhältnisse
zwischen allen Elementen des Planetenradsatzes. Es ist jedoch möglich, diese
Erfindung ohne Planetenräder
aufzubauen, wie etwa durch die Verwendung von Kegelrädern oder
anderen Zahnrädern
in einer Anordnung, bei der die Drehgeschwindigkeit von mindestens
einem Element eines Zahnradsatzes immer ein gewichteter Mittelwert
von Drehzahlen der beiden anderen Elemente ist.One
As known to those skilled in the art, a planetary gear set may take the form of a
Form differential gear. A planetary gear arrangement is usually the preferred one
embodiment,
which is used in inventions with differential gear, with
the advantages of compactness and different torque
and speed ratios
between all elements of the planetary gear set. It is possible, however
Invention without planet gears
such as through the use of bevel gears or
other gears
in an arrangement in which the rotational speed of at least
an element of a gear set always a weighted average
of speeds of the other two elements is.
Ein
Getriebesystem eines Hybridelektrofahrzeugs umfasst auch eine oder
mehrere elektrische Energiespeichereinrichtungen. Die typische Einrichtung
ist eine chemische elektrische Speicherbatterie, es können aber
auch kapazitive oder mechanische Einrichtungen, wie etwa ein elektrisch
angetriebenes Schwungrad, enthalten sein. Ein elektrischer Energiespeicher
lässt zu,
dass die mechanische Ausgangsleistung von dem Getriebesystem zu
dem Fahrzeug von der mechanischen Eingangsleistung von der Maschine
zu dem Getriebesystem abweichen kann. Die Batterie oder andere Einrichtung
erlaubt zudem ein Starten der Brennkraftmaschine mit dem Getriebesystem
sowie ein regeneratives Bremsen des Fahrzeugs.One
Transmission system of a hybrid electric vehicle also includes one or
a plurality of electrical energy storage devices. The typical device
is a chemical storage battery, but it can
also capacitive or mechanical devices, such as an electric
powered flywheel, be included. An electrical energy store
allows,
that the mechanical output power from the transmission system to
the vehicle from the mechanical input from the machine
may differ to the transmission system. The battery or other device
also allows starting the internal combustion engine with the transmission system
and regenerative braking of the vehicle.
Ein
elektrisch verstellbares Getriebe in einem Fahrzeug kann einfach
mechanische Leistung von einem Brennkraftmaschineneingang zu einem Achsantriebsausgang übertragen.
Dazu gleicht die elektrische Leistung, die von einem Motor/Generator erzeugt
wird, die elektrischen Verluste und die elektrische Leistung, die
von dem anderen Motor/Generator verbraucht wird, aus. Durch die
Verwendung der oben genannten elektrischen Speicherbatterie kann die
elektrische Leistung, die von einem Motor/Generator erzeugt wird,
größer oder
kleiner sein als die elektrische Leistung, die von dem anderen verbraucht
wird. Elektrische Leistung von der Batterie kann manchmal zulassen,
dass beide Motoren/Generatoren als Motoren wirken, insbesondere
um die Brennkraftmaschine bei der Beschleunigung des Fahrzeugs zu
unterstützen.
Beide Motoren können manchmal
als Generatoren wirken, um die Batterie wieder aufzuladen, insbesondere
beim regenerativen Bremsen des Fahrzeugs.One
electrically adjustable transmission in a vehicle can be easy
transferring mechanical power from an engine input to an axle drive output.
To do this, the electrical power produced by a motor / generator resembles
is, the electrical losses and the electrical power that
is consumed by the other engine / generator. By the
Use of the above-mentioned electric storage battery can
electrical power generated by a motor / generator
bigger or
less than the electrical power consumed by the other one
becomes. Electric power from the battery can sometimes allow
that both motors / generators act as motors, in particular
to the internal combustion engine in accelerating the vehicle too
support.
Both engines can sometimes
act as generators to recharge the battery, in particular
during regenerative braking of the vehicle.
Ein
erfolgreicher Ersatz für
das Reihenhybridgetriebe ist das elektrisch verstellbare Getriebe
mit zwei Bereichen, Eingangsverzweigung und Verbundverzweigung (two-range,
input-split and compound-split electrically variable transmission),
das nun für
Linienbusse hergestellt wird, wie es in U.S. Patent Nummer 5,931,757 , erteilt
am 3. August 1999 für
Michael Roland Schmidt, offenbart ist, das gemeinsam mit der vorliegenden
Anmeldung übertragen
wurde und dessen Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit
eingeschlossen ist. Ein derartiges Getriebe benutzt ein Antriebsmittel, um
Leistung von der Fahrzeugmaschine aufzunehmen, und ein Leistungsausgabemittel,
um Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs abzugeben. Ein erster und
zweiter Motor/Generator sind mit einer Energiespeichereinrichtung,
wie einer Batterie, verbunden, so dass die Energiespeichereinrichtung
Leistung von dem ersten und zweiten Motor/Generator aufnehmen und
diesen Leistung zuführen
kann. Eine Steuereinheit regelt den Leistungsfluss unter der Energiespeichereinrichtung
und den Motoren/Generatoren sowie zwischen dem ersten und zweiten
Motor/Generator.A successful replacement for the inline hybrid transmission is the electrically variable transmission with two sections, input split and compound split (two-range, input-split and compound-split electrically variable transmission), which is now manufactured for regular buses, as in U.S. Patent Number 5,931,757 , issued August 3, 1999 to Michael Roland Schmidt, which is commonly assigned to the present application, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. Such a transmission uses a drive means to receive power from the vehicle engine, and a power output means to output power for driving the vehicle. A first and second motor / generator are connected to an energy storage device, such as a battery, so that the energy storage device can receive and supply power from the first and second motor / generators. A control unit regulates the power flow under the energy storage device and the motor / generators and between the first and second motor / generator.
Ein
Betrieb in der ersten oder zweiten Betriebsart mit variablem Drehzahlverhältnis kann
selektiv unter Verwendung von Kupplungen in der Natur einer ersten
und zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung
erzielt werden. In der ersten Betriebsart wird ein Drehzahlverhältnisbereich
mit Eingangsleistungsverzweigung durch Einrücken der ersten Kupplung gebildet,
und die Abtriebsdrehzahl des Getriebes ist proportional zur Drehzahl
von einem Motor/Generator. In der zweiten Betriebsart wird ein Drehzahlverhältnisbereich
mit Verbundleistungsverzweigung durch das Einrücken der zweiten Kupplung gebildet
und die Abtriebsdrehzahl des Getriebes ist nicht proportional zu
den Drehzahlen von einem der Motoren/Generatoren sondern ist eine
algebraische lineare Kombination der Drehzahlen der beiden Motoren/Generatoren.
Ein Betrieb mit einem festen Getriebedrehzahlverhältnis kann
selektiv durch das Einrücken
beider Kupplungen erzielt werden. Ein Betrieb des Getriebes in einer
neutralen Betriebsart kann selektiv erzielt werden, indem beide
Kupplungen gelöst werden,
wobei die Maschine und beide Elektromotoren/Generatoren von dem
Getriebeabtrieb entkoppelt werden. Das Getriebe umfasst mindestens
einen mechanischen Punkt in seiner ersten Betriebsart und mindestens
zwei mechanische Punkte in seiner zweiten Betriebsart.One
Operation in the first or second mode with variable speed ratio can
selectively using couplings in the nature of a first
and second torque transmitting device
be achieved. In the first mode becomes a speed ratio range
formed with input power branching by engagement of the first clutch,
and the output speed of the transmission is proportional to the speed
from a motor / generator. In the second mode becomes a speed ratio range
formed with Verbundleistungszwezweigung by the engagement of the second clutch
and the output speed of the transmission is not proportional to
the speeds of one of the engines / generators but is one
Algebraic linear combination of the speeds of the two motor / generators.
An operation with a fixed transmission speed ratio can
selectively by the engagement
Both clutches are achieved. An operation of the transmission in one
neutral mode of operation can be selectively achieved by both
Clutches are loosened,
the machine and both electric motors / generators of the
Transmission output can be decoupled. The transmission includes at least
a mechanical point in its first mode and at least
two mechanical points in its second mode.
U.S. Patent Nr. 6,527,658 ,
das am 4. März 2003
für Holmes
et al. erteilt wurde, gemeinsam mit der vorliegenden Anmeldung übertragen
wurde und dessen Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mit
eingeschlossen ist, offenbart ein elektrisch verstellbares Getriebe,
das zwei Planetenradsätze,
zwei Motoren/Generatoren und zwei Kupplungen benutzt, um Betriebsarten
mit Eingangsverzweigung (input-split), Verbundverzweigung (compund-split)
sowie Neutral- und Rückwärtsbetriebsarten
bereitzustellen. Beide Planetenradsätze können einfach sein oder einer
kann einzeln zusammengesetzt sein. Ein elektrisches Steuerelement
regu liert den Leistungsfluss zwischen einer Energiespeichereinrichtung
und den beiden Motoren/Generatoren. Dieses Getriebe bietet zwei
Bereiche oder Betriebsarten eines elektrisch verstellbaren Getriebebetriebes
(EVT), indem es selektiv einen Drehzahlverhältnisbereich mit Eingangsleistungsverzweigung
und einen Drehzahlverhältnisbereich
mit Verbundleistungsverzweigung bereitstellt. Es kann auch ein festes Drehzahlverhältnis selektiv
erzielt werden. U.S. Patent No. 6,527,658 published on March 4, 2003, for Holmes et al. disclosed and incorporated herein by reference in its entirety, discloses an electrically variable transmission employing two planetary gear sets, two motor / generators, and two clutches to provide input-split modes; Provide composite-split and neutral and reverse modes of operation. Both planetary gear sets can be simple or one can be individually assembled. An electrical control regulates the power flow between an energy storage device and the two motor / generators. This transmission provides two ranges or modes of electrically variable transmission (EVT) operation by selectively providing an input-split speed range and a compound-split speed ratio range. It can also be selectively achieved a fixed speed ratio.
Hybridsysteme
können
die Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Fahrzeugs auf eine Vielfalt
von Wegen verbessern. Beispielsweise kann die Maschine im Leerlauf,
während
Zeiträumen
mit Verzögerung und
Bremsen und während
Zeiträumen
mit einem Betrieb bei niedriger Drehzahl oder leichter Belastung
ausgeschaltet werden, um Wirkungsgradverluste aufgrund des Zugs
an der Maschine zu beseitigen. Aufgefangene Bremsenergie (über regeneratives Bremsen)
oder Energie, die durch einen der Motoren gespeichert wird, der
während
Zeiträumen,
in denen die Maschine arbeitet, als Generator wirkt, wird während dieser
Zeiträume
mit ausgeschalteter Maschine benutzt. Eine vorübergehender Bedarf für Maschinendrehmoment
oder Maschinenleistung wird durch die Motoren/Generatoren während des
Betriebes in den elektrisch verstellbaren Betriebsarten mit eingeschalteter
Maschine ergänzt,
was eine geringere Dimensionierung der Maschine zulässt, ohne
das hervortretende Leistungsvermögen
des Fahrzeugs zu vermindern. Zusätzlich
kann die Maschine bei oder in der Nähe des Punktes mit optimalem
Wirkungsgrad für
einen gegebenen Leistungsbedarf betrieben werden. Der Motor/Generator
ist in der Lage, kinetische Energie des Fahrzeugs während des
Bremsens aufzufangen, die dazu verwendet wird, die Maschine länger ausgeschaltet
zu halten, Maschinendrehmoment oder Maschinenleistung zu ergänzen und/oder bei
einer niedrigeren Maschinendrehzahl zu arbeiten, oder die Nebenaggregatleistungsversorgung
zu unterstützen.
Zusätzlich
sind die Motoren/Generatoren bei der Leistungserzeugung für die Nebenaggregate sehr
effizient, und elektrische Leistung von der Batterie dient als verfügbare Drehmomentreserve,
was einen Betrieb bei einem zahlenmäßig niedrigen Drehzahlverhältnis des
Getriebes erlaubt.hybrid systems
can
the fuel economy of a vehicle on a variety
of ways to improve. For example, the machine may be idling,
while
periods
with delay and
Brakes and while
periods
with operation at low speed or light load
be switched off to efficiency losses due to the train
to eliminate at the machine. Trapped braking energy (via regenerative braking)
or energy stored by one of the engines that
while
Periods,
in which the machine works, acts as a generator, during this
periods
used with the machine off. A temporary need for engine torque
or engine power is provided by the motor / generators during the
Operation in electrically adjustable modes with switched on
Machine supplements,
which allows a smaller dimensioning of the machine, without
the outstanding performance
of the vehicle. additionally
The machine can be at or near the point with optimum
Efficiency for
operate a given power requirement. The engine / generator
is capable of kinetic energy of the vehicle during the
Brake to be used, which is used, the machine off longer
to supplement and / or contribute engine torque or engine power
to operate at a lower engine speed, or the accessory power supply
to support.
additionally
the motor / generators are very powerful in power generation for the ancillaries
efficient, and electrical power from the battery serves as an available torque reserve,
what an operation at a numerically low speed ratio of
Transmission allowed.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Ein
Getriebe ist mit einer Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung und vorzugsweise mit einem niedrigen festen
Rückwärtsdrehzahlverhältnis versehen,
das ein ausreichendes Rückwärtssteigleistungsvermögen bietet,
während
es zulässt,
dass die Motorgröße und die
Planetenrad- und Getriebeübersetzungsverhältnisse
auf Kraftstoffwirtschaftlichkeit oder andere Konstruktionskriterien
hin optimiert werden können.
Ein Schlüsselvorteil
dieser Konstruktion gegenüber
anderen EVT-Konstruktionen für Rückwärts ist,
dass er elektrische Leistungsfluss in beiden Vorwärts- und
Rückwärtsbetriebsarten
vorwärts
(nicht zirkulierend) erfolgt. Zirkulierende elektrische Leistung
in einem EVT bezieht sich auf eine Bedingung, bei der der mechanische
Weg mehr als 100% der Abtriebsleistung transportiert. Unter Bedingungen
eines normalen elektrischen Leistungsflusses vorwärts, wird
die Maschinenleistung verzweigt, wobei ein gewisser Anteil elektrisch
und der Rest mechanisch übertragen
wird. Wenn ein typisches EVT rückwärts arbeitet,
ist die Richtung des elektrischen Leistungsflusses umgekehrt, so
dass der mechanische Weg die volle Abtriebsleistung plus die elektrische
Leistung transportieren muss. Unter dieser Bedingung sagt man, dass
die elektrische Leistung in dem System zirkuliert. Deshalb müssen das
Drehmoment und die Leistung des elektrischen Weges für mehr als
100% des Abtriebsdrehmoments und der Abtriebsleistung. bemessen
sein, um die zirkulierende Leistung aufzunehmen. Das maximale Abtriebsdrehmoment
eines typischen EVT wird unter Verwendung von Batterieleistung erhalten,
wenn die Maschine kein Drehmoment erzeugt.One
Transmission is with a reverse mode
with input branching and preferably with a low fixed one
Provided reverse speed ratio,
that provides sufficient backward climb performance,
while
it allows
that the engine size and the
Planetenrad- and gear ratios
on fuel economy or other design criteria
can be optimized.
A key advantage
opposite to this construction
other EVT designs for backwards,
that he electrical power flow in both forward and
Reverse modes
forward
(not circulating). Circulating electrical power
in an EVT refers to a condition in which the mechanical
Way transported more than 100% of the output power. Under conditions
of a normal electric power flow forward, will
the machine power branches, with a certain amount of electrical
and the rest mechanically transferred
becomes. When a typical EVT works backwards,
if the direction of electrical power flow is reversed, so
that the mechanical way the full output power plus the electric
Must transport power. Under this condition one says that
the electrical power circulates in the system. That's why they have to
Torque and the power of the electric path for more than
100% of the output torque and the output power. rated
to absorb the circulating performance. The maximum output torque
a typical EVT is obtained using battery power,
when the machine is not generating torque.
Das
maximale Abtriebsdrehmoment des elektrisch verstellbaren Getriebes
der vorliegenden Erfindung wird bei eingeschalteter Maschine erhalten,
was ein robusteres Leistungsvermögen
ergibt. Aufgrund des verbesserten Rückwärtsleistungsvermögens, sind
die typischerweise empfohlene Zunahme der Motorgröße und/oder
die höheren
Getriebe- oder Planetenradübersetzungsverhältnisse
nicht erforderlich, um ein ausreichendes Rückwärtssteigleistungsvermögen zu erreichen.The
maximum output torque of the electrically variable transmission
of the present invention is obtained with the machine on,
which is a more robust performance
results. Due to the improved reverse performance, are
the typically recommended increase in engine size and / or
the higher ones
Transmission or planetary gear ratios
not required to achieve sufficient backward climb performance.
Dementsprechend
umfasst ein elektrisch verstellbares Getriebe ein Antriebselement,
um Leistung von einer Maschine zu empfangen, ein Abtriebselement,
sowie einen ersten und zweiten Motor/Generator. Ein erster, zweiter
und dritter Planetenradsatz weisen jeweils ein erstes, zweites und
drittes Element auf, wobei das Antriebselement und das Abtriebselement
jeweils ständig
mit einem unterschiedlichen Element der Elemente verbunden sind.
Ein erstes Verbindungselement verbindet ein Element des ersten Planetenradsatzes
ständig
mit einem Element von entweder dem zweiten oder dem dritten Planetenradsatz,
das ständig
mit dem zweiten Motor/Generator verbunden ist. Ein zweites und ein
drittes Verbindungselement verbinden jeweils ein unterschiedliches
Element der Elemente des zweiten Planetenradsatzes ständig mit
jeweils einem unterschiedlichen Element der Elemente des dritten
Planetenradsatzes.Accordingly
an electrically variable transmission comprises a drive element,
to receive power from a machine, an output element,
and a first and second motor / generator. A first, second
and third planetary gear each have a first, second and
third element, wherein the drive element and the output element
constantly
associated with a different element of the elements.
A first connecting element connects an element of the first planetary gear set
constantly
with an element of either the second or the third planetary gear set,
that constantly
connected to the second motor / generator. A second and a
third connecting element each connect a different
Element of the elements of the second planetary gear constantly with
each a different element of the elements of the third
Planetary gear set.
Bei
dem Verweis auf den ersten, zweiten und dritten Zahnradsatz in dieser
Beschreibung und in den Ansprüchen
können
diese Sätze
in den Zeichnungen in beliebiger Reihenfolge mit "erster" bis "dritter" gezählt sein
(d.h. von links nach rechts, von rechts nach links usw.). Zusätzlich können das
erste, zweite oder dritte Element von jedem Zahnradsatz in den Zeichnungen
für jeden
Zahnradsatz in beliebiger Reihenfolge mit "erstes" bis "drittes" gezählt
sein (d.h. von oben nach unten, von unten nach oben usw.).With reference to the first, second and third gear sets in this specification and in the claims, these sentences may be numbered "first to third" in any order in the drawings (ie left to right, right to left, etc.). ). In addition, the first, second or third element of each gear set in the drawings may be arbitrary for each gear set Order from "first" to "third" (ie top to bottom, bottom to top, etc.).
Es
sind zumindest drei Drehmomentübertragungsmechanismen
vorgesehen, die einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus umfassen, der
dazu dient, ein Element des ersten Planetenradsatzes, das ständig mit
dem Antriebselement verbunden ist, selektiv mit einem Element des
zweiten Planetenradsatzes, das selektiv mit einem feststehenden
Element über
einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus
verbindbar ist, zu verbinden. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus dient
dazu, ein Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes, das
nicht mit irgendeinem der anderen Planetenradsätze verbunden ist, selektiv
mit dem feststehenden Element zu verbinden. Der erste Motor/Generator
ist ständig
mit dem Element des ersten Planetenradsatzes, das nicht mit dem
Antriebselement oder mit den anderen Planetenradsätzen verbunden
ist, verbunden. Der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus ist
selektiv einrückbar,
um eine erste elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart mit Eingangsverzweigung
bereitzustellen, und der erste Drehmomentübertragungsmechanismus ist
selektiv einrückbar,
um eine zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart mit Verbundverzweigung bereitzustellen.It
are at least three torque-transmitting mechanisms
provided, which include a first torque-transmitting mechanism, the
this serves to be an element of the first planetary gear that is constantly with
is connected to the drive element, selectively with an element of the
second planetary gear set, which selectively with a fixed
Element over
a second torque transmitting mechanism
is connectable to connect. A third torque transmitting mechanism is used
to an element of the second or third planetary gear, the
not connected to any of the other planetary gear sets, selectively
to connect with the fixed element. The first motor / generator
is constantly
with the element of the first planetary gear that does not match the
Drive element or connected to the other planetary gear sets
is connected. The third torque transmitting mechanism is
selectively engageable,
a first electrically adjustable forward mode with input branching
and is the first torque-transmitting mechanism
selectively engageable,
to provide a second electrically variable forward mode with compound branching.
Das
Abtriebselement ist bevorzugt ständig mit
einem Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes, das nicht
ständig
mit dem Element des ersten Planetenradsatzes verbunden ist und nicht
selektiv mit dem feststehenden Element verbindbar ist, verbunden.The
Output element is preferably always with
an element of the second or third planetary gear set that is not
constantly
is connected to the element of the first planetary gear set and not
selectively connectable to the fixed element.
Die
Drehmomentübertragungsmechanismen sind
einrückbar,
um eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart mit Eingangsverzweigung
und eine elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart
bereitzustellen. Die elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart, d.h. bei der
die Maschine aus ist, lässt
zu, dass die Motoren bei höheren
Drehzahlen und niedrigeren Drehmomenten arbeiten, um das gleiche
Abtriebsdrehmoments zu erreichen, was zu ei nem verbesserten Wirkungsgrad
führt.
Das regenerative Bremsen wird während
der elektrischen Vorwärtsfahrbetriebsart
effizienter als während
einer elektrisch verstellbaren Betriebsart durchgeführt, bei
der beide Motoren Drehmoment zuführen
müssen
und die Drehzahlen der Motoren niedrig sind. Zusätzlich wird Zug an der Maschine
(der den Wirkungsgrad weiter vermindert) in der elektrischen Vorwärtsfahrbetriebsart
beseitigt.The
Torque transmission mechanisms are
engageable
an electrically variable reverse mode with input branching
and an electric forward drive mode
provide. The electric forward drive mode, i. in the
the machine is off, lets
to that the engines at higher
Speeds and lower torques work the same way
To achieve output torque, resulting in egg nem improved efficiency
leads.
The regenerative braking is during
the electric forward drive mode
more efficient than while
an electrically adjustable mode performed at
the two motors supply torque
have to
and the speeds of the motors are low. In addition, train is on the machine
(which further reduces the efficiency) in the electric forward drive mode
eliminated.
Das
elektrisch verstellbare Getriebe kann anhand eines Hebeldiagramms
beschrieben werden. Beispielsweise können das erste, zweite und
dritte Element des ersten Planetenradsatzes durch einen ersten Hebel
eines Hebeldiagramms dargestellt werden, das einen ersten, zweiten
und dritten Knoten aufweist, die jeweils dem ersten, zweiten und
dritten Element entsprechen. Zusätzlich
sind zwei der Elemente des zweiten Planetenradsatzes ständig mit zweien
der Elemente des dritten Planetenradsatzes (zum Beispiel über die
oben beschriebenen zweiten und dritten Verbindungselemente) verbunden.
Deshalb können
der zweite und dritte Planetenradsatz durch einen zweiten zusammengesetzten
Hebel in dem Hebeldiagramm dargestellt werden. Der zweite Hebel
weist einen vierten, fünften,
sechsten und siebten Knoten auf, die dem zweiten und dritten Planetenradsatz
entsprechen. Der erste Knoten ist ständig mit dem vierten Knoten
verbunden. Das Antriebselement ist ständig mit dem zweiten Knoten
verbunden. Der erste Motor/Generator ist ständig mit dem dritten Knoten
verbunden, und der zweite Motor/Generator ist ständig mit dem vierten Knoten
verbunden. Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus
dient dazu, den ersten Knoten selektiv mit dem fünften Knoten zu verbinden,
und der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus
dient dazu, den fünften Knoten
selektiv mit dem feststehenden Element zu verbinden. Das Abtriebselement
ist ständig
mit dem sechsten Knoten verbunden, und der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus
dient dazu, den siebten Knoten selektiv mit dem feststehenden Element
zu verbinden.The
Electrically adjustable transmission can be determined by a lever diagram
to be discribed. For example, the first, second and
third element of the first planetary gear set by a first lever
of a lever diagram showing a first, second
and third node, each of the first, second and
third element correspond. additionally
two of the elements of the second planetary gear set are constantly with two
the elements of the third planetary gear set (for example, via the
above-described second and third connecting elements).
That's why
the second and third planetary gear set by a second composite
Lever be represented in the lever diagram. The second lever
has a fourth, fifth,
sixth and seventh nodes on the second and third planetary gear sets
correspond. The first node is constantly with the fourth node
connected. The drive element is constantly with the second node
connected. The first motor / generator is constantly connected to the third node
connected, and the second motor / generator is constantly connected to the fourth node
connected. The first torque-transmitting mechanism
serves to selectively connect the first node to the fifth node,
and the second torque transmitting mechanism
serves to the fifth node
selectively connect to the fixed element. The output element
is constantly
connected to the sixth node, and the third torque-transmitting mechanism
serves to selectively connect the seventh node to the fixed element
connect to.
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv
einrückbar,
um die elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung bereitzustellen, und der erste und zweite
Drehmomentübertragungsmechanismus
sind selektiv einrückbar,
um die elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart
bereitzustellen. Drehmoment des ersten Motors/Generators wird Drehmoment
des zweiten Motors/Generators in der elektrischen Vorwärtsfahrbetriebsart
hinzugefügt. Darüber hinaus
sind der erste und dritte Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv
einrückbar, um
ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen.According to one
Aspect of the invention, the second torque transmitting mechanism is selective
engageable
around the electrically adjustable reverse mode
with input branching, and the first and second
Torque-transmitting mechanism
are selectively engageable,
around the electric forward driving mode
provide. Torque of the first motor / generator becomes torque
of the second motor / generator in the electric forward drive mode
added. Furthermore
the first and third torque-transmitting mechanisms are selective
engageable to
to provide a fixed forward speed ratio.
Optional
kann dem Getriebe ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus hinzugefügt werden.
Der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus
dient dazu, irgendwelche zwei Elemente des ersten Planetenradsatzes
selektiv zu verbinden, was bewirkt, dass alle Elemente des ersten
Planetenradsatzes mit der gleichen Drehzahl umlaufen (wodurch bewirkt
wird, dass der erste Planetenradsatz "gesperrt" und inaktiv ist, indem die Zähneverhältnisse des
ersten Planetenradsatzes das gesamte Übersetzungsverhältnis des
Getriebes nicht beeinflussen). Der zweite und vierte Drehmomentübertragungsmechanismus
sind einrückbar,
um ein festes Rückwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen.
Das feste Rückwärtsdrehzahlverhältnis lässt den
Wirkungsgrad eines rein mechanischen Leistungsflussweges in der Rückwärtsrichtung
zu. Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus
und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus
sind einrückbar,
um ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen, und
der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus
und der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus
sind selektiv einrückbar,
um ein anderes festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen. Somit
werden mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Drehmo mentübertragungsmechanismus
drei feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
bereitgestellt.Optionally, a fourth torque-transmitting mechanism can be added to the transmission. The fourth torque-transmitting mechanism serves to selectively connect any two elements of the first planetary gear set, causing all of the elements of the first planetary gear to revolve at the same speed (thereby causing the first planetary gearset to be "locked" and inactive by increasing the tooth ratios of the first planetary gearset) first planetary gear set does not affect the overall transmission ratio of the transmission). The second and fourth torque transmitting mechanisms are engageable to provide a fixed reverse speed ratio. The fixed reverse speed ratio allows the efficiency of a purely mechanical power flow path in the Reverse direction to. The first torque transmitting mechanism and the fourth torque transmitting mechanism are engageable to provide a fixed forward speed ratio, and the third torque transmitting mechanism and the fourth torque transmitting mechanism are selectively engageable to provide a different fixed forward speed ratio. Thus, three fixed forward speed ratios are provided with the first, second, third and fourth torque transmitting mechanisms.
Hinsichtlich
des oben beschriebenen Hebeldiagramms dient der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus
dazu, beliebige zwei von dem ersten, zweiten und dritten Knoten
selektiv zu verbinden.Regarding
of the lever diagram described above is the fourth torque-transmitting mechanism
in addition, any two of the first, second and third nodes
selectively connect.
Es
können
zusätzliche
Drehmomentübertragungsmechanismen
angewandt werden, um zusätzliche
feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
zu erreichen. Beispielsweise kann ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus,
der dazu dient, den zweiten Motor/Generator selektiv mit dem feststehenden Element
zu verbinden, angewandt werden. Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus
und der fünfte
Drehmomentübertragungsmechanismus
sind selektiv einrückbar,
um ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen,
wodurch mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus
eine Summe von vier festen Vorwärtsdrehzahlverhältnissen
erzeugt wird. Zusätzlich
kann ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus,
der dazu dient, den ersten Motor/Generator selektiv mit dem feststehenden
Element zu verbinden, angewandt werden. Der erste und sechste Drehmomentübertragungsmechanismus
sind selektiv einrückbar,
um ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen,
und der dritte und sechste Drehmomentübertragungsmechanismus sind
selektiv einrückbar,
um ein anderes festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen.
Dementsprechend können
mit allen sechs Drehmomentübertragungsmechanismen
sechs feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
erreicht werden. Zusätzlich
sind der zweite und sechste Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv
einrückbar,
um ein festes Rückwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen.It
can
additional
Torque transmitting mechanisms
be applied to additional
fixed forward speed ratios
to reach. For example, a fifth torque-transmitting mechanism,
which serves to selectively connect the second motor / generator to the stationary element
to be applied. The first torque-transmitting mechanism
and the fifth
Torque-transmitting mechanism
are selectively engageable,
to provide a fixed forward speed ratio,
whereby with the first, second, third and fourth torque-transmitting mechanism
a sum of four fixed forward speed ratios
is produced. additionally
can a sixth torque-transmitting mechanism,
which serves to selectively connect the first motor / generator with the fixed one
Element to be applied. The first and sixth torque-transmitting mechanisms
are selectively engageable,
to provide a fixed forward speed ratio,
and the third and sixth torque-transmitting mechanisms
selectively engageable,
to provide another fixed forward speed ratio.
Accordingly, you can
with all six torque-transmitting mechanisms
six fixed forward speed ratios
be achieved. additionally
the second and sixth torque-transmitting mechanisms are selective
engageable
to provide a fixed reverse speed ratio.
Spezifische
Ausführungsformen
des Getriebes können
mit Bezug auf das erste, zweite und dritte Element jedes Zahnradsatzes
beschrieben werden, die ein Hohlrad, ein Planetenträger und
ein Sonnenrad sind. In manchen Ausführungsformen ist beispielsweise
der erste Motor/Generator ständig
mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden, und das
zweite Verbindungselement verbindet das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ständig mit
dem Träger
des dritten Planetenradsatzes. In manchen Ausführungsformen verbindet das dritte
Verbindungselement den Träger
des zweiten Planetenradsatzes ständig
mit dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes.specific
embodiments
of the gearbox
with respect to the first, second and third elements of each gear set
which are a ring gear, a planet carrier and
a sun wheel are. For example, in some embodiments
the first motor / generator constantly
connected to the sun gear of the first planetary gear set, and the
second connecting element connects the ring gear of the second planetary gear set constantly
the carrier
of the third planetary gear set. In some embodiments, the third connects
Connecting element the carrier
the second planetary gear set constantly
with the ring gear of the third planetary gear set.
In
manchen Ausführungsformen
verbindet das erste Verbindungselement das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
ständig
mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes.In
some embodiments
the first connecting element connects the ring gear of the first planetary gear set
constantly
with the sun gear of the second planetary gear set.
In
manchen Ausführungsformen
kann ein Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit einem Element des
zweiten oder dritten Planetenradsatzes über das erste Verbindungselement
verbunden sein, wo das erste Verbindungselement mit dem zweiten
Motor/Generator verbunden ist. Das Element des zweiten oder dritten
Planetenradsatzes ist auch ständig
mit dem zweiten Motor/Generator verbunden; deshalb verbindet das
erste Verbindungselement das Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit
dem Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes über den
zweiten Motor/Generator.In
some embodiments
can an element of the first planetary gear set constantly with an element of the
second or third planetary gear set via the first connecting element
be connected where the first connecting element with the second
Motor / generator is connected. The element of the second or third
Planetary gear set is also constantly
connected to the second motor / generator; That's why it connects
first connecting element, the element of the first planetary gear constantly with
the element of the second or third planetary gear via the
second motor / generator.
Das
Getriebe bietet auch den Wirkungsgrad eines regenerativen Bremsens.
Es ist eine Energiespeichereinrichtung vorgesehen, die dazu dient,
dem ersten und zweiten Motor/Generator Leistung zuzuführen oder
Leistung von diesen zu empfangen. Ferner ist ein Controller vorgesehen,
der dazu dient, die Leistungsübertragung
zwischen der Energiespeicherein richtung und dem ersten und zweiten
Motor/Generator zu steuern. Der Controller bewirkt, dass während des
Bremsens mindestens einer von dem ersten und zweiten Motor/Generator
als Generator fungiert, um die Rotationsenergie des Abtriebselements
in Leistung umzuwandeln, die in der Energiespeichereinrichtung gespeichert
wird. Das regenerative Bremsen tritt bevorzugt während der elektrischen Vorwärtsfahrbetriebsart
auf. Dies kann effizienter sein, als ein regeneratives Bremsen während der zweiten
elektrisch verstellbaren Vorwärtsbetriebsart, da
der Zug an der Maschine beseitigt wird, wenn die Maschine ausgeschaltet
ist, und beide Motoren müssen
nicht notwendigerweise Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen zuführen, wie
sie es während
der zweiten elektrisch verstellbaren Vorwärtsbetriebsart müssen.The
Transmission also offers the efficiency of regenerative braking.
An energy storage device is provided which serves
supplying power to the first and second motor / generators, or
To receive power from these. Furthermore, a controller is provided,
which serves to transmit the power
between the energy storage device and the first and second
To control motor / generator. The controller causes during the
Braking at least one of the first and second motor / generators
acts as a generator to the rotational energy of the output element
into power stored in the energy storage device
becomes. The regenerative braking preferably occurs during the electric forward drive mode
on. This can be more efficient than regenerative braking during the second
electrically adjustable forward mode, since
the train on the machine is eliminated when the machine is switched off
is, and both engines have to
not necessarily perform torque at low speeds, such as
do it while
the second electrically adjustable forward mode must.
Die
Anordnung der Drehmomentübertragungsmechanismen
in dem Getriebe und deren Einrückplan
erlaubt ein zahlenmäßig relativ
niedriges oberes festes Übersetzungsverhältnis in
Relation zu typischen Hybridgetriebekonstruktionen, das die Kraftstoffwirtschaftlichkeit
auf der Autobahn verbessern kann.The
Arrangement of the torque transmission mechanisms
in the transmission and their engagement plan
allows a numerically relative
low upper fixed gear ratio in
Relation to typical hybrid gearbox designs that fuel economy
on the highway can improve.
Die
obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Ausführungsarten
der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen
leicht deutlich werden.The above features and advantages and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the best modes for carrying out the invention Connection made with the accompanying drawings easily apparent.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist
eine schematische Hebeldiagrammdarstellung eines elektrisch verstellbaren
Getriebes der vorliegenden Erfindung; 1 Fig. 12 is a schematic lever diagram representation of an electrically variable transmission of the present invention;
2 ist
eine schematische Hebeldiagrammdarstellung einer Ausführungsform
eines Getriebes im Umfang des Hebeldiagramms von 1; 2 is a schematic lever diagram representation of an embodiment of a transmission in the scope of the lever diagram of 1 ;
3 ist
eine schematische Hebeldiagrammdarstellung einer zweiten Ausführungsform
eines Getriebes im Umfang des Hebeldiagramms von 1; 3 is a schematic lever diagram representation of a second embodiment of a transmission in the scope of the lever diagram of 1 ;
4 ist
eine schematische Hebeldiagrammdarstellung einer dritten Ausführungsform
eines Getriebes im Umfang des Hebeldiagramms von 1; 4 is a schematic lever diagram representation of a third embodiment of a transmission in the scope of the lever diagram of 1 ;
5 ist
eine schematische Diagrammdarstellung einer vierten Ausführungsform
eines Getriebes gemäß dem Hebeldiagramm
von 2; 5 is a schematic diagram representation of a fourth embodiment of a transmission according to the lever diagram of 2 ;
6 ist
eine schematische Diagrammdarstellung einer fünften Ausführungsform eines Getriebes
gemäß dem Hebeldiagramm
von 2; 6 is a schematic diagram representation of a fifth embodiment of a transmission according to the lever diagram of 2 ;
7 ist
eine schematische Diagrammdarstellung einer sechsten Ausführungsform
eines Getriebes gemäß dem Hebeldiagramm
von 4; und 7 is a schematic diagram representation of a sixth embodiment of a transmission according to the lever diagram of 4 ; and
8 ist
eine schematische Diagrammdarstellung einer siebten Ausführungsform
eines Getriebes gemäß dem Hebeldiagramm
von 4. 8th is a schematic diagram representation of a seventh embodiment of a transmission according to the lever diagram of 4 ,
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED
EMBODIMENTS
In
den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche
Komponenten beziehen, zeigt 1 einen
Antriebsstrang 10, der eine Maschine 12 umfasst,
die mit einer Ausführungsform eines
elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein
mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet ist. Das Getriebe 14 ist
konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von
der Maschine 12 zu empfangen. Die Maschine 12 weist eine
Abtriebswelle auf, die als Antriebselement 17 des Getriebes 14 dient.
Eine Achsantriebseinheit 16 ist über ein Abtriebselement 19 mit
dem Getriebe 14 verbunden. Das Getriebe 14 umfasst
drei Planetenradsätze,
die in 1 in einer Hebeldiagrammform dargestellt sind,
wie es Fachleute leicht verstehen werden. Ein Hebel oder erster
Planetenradsatz 20 umfasst einen ersten, zweiten und dritten
Knoten A, B bzw. C. Die Knoten A, B und C stellen eine erstes, zweites
und drittes Element des ersten Planetenradsatzes 20, bevorzugt
ein Hohlrad, einen Träger
und ein Sonnenrad dar, aber nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge.In the drawings, in which like reference numerals refer to similar components, shows 1 a drive train 10 who is a machine 12 which is associated with an embodiment of an electrically variable transmission (EVT), generally designated by the reference numeral 14 is designated. The gear 14 is designed to at least part of its drive power from the machine 12 to recieve. The machine 12 has an output shaft as the drive element 17 of the transmission 14 serves. An axle drive unit 16 is via an output element 19 with the gearbox 14 connected. The gear 14 includes three planetary gear sets in 1 in a lever diagram form, as those skilled in the art will readily understand. A lever or first planetary gear set 20 includes first, second and third nodes A, B and C, respectively. Nodes A, B and C represent first, second and third elements of the first planetary gear set 20 , preferably a ring gear, a carrier and a sun gear, but not necessarily in this order.
Das
Getriebe 14 umfasst auch einen zweiten Hebel 30, 40,
der aus zwei zusammengesetzten Planetenradsätzen, nämlich einem zweiten Planetenradsatz 30 und
einem dritten Planetenradsatz 40 besteht. Die Planetenradsätze 30 und 40 weisen
auch drei Elemente auf, die ein Hohlrad, ein Sonnenrad und ein Planetenträger sein
können.
Die Planetenradsätze 30 und 40 sind
darin zusammengesetzt, dass zwei Elemente des zweiten Planetenradsatzes 30 ständig mit
zwei Elementen des Planetenradsatzes 40 verbunden sind.
In manchen Ausführungsformen
kann ein miteinander verbundenes Paar von Elementen durch ein einziges
Element ersetzt sein, das sowohl in Planetenradsatz 30 als
auch in Planetenradsatz 40 arbeitet. In allen Fällen können die
zusammengesetzten Planetenradsätze 30, 40 durch den
zweiten Vierknotenhebel dargestellt werden, der einen vierten Knoten
D, einen fünften
Knoten E, einen sechsten Knoten F und einen siebten Knoten G aufweist.
Wie es nachstehend anhand der 2 bis 4 veranschaulicht
und beschrieben ist, können die
zusammengesetzten Planetenradsätze 30, 40 durch
zwei separate Hebeldiagramme für
die Zahnradsätze 30 und 40 dargestellt
werden; jedoch sind in jedem Fall zwei Elemente des Planetenradsatzes 30 ständig mit
zwei Elementen des Planetenradsatzes 40 verbunden, und
Fachleute werden erkennen, dass ein derartiger zusammengesetzter
Planetenradsatz schematisch als ein einziger Hebel oder als zwei
separate Hebel gezeigt sein kann. Die zwei verbundenen Paare von
Elementen der Planetenradsätze 30 und 40 sind
durch den fünften
und sechsten Knoten E, F dargestellt. In dem Hebeldiagramm der 2 bis 4,
in denen die zusammengesetzten Planetenradsätze 30, 40 mit
zwei separaten Hebeln dargestellt sind, wird die verbundene Natur
der Knoten E und F deutlich.The gear 14 also includes a second lever 30 . 40 consisting of two compound planetary gear sets, namely a second planetary gear set 30 and a third planetary gear set 40 consists. The planetary gear sets 30 and 40 also have three elements, which may be a ring gear, a sun gear and a planet carrier. The planetary gear sets 30 and 40 are composed of two elements of the second planetary gear set 30 constantly with two elements of the planetary gear set 40 are connected. In some embodiments, an interconnected pair of elements may be replaced by a single element that is included in both planetary gear sets 30 as well as in planetary gear set 40 is working. In all cases, the compound planetary gear sets 30 . 40 are represented by the second four-node lever having a fourth node D, a fifth node E, a sixth node F and a seventh node G. As explained below on the basis of 2 to 4 illustrated and described, the compound planetary gear sets 30 . 40 through two separate lever diagrams for the gear sets 30 and 40 being represented; however, in any case, there are two elements of the planetary gear set 30 constantly with two elements of the planetary gear set 40 and those skilled in the art will recognize that such a compound planetary gear set may be shown schematically as a single lever or as two separate levers. The two connected pairs of elements of planetary gear sets 30 and 40 are represented by the fifth and sixth nodes E, F. In the lever diagram of 2 to 4 in which the compound planetary gear sets 30 . 40 with two separate levers, the connected nature of nodes E and F becomes apparent.
Ein
erstes Verbindungselement 70 verbindet den ersten Knoten
A ständig
mit dem vierten Knoten D. Das Antriebselement 17 ist ständig mit
dem zweiten Knoten B verbunden. Der zweite Knoten B kann auch selektiv
mit dem fünften
Knoten E über
einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus 50 verbunden
werden. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus 52 verbindet
den fünften
Knoten E selektiv mit einem feststehenden Element 60, wie dem
Getriebegehäuse.
Der dritte Knoten C ist ständig
mit einem ersten Motor/Generator 80 verbunden. Ein zweiter
Motor/Generator 82 ist ständig mit dem vierten Knoten
D der zusammengesetzten Planetenradsätze 30, 40 verbunden.
Der erste und zweite Motor/Generator 80, 82 können hierin
auch als Einheit A bzw. Einheit B bezeichnet sein. Der sechste Knoten F
des zweiten Hebels 30, 40 ist ständig mit
dem Abtriebselement 19 verbunden. Schließlich kann
der siebte Knoten G selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 über einen
dritten Drehmomentübertragungsmechanismus 54 verbunden
werden.A first connection element 70 connects the first node A constantly with the fourth node D. The drive element 17 is constantly connected to the second node B. The second node B may also selectively communicate with the fifth node E via a first torque transmitting mechanism 50 get connected. A second torque transmitting mechanism 52 selectively connects the fifth node E to a fixed element 60 like the gearbox. The third node C is constantly with a first motor / generator 80 connected. A second motor / generator 82 is constantly connected to the fourth node D of the compound planetary gear sets 30 . 40 connected. The first and second motor / generator 80 . 82 may also be referred to herein as unit A and unit B, respectively. The sixth node F of the second lever 30 . 40 is constantly with the down drive element 19 connected. Finally, the seventh node G selectively with the transmission housing 60 via a third torque transmitting mechanism 54 get connected.
Drei
optionale Drehmomentübertragungsmechanismen
können
auch angewandt werden, um verschiedene Betriebszustände zu erreichen,
wie es nachstehend beschrieben wird. Beispielsweise verbindet ein
vierter Drehmomentübertragungsmechanismus 56 (der
gestrichelt gezeigt ist) den zweiten Knoten B, d.h. den Knoten,
der ständig
mit dem Antriebselement 17 verbunden ist, über das
erste Verbindungselement 70 selektiv mit dem ersten und
vierten Knoten A, D. Im Schutzumfang der Erfindung kann der vierte
Drehmomentübertragungsmechanismus 56 alternative
Lagen haben, er verbindet aber immer selektiv irgendwelche zwei
Elemente des ersten Planetenradsatzes, um zu bewirken, dass alle drei
Elemente des ersten Planetenradsatzes mit der gleichen Drehzahl
rotieren (d.h. der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus 56 wirkt
als Sperrkupplung). Zusätzlich
verbindet ein fünfter
Drehmomentübertragungsmechanismus 58 den
zweiten Motor/Generator 82 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60.
Schließlich
verbindet ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus 59 den
ersten Motor/Generator 80 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60.
Wie es nachstehend beschrieben wird, sind die Drehmomentübertragungsmechanismen
selektiv einrückbar, um
eine Vielfalt von festen Vorwärtsdrehzahlverhältnissen,
eine erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung und Verbundverzweigung, eine Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung und eine mechanische Rückwärtsbetriebsart sowie eine elektrische
Vorwärtsfahrbetriebsart
bereitzustellen. Wie es Fachleute verstehen werden, weisen der erste
und zweite Motor/Generator 80, 82 jeweils einen
Stator und einen Rotor (nicht gezeigt) auf, wobei der Rotor drehbar
ist und der Stator ständig
durch das Getriebegehäuse 60 festgelegt
ist.Three optional torque-transmitting mechanisms may also be used to achieve various operating conditions, as described below. For example, a fourth torque-transmitting mechanism connects 56 (shown in phantom) the second node B, ie the node which is constantly connected to the drive element 17 is connected, via the first connecting element 70 selectively with the first and fourth nodes A, D. In the scope of the invention, the fourth torque-transmitting mechanism 56 but always selectively connecting any two elements of the first planetary gear set to cause all three elements of the first planetary gear set to rotate at the same speed (ie, the fourth torque transmitting mechanism) 56 acts as a lock-up clutch). In addition, a fifth torque-transmitting mechanism connects 58 the second motor / generator 82 selectively with the gearbox 60 , Finally, a sixth torque transmitting mechanism connects 59 the first motor / generator 80 selectively with the gearbox 60 , As will be described below, the torque-transmitting mechanisms are selectively engageable to provide a variety of fixed forward speed ratios, first and second forward variable and composite branch forward modes, an input-split reverse mode, a reverse mechanical mode, and a forward-drive electrical mode. As will be understood by those skilled in the art, assign the first and second motor / generator 80 . 82 each a stator and a rotor (not shown), wherein the rotor is rotatable and the stator is constantly through the transmission housing 60 is fixed.
Jede
Ausführungsform
des Getriebes im Schutzumfang der Erfindung weist eine elektrische Leistungsquelle
auf, die mit den Motoren/Generatoren derart verbunden ist, dass
die Motoren/Generatoren Leistung zu der Leistungsquelle übertragen
oder Leistung von dieser empfangen können. Ein Controller oder eine
ECU ist mit der elektrischen Leistungsquelle verbunden, um die Verteilung
von Leistung von der oder auf die Leistungsquelle zu steuern. Eine elektrische
Leistungsquelle kann eine oder mehrere Batterien sein. Andere elektrische
Leistungsquellen, wie Brennstoffzellen, haben die Fähigkeit
elektrische Leistung bereitzustellen oder zu speichern und abzugeben,
und können
anstelle von Batterien verwendet werden, ohne die Konzepte der vorliegenden
Erfindung zu verändern.
Eine elektrische Leistungsquelle und ein Controller werden anhand
der Ausführungsformen
der 5 bis 8 gezeigt und beschrieben. Die
Ausführungsformen
der 1 bis 4, die jeweils durch Hebeldiagramme
dargestellt sind, umfassen auch eine elektrische Leistungsquelle
und einen Controller, obwohl dieser nicht gezeigt ist, die mit den Motoren/Generatoren
auf ähnliche
Weise verbunden sind, wie es in den 5 bis 8 gezeigt
ist.Each embodiment of the transmission within the scope of the invention includes an electrical power source connected to the motor / generators such that the motor / generators can transmit power to or receive power from the power source. A controller or ECU is connected to the electrical power source to control the distribution of power from or to the power source. An electrical power source may be one or more batteries. Other electrical power sources, such as fuel cells, have the ability to provide or store and deliver electrical power, and may be used in lieu of batteries without altering the concepts of the present invention. An electric power source and a controller will be described with reference to the embodiments of FIGS 5 to 8th shown and described. The embodiments of the 1 to 4 , which are each represented by lever diagrams, also include an electric power source and a controller, although not shown, which are connected to the motor / generators in a similar manner as shown in FIGS 5 to 8th is shown.
Beschreibung der ArbeitsweiseDescription of the operation
Elektrisch verstellbare RückwärtsbetriebsartElectrically adjustable reverse mode
Das
Getriebe 14 stellt eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
(die sich durch einen Bereich von Rückwärtsdrehzahlverhältnissen
auszeichnet) bereit, die in der Lage ist, ein Fahrzeug (nicht gezeigt)
bei ausgeschalteter Maschine 12 oder bei laufender Maschine 12 zur
Beaufschlagung des Fahrzeugs mit Leistung rückwärts anzufahren. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 52 wird
eingerückt,
um die elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
herzustellen. Wenn die Maschine 12 aus ist, legt der Drehmomentübertragungsmechanismus 52, der
ein feststehender Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie eine Bremse, ist, den Knoten E an dem Getriebegehäuse 60 fest,
was ein Reaktionsdrehmoment bereitstellt. Der zweite Motor/Generator 82 wird
dazu verwendet, das Fahrzeug durch ein Rückwärtsreduktionsübersetzungsverhältnis anzufahren,
das durch die zusammengesetzten zweiten und dritten Planetenradsätze bereitgestellt
wird, wie es durch den zweiten Hebel 30, 40 dargestellt
ist. Für einen
elektrischen Rückwärtsbetrieb
bei ausgeschalteter Maschine bleibt die Maschine 12 bei
einer Drehzahl von null, der zweite Motor/Generator 82 hat
eine positive Drehzahl und der erste Motor/Generator 80 hat
eine negative Drehzahl. Um die Maschine zu starten, verzögert der
erste Motor/Generator 80 auf eine Drehzahl von null, während der
zweite Motor/Generator 82 ein Reaktionsdrehmoment sowie
ein Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellt. Dies ermöglicht eine
Beschleunigung der Maschine 12 auf eine Drehzahl, bei der
sie mit Kraftstoff beaufschlagt werden kann. Sobald die Maschine 12 läuft, wird
die Leistung der Maschine durch den ersten Planetenradsatz, der
durch den ersten Hebel 20 dargestellt ist, und den ersten
Motor/Generator 80, der Leistung erzeugt, während der
zweite Motor/Generator 82 als Motor wirkt, aufgespalten.
Somit wird Leistung sowohl durch einen mechanischen Weg als auch
durch einen elektrischen Weg auf das Abtriebselement 19 übertragen.
Der elektrische Leistungsfluss ist in der Vorwärtsrichtung, solange der erste Motor/Generator 80 eine
positive Drehzahl hat. Wenn der erste Motor/Generator 80 bis
zu einer negativen Drehzahl verzögert,
wirkt ein zweiter Motor/Generator 82 als Generator, um
dem ersten Motor/Generator 80 Leistung zuzuführen und
somit ein Maschinenreaktionsdrehmoment bereitzustellen.The gear 14 FIG. 12 provides an electrically variable reverse mode (which is characterized by a range of reverse speed ratios) that is capable of driving a vehicle (not shown) with the engine off 12 or while the machine is running 12 to approach the vehicle with power backwards. The second torque transmitting mechanism 52 is engaged to establish the electrically-variable reverse mode. When the machine 12 is off, sets the torque transmitting mechanism 52 , which is a fixed torque-transmitting mechanism such as a brake, the node E to the transmission housing 60 determines what a reaction torque provides. The second motor / generator 82 is used to start the vehicle through a reverse reduction gear ratio provided by the compound second and third planetary gear sets, as through the second lever 30 . 40 is shown. For reverse electric operation with the machine off, the machine will remain 12 at zero speed, the second motor / generator 82 has a positive speed and the first motor / generator 80 has a negative speed. To start the machine, the first motor / generator is delayed 80 to a speed of zero while the second motor / generator 82 provides a reaction torque and a torque for driving the vehicle. This allows an acceleration of the machine 12 to a speed at which it can be supplied with fuel. Once the machine 12 running, the power of the machine is controlled by the first planetary gear set by the first lever 20 is shown, and the first motor / generator 80 which generates power while the second motor / generator 82 acts as a motor, split. Thus, power is transmitted to the output member through both a mechanical path and an electrical path 19 transfer. The electric power flow is in the forward direction as long as the first motor / generator 80 has a positive speed. When the first motor / generator 80 delayed to a negative speed, acts a second motor / generator 82 as a generator to the first motor / generator 80 To supply power and thus to provide a machine reaction torque.
Festes RückwärtsdrehzahlverhältnisFixed reverse speed ratio
Wenn
der optionale vierte Drehmomentübertragungsmechanismus 56 vorgesehen
ist, kann er synchron eingerückt
werden, wenn die Maschine 12 und die Motoren/Generatoren 80, 82 bei
Drehzahlen arbeiten, die ein Getriebedrehzahlverhältnis (d.h. (Drehzahl
des Antriebselements 17)/(Drehzahl des Abtriebselements 19))
erzeugen, das gleich einem mechanischen Getriebeübersetzungsverhältnis ist, das
durch Einrückung
des Drehmomentübertragungsmechanismus 56 bereitgestellt
wird. So wie sie hierin verwendet werden, haben die Ausdrücke Übersetzungsverhältnis und
festes Drehzahlverhältnis
die gleiche Bedeutung. Wenn alternativ der optionale sechste Drehmomentübertragungsmechanismus 59 vorgesehen
ist, kann er synchron eingerückt
werden, wenn die Maschine 12 und die Motoren/Generatoren 80, 82 bei
Drehzahlen arbeiten, die ein Getriebeübersetzungsverhältnis erzeugen,
das gleich einem mechanischen Getriebeübersetzungsverhältnis ist,
das durch Einrückung
des Drehmomentübertragungsmechanismus 59 bereitgestellt
wird. In dem festen Rückwärtsdrehzahlverhältnis, werden
die Motoren/Generatoren 80, 82 nicht benötigt, um
Drehmoment zu übertragen,
sie können
aber für
eine Beschleunigungsverstärkung,
um die Maschine 12 zu unterstützen, oder als Generatoren
verwendet werden.If the optional fourth torque-transmitting mechanism 56 is provided, it can be engaged synchronously when the machine 12 and the motor / generators 80 . 82 operate at speeds that have a transmission speed ratio (ie (speed of the drive element 17 ) / (Speed of output element 19 )), which is equal to a mechanical gear ratio, by engaging the torque-transmitting mechanism 56 provided. As used herein, the terms gear ratio and fixed speed ratio have the same meaning. Alternatively, if the optional sixth torque-transmitting mechanism 59 is provided, it can be engaged synchronously when the machine 12 and the motor / generators 80 . 82 operate at speeds that produce a gear ratio that is equal to a mechanical gear ratio, by engaging the torque-transmitting mechanism 59 provided. In the fixed reverse speed ratio, the motors / generators become 80 . 82 not needed to transfer torque, but you can for an acceleration gain to the machine 12 to be supported, or used as generators.
Die
elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
und das feste Rückwärtsdrehzahlverhältnis lassen
ein Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis der Planetenradsätze zu,
das durch den ersten und zweiten Hebel 20 bzw. 30, 40 dargestellt
ist, sowie dass die Größe des ersten
bzw. zweiten Motors/Generators 80, 82 in Hinblick
auf eine effiziente Kraftstoffwirtschaftlichkeit oder anderen Konstruktionskriterien optimiert
wird. Da die Maschine 12 während der elektrisch verstellbaren
Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung nicht aus ist, können Rückwärtssteiganforderungen erfüllt werden,
ohne die Größe des zweiten
Motors/Generators 82 zu erhöhen und/oder höhere Planetenradübersetzungsverhältnisse
zu verwenden, die sonst für
eine optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit erforderlich wären.The electrically variable reverse mode and the fixed reverse speed ratio allow for a ring gear / sun gear tooth ratio of the planetary gear sets transmitted through the first and second levers 20 respectively. 30 . 40 is shown, and that the size of the first and second motor / generator 80 . 82 is optimized for efficient fuel economy or other design criteria. Because the machine 12 while the input-split electrically variable reverse mode is not sufficient, backward climb requirements can be met without the size of the second motor / generator 82 increase and / or use higher planetary gear ratios that would otherwise be required for optimal fuel economy.
Erste VorwärtsbetriebsartFirst forward mode
Das
Getriebe ist in der Lage, eine elektrisch verstellbare erste Vorwärtsbetriebsart
bereitzustellen, die sich durch einen Bereich von Vorwärtsdrehzahlverhältnissen
auszeichnet. Ein Fahrzeug kann durch das Getriebe 14 bei
ausgeschalteter Maschine 12 oder bei in der elektrisch
verstellbaren ersten Vorwärtsbetriebsart
laufender Maschine 12 angefahren werden. Um die elektrisch
verstellbare erste Vorwärtsbetriebsart
herzustellen, wird der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 54 eingerückt, um den
Knoten G des zweiten Hebels 30, 40 an dem Getriebegehäuse 60 festzulegen.
Wenn die Maschine 12 aus ist, wobei der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 54 eingerückt ist,
wird der zweite Motor/Generator 82 dazu verwendet, das
Fahrzeug durch das Reduktionsübersetzungsverhältnis anzufahren,
das durch die zusammengesetzten zweiten und dritten Planetenradsätze, die
durch den zweiten Hebel 30, 40 dargestellt sind,
bereitgestellt wird. Zu Beginn bleibt die Maschine 12 auf
einer Drehzahl von null und der erste Motor/Generator 80 läuft in einer
Rückwärtsrichtung
um. Um die Maschine 12 zu starten, verzögert der erste Motor/Generator 80 auf
eine Drehzahl von null, während
der zweite Motor/Generator 82 ein Reaktionsdrehmoment sowie ein
Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellt. Dies ermöglicht eine
Beschleunigung der Maschine 12 auf eine Drehzahl, bei der
sie mit Kraftstoff beaufschlagt werden kann. Sobald die Maschine 12 läuft, wird
Maschinenleistung, die durch das Antriebselement 17 geliefert
wird, durch den ersten Planetenradsatz, der durch den ersten Hebel 20 dargestellt
ist, und den ersten Motor/Gene rator 80, der Leistung erzeugt,
während
der zweite Motor/Generator 82 als Motor wirkt, aufgespalten.
Leistung wird sowohl durch einen mechanischen Weg (d.h. durch den ersten
Planetenradsatz 20 und das Verbindungselement 70)
als auch durch einen elektrischen Weg (d.h. durch den ersten Motor/Generator 80 zu
dem zweiten Motor/Generator 82) auf das Abtriebselement 19 übertragen.
Leistung fließt
in der Vorwärtsrichtung, solange
der erste Motor/Generator 80 eine positive Drehzahl hat.
Wenn die Drehzahl des ersten Motors/Generators 80 negativ
wird, wirkt der zweite Motor/Generator 82 als Generator
um dem ersten Motor/Generator 80 Leistung zuzuführen. Ein
regeneratives Bremsen wird unter Verwendung des zweiten Motors/Generators 82 bewerkstelligt
und zeichnet sich durch ein direktes Drehzahlverhältnis für das Abtriebselement 19 aus.The transmission is capable of providing an electrically variable first forward mode characterized by a range of forward speed ratios. A vehicle can through the gear 14 when the machine is switched off 12 or with the machine running in the electrically-variable first forward mode 12 be approached. To produce the electrically variable first forward mode, the third torque transmitting mechanism becomes 54 indented to the node G of the second lever 30 . 40 on the gearbox 60 set. When the machine 12 is off, wherein the third torque transmitting mechanism 54 is engaged, becomes the second motor / generator 82 used to drive the vehicle through the reduction gear ratio caused by the composite second and third planetary gear sets passing through the second lever 30 . 40 are provided. At the beginning, the machine remains 12 at zero speed and the first motor / generator 80 runs in a reverse direction. To the machine 12 To start, the first engine / generator delays 80 to a speed of zero while the second motor / generator 82 provides a reaction torque and a torque for driving the vehicle. This allows an acceleration of the machine 12 to a speed at which it can be supplied with fuel. Once the machine 12 running, machine power is provided by the drive element 17 is delivered by the first planetary gear, passing through the first lever 20 is shown, and the first motor / genes rator 80 which generates power while the second motor / generator 82 acts as a motor, split. Power is transmitted both through a mechanical path (ie through the first planetary gear set 20 and the connecting element 70 ) as well as by an electrical path (ie by the first motor / generator 80 to the second motor / generator 82 ) on the output element 19 transfer. Power flows in the forward direction as long as the first motor / generator 80 has a positive speed. When the speed of the first motor / generator 80 becomes negative, acts the second motor / generator 82 as a generator around the first motor / generator 80 Supply power. Regenerative braking is accomplished using the second motor / generator 82 accomplished and characterized by a direct speed ratio for the output element 19 out.
Elektrisch verstellbare zweite
VorwärtsbetriebsartElectrically adjustable second
forward mode
Für einen
Betrieb in einer zweiten elektrisch verstellbaren Vorwärtsbetriebsart,
die sich durch einen zahlenmäßig niedrigeren
Bereich von Drehzahlverhältnissen
auszeichnet, bietet das Getriebe 14 eine Betriebsart mit
Verbundverzweigung, in der der erste Drehmomentübertragungsmechanismus 50 eingerückt ist
und der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 54 gelöst ist.
In diesem niedrigeren Bereich von Vorwärtsdrehzahlverhältnissen
fließt Leistung
in der Vorwärtsrichtung,
solange der erste und der zweite Motor/Generator 80, 82 jeweils
eine positive Drehzahl haben. In diesem niedrigeren Bereich wirkt
der zweite Motor/Generator 82 als Generator und der erste
Motor/Generator 80 wirkt als Motor. Wenn die Drehzahl des
zweiten Motors/Generators 82 negativ ist, wirkt der erste
Motor/Generator 80 als Generator, um dem zweiten Motor/Generator 82 Leistung
zuzuführen.
Wenn die Drehzahl des ersten Motors/Generators 80 negativ
wird, wird der zweite Motor/Generator 82 ein Generator,
um dem ersten Motor/Generator 80 Leistung zuzuführen.For operation in a second electrically variable forward mode, which is characterized by a numerically lower range of speed ratios, offers the transmission 14 a compound-split mode in which the first torque-transmitting mechanism 50 is engaged and the third torque transmitting mechanism 54 is solved. In this lower range of forward speed ratios, power flows in the forward direction as long as the first and second motor / generators 80 . 82 each have a positive speed. In this lower range acts the second motor / generator 82 as a generator and the first motor / generator 80 acts as an engine. When the speed of the second motor / generator 82 is negative, acts the first motor / generator 80 as a generator to the second motor / generator 82 Supply power. When the speed of the first motor / generator 80 becomes negative, becomes the second Motor / generator 82 a generator to the first motor / generator 80 Supply power.
Ein
regeneratives Bremsen kann in der elektrisch verstellbaren zweiten
Vorwärtsbetriebsart
bewerkstelligt werden, indem das Drehmoment der Maschine 12 und
des ersten und zweiten Motors/Generators 80 bzw. 82 ins
Gleichgewicht gebracht wird, um die gewünschte Verzögerungsrate des Abtriebselements 19 bereitzustellen.Regenerative braking can be accomplished in the electrically variable second forward mode by adjusting the torque of the engine 12 and the first and second motor / generator 80 respectively. 82 is brought to equilibrium to the desired deceleration rate of the output element 19 provide.
Feste VorwärtsdrehzahlverhältnisseFixed forward speed ratios
In
sowohl der ersten als auch der zweiten elektrisch verstellbaren
Vorwärtsbetriebsart
können die
Drehmomentübertragungsmechanismen
des Getriebes 14 dazu benutzt werden, mehrere feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
vorzusehen. Wenn das Getriebeübersetzungsverhältnis ein Übersetzungsverhältnis erreicht,
das gleich dem ist, das mechanisch durch Einrückung von zwei der Drehmomentübertragungsmechanismen
bereitgestellt werden kann, werden die geeigneten Drehmomentübertragungsmechanismen
eingerückt,
um das feste Übersetzungsverhältnis bereitzustellen.
Wenn das Getriebe 14 in einem festen Vorwärtsdrehzahlverhältnis arbeitet,
werden die Motoren/Generatoren 80, 82 nicht benutzt,
um Drehmoment von der Maschine 12 zu übertragen, sondern können für eine Beschleunigungsverstärkung oder
für ein
regeneratives Bremsen verwendet werden. Wenn die optionalen vierten, fünften und
sechsten Drehmomentübertragungsmechanismen 56, 58 und 59 vorgesehen
sind, können durch
das Getriebe 14 bis zu sechs Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
bereitgestellt werden. Es sind drei feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
während
der elektrisch verstellbaren ersten Vorwärtsbetriebsart verfügbar, wenn
der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 54 eingerückt ist.
Durch Einrücken
des vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 56 wird
ein erstes festes Drehzahlverhältnis vorgesehen.
Bei einem niedrigeren Drehzahlverhältnis kann der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus 59 eingerückt werden,
um ein zweites festes Vorwärtsdreh zahlverhältnis herzustellen.
Der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus 59 wird
dann ausgerückt,
um eine Zunahme des Getriebeübersetzungsverhältnisses
in der elektrisch verstellbaren ersten Vorwärtsbetriebsart zuzulassen. Bei
einem noch niedrigeren Drehzahlverhältnis wird der erste Drehmomentübertragungsmechanismus 50 eingerückt, während der
dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 54 eingerückt bleibt,
um ein drittes festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen.
Der erste Drehmomentübertragungsmechanismus 50 wird
dann ausgerückt,
um zuzulassen, dass die elektrisch verstellbare erste Vorwärtsbetriebsart wieder
aufgenommen wird und niedrigere Drehzahlverhältnisse bereitgestellt werden.
Um Getriebeübersetzungsverhältnisse
bei der elektrisch verstellbaren zweiten Vorwärtsbetriebsart zu erreichen,
wird der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 54 ausgerückt, während der
erste Drehmomentübertragungsmechanismus 50 eingerückt wird.
Während der
elektrisch verstellbaren zweiten Vorwärtsbetriebsart können drei
zusätzliche
feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
erreicht werden. Zuerst kann der sechste Drehmomentübertragungsmechanismus 59 eingerückt werden,
um ein viertes festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis bereitzustellen.
Bei einem niedrigeren Drehzahlverhältnis kann der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus 56 eingerückt werden,
um ein fünftes
Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen.
Bei einem noch niedrigeren Drehzahlverhältnis kann der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus 58 eingerückt werden,
um ein sechstes Vorwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen.
Das sechste feste Vorwärtsdrehzahlverhältnis, das
durch Einrückung
des ersten Drehmomentübertragungsmechanismus 50 und
des fünften
Drehmomentübertragungsmechanismus 58 bereitgestellt
wird, gestattet ein oberes Übersetzungsverhältnis von
nur 0,66 (Zähneverhältnisse
des Beispielplanetenradsatzes nach Absatz [0078] erreichen ein sechstes
festes Übersetzungsverhältnis von
0,661), das wesentlich niedriger ist als das im Overdrive durch
typische hybride elektrisch verstellbare Getriebe erreichte, und die
Kraftstoffwirtschaftlichkeit auf der Autobahn eines Automatikgetriebes
mit einem zahlenmäßig niedrigeren Übersetzungsverhältnis enger
nachbildet. Die Verfügbarkeit
mehrerer fester Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
lässt zu,
dass das Getriebe 14 in einer mechanischen Betriebsart
bei einer Vielfalt von Drehzahlverhältnissen betrieben werden kann,
wie es Fachleute leicht erkennen werden, und erhöht den Wirkungsgrad des Systems.In both the first and second forward electrically-variable modes, the torque-transmitting mechanisms of the transmission 14 used to provide several fixed forward speed ratios. When the transmission gear ratio reaches a gear ratio equal to that which can be mechanically provided by engagement of two of the torque transmitting mechanisms, the appropriate torque transmitting mechanisms are engaged to provide the fixed gear ratio. If the transmission 14 operating at a fixed forward speed ratio, the motors / generators become 80 . 82 not used to torque from the machine 12 but can be used for acceleration amplification or for regenerative braking. If the optional fourth, fifth and sixth torque-transmitting mechanisms 56 . 58 and 59 are provided, through the gearbox 14 up to six forward speed ratios are provided. There are three fixed forward speed ratios available during the electrically variable first forward mode when the third torque transmitting mechanism 54 is indented. By engaging the fourth torque transmitting mechanism 56 a first fixed speed ratio is provided. At a lower speed ratio, the sixth torque transmitting mechanism 59 be engaged to establish a second fixed forward speed ratio. The sixth torque-transmitting mechanism 59 is then disengaged to allow for an increase in gear ratio in the electrically-variable first forward mode. At an even lower speed ratio, the first torque transmitting mechanism becomes 50 engaged while the third torque transmitting mechanism 54 remains engaged to provide a third fixed forward speed ratio. The first torque-transmitting mechanism 50 is then disengaged to allow the electrically variable first forward mode to be resumed and lower speed ratios to be provided. In order to achieve gear ratios in the electrically-variable second forward mode, the third torque-transmitting mechanism 54 disengaged while the first torque-transmitting mechanism 50 is indented. During the electrically variable second forward mode, three additional fixed forward speed ratios can be achieved. First, the sixth torque transmitting mechanism 59 are engaged to provide a fourth fixed forward speed ratio. At a lower speed ratio, the fourth torque transmitting mechanism 56 be engaged to establish a fifth forward speed ratio. At an even lower speed ratio, the fifth torque transmitting mechanism 58 to establish a sixth forward speed ratio. The sixth fixed forward speed ratio achieved by engagement of the first torque-transmitting mechanism 50 and the fifth torque transmitting mechanism 58 allows an upper gear ratio of only 0.66 (tooth ratios of the example planetary gear set according to paragraph [0078] achieve a sixth fixed gear ratio of 0.661) that is substantially lower than that achieved in overdrive by typical hybrid electrically variable transmissions, and fuel economy the motorway of an automatic transmission with a numerically lower gear ratio closely simulates. The availability of several fixed forward speed ratios allows for the transmission 14 can be operated in a mechanical mode at a variety of speed ratios, as those skilled in the art will readily appreciate, and increase the efficiency of the system.
Elektrische
Vorwärtsfahrbetriebsart
(regeneratives Bremsen) Während
der elektrisch verstellbaren zweiten Vorwärtsbetriebsart stellt das Getriebe 14 eine
elektrisch Vorwärtsfahrbetriebsart
bereit. Die elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart
wird hergestellt, indem der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 52 eingerückt wird,
während
der erste Drehmomentübertragungsmechanismus 50 eingerückt bleibt,
und der Kraftstoff für
die Maschine unterbrochen wird, so dass die Maschine gestoppt wird.
Bei dieser Anordnung treiben die Motoren/Generatoren 80, 82 das
Abtriebselement 19 mit hohen Verhältnissen von Motordrehzahlen
zu Abtriebsdrehzahl an. Zusätzlich
ist das Drehmoment von dem ersten und zweiten Motor/Generator 80, 82 additiv.
In dieser Betriebsart laufen beide Motoren/Generatoren 80, 82 mit
einer hohen Drehzahl relativ zu dem Abtriebselement 19 um
und beide verzögern,
um die Maschine 12 zu starten. Dementsprechend wird die
Energie einer Batterie, die mit den Motoren/Generatoren 80, 82 verbunden
ist (die Batterie ist nicht gezeigt, ist aber mit dem Motor/Generator 80, 82 auf ähnliche
Weise verbunden, wie sie in Bezug auf die Batterien und den Motor/Generator
der 5 bis 8 gezeigt und beschrieben wurde),
während
des Starts der Maschine 12 mit gespeicherter kinetischer
Energie der Motoren/Generatoren 80, 82 erhöht. Die
kinetische Energie beider Motoren/Generatoren 80, 82 ist
in der elektrischen Fahrbetriebsart höher als in der elektrisch verstellbaren zweiten
Vorwärtsbetriebsart. Deshalb
ist während
des Überganges
einiges von dieser kinetischen Energie gemäß dem Ermessen der Steuerstrategie
verfügbar,
um entweder zu helfen, das Fahrzeug anzutreiben oder die Drehzahl
der Maschine 12 zu erhöhen.
Der Nettoeffekt ist, dass weniger Batterieleistung erforderlich
ist, als ansonsten benötigt
werden würde,
wenn die Drehzahl beider Motoren/Generatoren 80, 82 nicht
abnähme.Electric forward drive mode (regenerative braking) During the electrically variable second forward mode, the transmission stops 14 an electrically forward drive mode. The electric forward drive mode is established by the second torque-transmitting mechanism 52 is engaged while the first torque-transmitting mechanism 50 remains engaged and the fuel to the machine is cut off so that the machine is stopped. In this arrangement, the motors / generators drive 80 . 82 the output element 19 with high ratios of engine speeds to output speed. In addition, the torque is from the first and second motor / generators 80 . 82 additive. In this operating mode, both motors / generators are running 80 . 82 at a high speed relative to the output member 19 around and both delay to the machine 12 to start. Accordingly, the energy of a battery comes with the motor / generators 80 . 82 is connected (the battery is not shown, but is with the motor / generator 80 . 82 connected in a similar way as they are in terms of batteries and the engine / generator of 5 to 8th shown and described) during the start of the machine 12 with stored kinetic energy of the motors / generators 80 . 82 elevated. The kinetic energy of both engines / generators 80 . 82 is higher in the electric driving mode than in the electrically variable second forward mode. Therefore, during the transition, some of this kinetic energy is available at the discretion of the control strategy to either help drive the vehicle or the speed of the engine 12 to increase. The net effect is that less battery power is required than would otherwise be required if the speed of both motors / generators 80 . 82 do not take off.
Das
Getriebe 14 verbessert den Wirkungsgrad des regenerativen
Bremsens in einem mittleren Drehzahlverhältnisbereich. Bei zahlenmäßig relativ hohen
Getriebedrehzahlverhältnissen
bietet das Getriebe 14 ein effizientes regeneratives Bremsen,
da der zweite Motor/Generator 82 direkt mit dem Abtriebselement 19 gekoppelt
ist. Ebenso kann das Getriebe 14 bei zahlenmäßig niedrigen
Getriebedrehzahlverhältnissen
in dem oben beschriebenen sechsten festen Vorwärtsdrehzahlverhältnis arbeiten,
wodurch ein effizientes regeneratives Bremsen vorgesehen wird, da
der erste Motor/Generator 80 direkt mit dem Abtriebselement 19 gekoppelt
ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch unter einen Punkt abfällt, bei
dem das sechste feste Vorwärtsdrehzahlverhältnis benutzt
werden kann, arbeitet das Getriebe 14 in der elektrisch
verstellbaren zweiten Vorwärtsbetriebsart,
die nicht so effizient zum regenerativen Bremsen ist, wie das sechste
feste Vorwärtsdrehzahlverhältnis, da
beide Motoren/Generatoren 80, 82 Drehmoment zuführen müssen und
die Drehzahlen der Motoren/Generatoren relativ niedrig sind. Wenn
die Maschine 12 aus ist, muss das Drehmoment des zweiten
Motors/Generators 82 negativ sein, um das Drehmoment des
regenerativen Bremsens, das auf das Abtriebselement 19 aufgebracht wird,
und das negative Drehmoment des ersten Motors/Generators 80 auszugleichen.
Der zweite Motor/Generator 82 wird jedoch auch eine negative Drehzahl
haben, was zu einem positiven Leistungsfluss führt; wobei es dadurch zirkulierende
elektrische Leistung gibt, dass die Generierleistung des ersten
Motors/Generators 80 den Leistungsfluss zu der Batterie übersteigen
wird. Idealerweise sollte jeder der Motoren/Generatoren 80, 82 einen
Bruchteil der regenerativen Bremsleistung zwischen null und eins
transportieren, wobei die Summe der Bruchteile eins ist. Selbst
wenn die Maschine 12 nicht aus ist und der zweite Motor/Generator 82 eine
positive Drehzahl hat, sind die Drehzahlen der Motoren/Generatoren 80, 82 relativ
niedrig, und es gibt einen relativ geringen mechanischen Nutzen,
da sich das Drehmoment der Motoren/Generatoren 80, 82 (unter Vernachlässigung
des Zugs an der Maschine) zum Getriebeabtriebsdrehmoment addieren
muss. Wenn der erste Motor/Generator 80 einen großen mechanischen
Nutzen hat, wird daher der zweite Motor/Generator 82 einen
kleinen mechanischen Nutzen haben oder umgekehrt. Durch Einbau eines
zusätzlichen Drehmomentreaktionspunktes,
um den Hebel an Knoten E festzulegen, wird der mechanische Nutzen beider
Motoren/Generatoren 80, 82 erhöht. Wenn zusätzlich die
Maschine 12 während
der elektrisch verstellbaren zweiten Vorwärtsbetriebsart läuft, wird
der Wirkungsgrad durch Zug an der Maschine und niedrigere Motordrehzahlen
weiter vermindert. Durch Vorsehen der elektrischen Fahrbetriebsart
bei ausgeschalteter Maschine 12 arbeiten die Motoren/Generatoren 80, 82 bei
höheren
Drehzahlen und niedrigeren Drehmomenten, um das gleiche Drehmoment
an dem Abtriebselement 19 zu erreichen, was zu einem verbesserten
Wirkungsgrad führt.The gear 14 improves the efficiency of regenerative braking in a medium speed ratio range. In numerically relatively high transmission speed ratios, the transmission offers 14 an efficient regenerative braking, since the second motor / generator 82 directly with the output element 19 is coupled. Likewise, the transmission can 14 operate at numerically low transmission speed ratios in the sixth fixed forward speed ratio described above, thereby providing efficient regenerative braking since the first motor / generator 80 directly with the output element 19 is coupled. However, when the vehicle speed drops below a point at which the sixth fixed forward speed ratio can be used, the transmission operates 14 in the electrically variable second forward mode, which is not as efficient for regenerative braking as the sixth fixed forward speed ratio, since both motor / generators 80 . 82 Must supply torque and the speeds of the motor / generators are relatively low. When the machine 12 is off, the torque of the second motor / generator must be 82 be negative to the torque of regenerative braking acting on the output element 19 is applied, and the negative torque of the first motor / generator 80 compensate. The second motor / generator 82 however, will also have a negative speed, resulting in a positive power flow; wherein there is circulating electric power thereby that the generating power of the first motor / generator 80 will exceed the power flow to the battery. Ideally, each of the motors / generators should 80 . 82 transport a fraction of the regenerative braking power between zero and one, the sum of the fractions being one. Even if the machine 12 is not out and the second motor / generator 82 has a positive speed, are the speeds of the motor / generators 80 . 82 relatively low, and there is a relatively low mechanical benefit, since the torque of the motor / generators 80 . 82 (neglecting the train on the machine) must add to the transmission output torque. When the first motor / generator 80 has a large mechanical benefit, therefore becomes the second motor / generator 82 have a small mechanical benefit or vice versa. By incorporating an additional torque reaction point to set the lever at node E, the mechanical benefit of both motor / generators becomes apparent 80 . 82 elevated. If in addition the machine 12 During the electrically variable second forward mode of operation, the efficiency is further reduced by train on the engine and lower engine speeds. By providing the electric driving mode with the machine off 12 work the motors / generators 80 . 82 at higher speeds and lower torques to the same torque on the output element 19 reach, which leads to an improved efficiency.
Erste bevorzugte AusführungsformFirst preferred embodiment
In 2 ist
eine erste vollständige
bevorzugte Ausführungsform
eines Antriebsstrangs 110 mit einem Getriebe 114 im
Schutzumfang der Erfindung in Hebeldiagrammform veranschaulicht.
Das Getriebe 114 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise
in der Natur von Planetenradsätzen 120, 130 und 140.
Der Planetenradsatz 120, der in Hebeldiagrammform dargestellt
ist, wendet ein Hohlrad 124, einen Planetenträger 129 und
ein Sonnenrad 122 an. Das Hohlrad 124 umgibt das
Sonnenrad 122. Der Planetenträger 129 lagert drehbar
mehrere Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 124 als auch dem Sonnenrad 122 in
Eingriff stehen. Das Antriebselement 17 ist an dem Träger 129 befestigt.
Ein erster Motor/Generator 180 ist ständig mit dem Sonnenrad 122 verbunden.
Der Planetenradsatz 120 kann durch den Hebel 20 von 1 dargestellt
werden.In 2 is a first complete preferred embodiment of a powertrain 110 with a gear 114 in the scope of the invention in lever diagram form. The gear 114 uses three differential gear sets, preferably in the nature of planetary gear sets 120 . 130 and 140 , The planetary gear set 120 , which is shown in lever diagram form, uses a ring gear 124 , a planet carrier 129 and a sun wheel 122 at. The ring gear 124 surrounds the sun wheel 122 , The planet carrier 129 rotatably supports a plurality of planet gears, which mesh with both the ring gear 124 as well as the sun wheel 122 engage. The drive element 17 is on the carrier 129 attached. A first motor / generator 180 is constantly with the sun gear 122 connected. The planetary gear set 120 can through the lever 20 from 1 being represented.
Der
zweite Planetenradsatz 130, der in Hebeldiagrammform dargestellt
ist, wendet ein Hohlrad 134 an, das ein Sonnenrad 132 umgibt.
Ein Planetenträger 139 lagert
drehbar mehrere Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 134 als auch dem Sonnenrad 132 in
Eingriff stehen.The second planetary gear set 130 , which is shown in lever diagram form, uses a ring gear 134 that's a sun gear 132 surrounds. A planet carrier 139 rotatably supports a plurality of planet gears, which mesh with both the ring gear 134 as well as the sun wheel 132 engage.
Der
Planetenradsatz 140 wendet ein Hohlrad 144 an,
das ein Sonnenrad 142 umgibt. Ein Planetenträger 149 lagert
drehbar mehrere Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 144 als auch dem Sonnenrad 142 in
Eingriff stehen. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit
dem Träger 149 verbunden.The planetary gear set 140 applies a ring gear 144 that's a sun gear 142 surrounds. A planet carrier 149 rotatably supports a plurality of planet gears, which mesh with both the ring gear 144 as well as the sun wheel 142 engage. The output element 19 is constantly with the carrier 149 connected.
Das
Hohlrad 124 ist ständig
mit dem Sonnenrad 132 durch ein Verbindungselement 170 verbunden.
Das Sonnenrad 132 ist ständig mit dem Sonnenrad 142 und
einem zweiten Motor/Generator 182 über eine Verbindungselement 172 verbunden,
das wie dargestellt eine oder mehrere Komponenten sein kann. Das
Hohlrad 134 ist ständig
mit dem Träger 149 über ein
Verbindungselement 174 verbunden.The ring gear 124 is constantly with the sun gear 132 through a connecting element 170 connected. The sun wheel 132 is constantly with the sun gear 142 and a second motor / generator 182 via a connecting element 172 connected, as shown one or more components can. The ring gear 134 is constantly with the carrier 149 via a connecting element 174 connected.
Das
Hohlrad 124 entspricht dem ersten Knoten A von 1.
Der Träger 129 entspricht
dem zweiten Knoten B von 1. Das Sonnenrad 122 entspricht
dem dritten Knoten C von 1. Da der zweite und dritte
Planetenradsatz 130, 140 zwei Paare von Elementen
aufweisen, die über
zwei separate Verbindungselemente 172 und 174 zusammengesetzt
sind, sind die Planetenradsätze 130 und 140 zusammengesetzt
und werden durch den zweiten Hebel 30, 40 von 1 dargestellt.
Die verbundenen Sonnenrad 132 und Sonnenrad 142 sind
gemeinsam durch einen entsprechenden vierten Knoten D von 1 dargestellt.
Der Träger 139 entspricht
dem fünften
Knoten E von 1. Das Hohlrad 134 und der
Träger 139 entsprechen
dem sechsten Knoten F von 1. Das Hohlrad 144 entspricht
dem siebten Knoten G von 1.The ring gear 124 corresponds to the first node A of 1 , The carrier 129 corresponds to the second node B of 1 , The sun wheel 122 corresponds to the third node C of 1 , Because the second and third planetary gear set 130 . 140 two pairs of elements that have two separate fasteners 172 and 174 are composed, are the planetary gear sets 130 and 140 put together and be through the second lever 30 . 40 from 1 shown. The connected sun gear 132 and sun gear 142 are shared by a corresponding fourth node D of 1 shown. The carrier 139 corresponds to the fifth node E of 1 , The ring gear 134 and the carrier 139 correspond to the sixth node F of 1 , The ring gear 144 corresponds to the seventh node G of 1 ,
Der
erste Drehmomentübertragungsmechanismus 150 ist
selektiv einrückbar,
um den Träger 129 mit
dem Träger 139 zu
verbinden. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 152 ist
selektiv einrückbar,
um den Träger 139 an
dem Getriebegehäuse 160 festzulegen.
Der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 154 ist
selektiv einrückbar,
um das Hohlrad 144 an dem Getriebegehäuse 160 festzulegen.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 150, 152 und 154 sind
auf ähnliche
Weise einrückbar
wie entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52 bzw. 54 von 1,
um eine erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart,
ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis (das
dem dritten festen Vorwärtsdrehzahlverhältnis entspricht,
das in Bezug auf 1 beschrieben wurde), eine elektrische
Fahrbetriebsart und eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung herzustellen.The first torque-transmitting mechanism 150 is selectively engageable to the wearer 129 with the carrier 139 connect to. The second torque transmitting mechanism 152 is selectively engageable to the wearer 139 on the gearbox 160 set. The third torque-transmitting mechanism 154 is selectively engageable to the ring gear 144 on the gearbox 160 set. The torque transmission mechanisms 150 . 152 and 154 are engageable in a similar manner as corresponding torque-transmitting mechanisms 50 . 52 respectively. 54 from 1 to set first and second forward electrically variable modes, a fixed forward speed ratio (corresponding to the third fixed forward speed ratio discussed with reference to FIG 1 has been described), an electric driving mode and an electrically adjustable backward mode with input branching produce.
Zweite alternative bevorzugte
AusführungsformSecond alternative preferred
embodiment
In 3 ist
eine zweite spezifische bevorzugte Ausführungsform eines Antriebsstrangs 210 mit
einem Getriebe 214 im Schutzumfang der Erfindung veranschaulicht.
Das Getriebe 214 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise
in der Natur von Planetenradsätzen 220, 230 und 240,
die in Hebeldiagrammform dargestellt sind. Der Planetenradsatz 220 wendet
ein Hohlrad 224 an, das das Sonnenrad 222 umgibt.
Ein Träger 229 lagert
drehbar mehrere Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 224 als auch dem Sonnenrad 222 in Eingriff
stehen. Das Antriebselement 17 ist an dem Träger 229 befestigt.
Ein erster Motor/Generator 280 ist ständig mit dem Sonnenrad 222 verbunden.In 3 is a second specific preferred embodiment of a powertrain 210 with a gear 214 within the scope of the invention. The gear 214 uses three differential gear sets, preferably in the nature of planetary gear sets 220 . 230 and 240 , which are shown in lever diagram form. The planetary gear set 220 applies a ring gear 224 that's the sun gear 222 surrounds. A carrier 229 rotatably supports a plurality of planet gears, which mesh with both the ring gear 224 as well as the sun wheel 222 engage. The drive element 17 is on the carrier 229 attached. A first motor / generator 280 is constantly with the sun gear 222 connected.
Der
Planetenradsatz 230 weist ein Hohlrad 234 auf,
das das Sonnenrad 232 umgibt. Ein Träger 239 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Sonnenrad 232 als auch dem Hohlrad 234 in
Eingriff stehen. Ein zweiter Motor/Generator 282 ist ständig mit
dem Sonnenrad 232 verbunden.The planetary gear set 230 has a ring gear 234 on, the sun wheel 232 surrounds. A carrier 239 includes several planet gears that mesh with both the sun gear 232 as well as the ring gear 234 engage. A second motor / generator 282 is constantly with the sun gear 232 connected.
Der
Planetenradsatz 240 umfasst ein Hohlrad 244, das
ein Sonnenrad 242 umgibt. Ein Träger 249 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
dem Sonnenrad 244 in Eingriff stehen.The planetary gear set 240 includes a ring gear 244 that is a sun wheel 242 surrounds. A carrier 249 includes several planet gears that mesh with the sun gear 244 engage.
Ein
Verbindungselement 270 verbindet das Hohlrad 224 ständig mit
dem Sonnenrad 232. Ein Verbindungselement 272 verbindet
den Träger 239 ständig mit
dem Hohlrad 244. Ein Verbindungselement 274 verbindet
das Hohlrad 234 ständig
mit dem Träger 249.A connecting element 270 connects the ring gear 224 constantly with the sun wheel 232 , A connecting element 272 connects the carrier 239 constantly with the ring gear 244 , A connecting element 274 connects the ring gear 234 constantly with the carrier 249 ,
Das
Hohlrad 224 entspricht dem ersten Knoten A von 1.
Der Träger 229 entspricht
dem zweiten Knoten B. Das Sonnenrad 222 entspricht dem dritten
Knoten C. Das Sonnenrad 232 entspricht dem vierten Knoten
D. Die miteinander verbundenen Träger 239 und Hohlrad 244 entsprechen
dem fünften Knoten
E. Die miteinander verbundenen Hohlrad 234 und Träger 249 entsprechen
dem sechsten Knoten F. Das Sonnenrad 242 entspricht dem
siebten Knoten G. Da die Planetenradsätze 230 und 240 zwei
Verbindungen miteinander über
Verbindungselemente 272 und 274 aufweisen, können sie
durch den einzigen zweiten Hebel 30, 40 in 1 dar gestellt
werden. Der Planetenradsatz 220 kann durch den Hebel 20 von 1 dargestellt
werden.The ring gear 224 corresponds to the first node A of 1 , The carrier 229 corresponds to the second node B. The sun gear 222 corresponds to the third node C. The sun gear 232 corresponds to the fourth node D. The interconnected carriers 239 and ring gear 244 correspond to the fifth node E. The interconnected ring gear 234 and carriers 249 correspond to the sixth node F. The sun gear 242 corresponds to the seventh node G. Since the planetary gear sets 230 and 240 two connections with each other via connecting elements 272 and 274 they can pass through the single second lever 30 . 40 in 1 being represented. The planetary gear set 220 can through the lever 20 from 1 being represented.
Ein
erster Drehmomentübertragungsmechanismus 250 verbindet
den Träger 229 selektiv
mit dem Träger 239.
Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus 252 verbindet
das Hohlrad 244 selektiv mit dem Getriebegehäuse 260.
Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus 254 verbindet
das Sonnenrad 242 selektiv mit dem Getriebegehäuse 260.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 250, 252 und 254 sind
auf ähnliche
Weise einrückbar
wie entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52 bzw. 54,
wie es oben anhand von 1 beschrieben wurde, um eine
erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart, eine elektrische
Vorwärtsfahrbetriebsart,
ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis und
eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung herzustellen.A first torque transmitting mechanism 250 connects the carrier 229 selectively with the carrier 239 , A second torque transmitting mechanism 252 connects the ring gear 244 selectively with the gearbox 260 , A third torque transmitting mechanism 254 connects the sun wheel 242 selectively with the gearbox 260 , The torque transmission mechanisms 250 . 252 and 254 are engageable in a similar manner as corresponding torque-transmitting mechanisms 50 . 52 respectively. 54 as stated above by 1 to produce first and second forward electrically variable modes, forward electric mode, fixed forward speed ratio, and input split electrical reverse mode.
Dritte bevorzugte alternative
AusführungsformThird preferred alternative
embodiment
In 4 ist
eine dritte spezifische bevorzugte Ausführungsform eines Antriebsstrangs 310 mit
einem Getriebe 314 im Schutzumfang der Erfindung veranschaulicht.
Das Getriebe 314 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise
in der Natur von Planetenradsätzen 320, 330 und 340,
die in Hebeldiagrammform dargestellt sind. Der Planetenradsatz 320 wendet
ein Hohlrad 324 an, das das Sonnenrad 322 umgibt.
Der Träger 329 lagert
drehbar mehrere Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 324 als auch dem Sonnenrad 322 in
Eingriff stehen. Das Antriebselement 17 ist ständig mit
dem Träger 329 verbunden.
Ein erster Motor/Generator 380 ist ständig mit dem Sonnenrad 322 verbunden.In 4 is a third specific preferred embodiment of a powertrain 310 with a gear 314 within the scope of the invention. The gear 314 uses three differential gear sets, preferably in the nature of planetary gear sets 320 . 330 and 340 who are in Hebeldi are shown agrammform. The planetary gear set 320 applies a ring gear 324 that's the sun gear 322 surrounds. The carrier 329 rotatably supports a plurality of planet gears, which mesh with both the ring gear 324 as well as the sun wheel 322 engage. The drive element 17 is constantly with the carrier 329 connected. A first motor / generator 380 is constantly with the sun gear 322 connected.
Der
Planetenradsatz 330 weist ein Hohlrad 334 auf,
das das Sonnenrad 332 umgibt. Ein Träger 339 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Hohlrad 334 als auch dem Sonnenrad 332 in
Eingriff stehen. Ein zweiter Motor/Generator 382 ist ständig mit
dem Sonnenrad 332 verbunden.The planetary gear set 330 has a ring gear 334 on, the sun wheel 332 surrounds. A carrier 339 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 334 as well as the sun wheel 332 engage. A second motor / generator 382 is constantly with the sun gear 332 connected.
Der
Planetenradsatz 340 weist ein Hohlrad 344 auf,
das das Sonnenrad 342 umgibt. Ein Träger 349 lagert drehbar
mehrere Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 344 als auch dem Sonnenrad 342 in
Eingriff stehen. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit
dem Träger 349 verbunden.The planetary gear set 340 has a ring gear 344 on, the sun wheel 342 surrounds. A carrier 349 rotatably supports a plurality of planet gears, which mesh with both the ring gear 344 as well as the sun wheel 342 engage. The output element 19 is constantly with the carrier 349 connected.
Ein
Verbindungselement 370 verbindet das Hohlrad 324 ständig mit
dem Sonnenrad 332. Ein Verbindungselement 372 verbindet
den Träger 339 ständig mit
dem Hohlrad 344. Ein Verbindungselement 374 verbindet
das Hohlrad 334 ständig
mit dem Träger 349.A connecting element 370 connects the ring gear 324 constantly with the sun wheel 332 , A connecting element 372 connects the carrier 339 constantly with the ring gear 344 , A connecting element 374 connects the ring gear 334 constantly with the carrier 349 ,
Da
die Planetenradsätze 330 und 340 zwei Paare
von über
die Verbindungselemente 372 und 374 miteinander
verbundenen Elementen aufweisen, können sie durch den einzigen
Hebel 30, 40 von 1 dargestellt
werden. Der Planetenradsatz 320 kann durch den Hebel 20 von 1 dargestellt
werden. Das Hohlrad 324 entspricht dem ersten Knoten A
von 1. Der Träger 329 entspricht
dem zweiten Knoten B. Das Sonnenrad 322 entspricht dem
dritten Knoten C. Das Sonnenrad 332 entspricht dem vierten Knoten
D. Die miteinander verbundenen Träger 339 und Hohlrad 344 entsprechen
dem fünften
Knoten E. Die miteinander verbundenen Hohlrad 334 und Träger 349 entsprechen
dem sechsten Knoten F. Das Sonnenrad 342 entspricht dem
siebten Knoten G.Because the planetary gear sets 330 and 340 two pairs of over the fasteners 372 and 374 Having interconnected elements, they can by the single lever 30 . 40 from 1 being represented. The planetary gear set 320 can through the lever 20 from 1 being represented. The ring gear 324 corresponds to the first node A of 1 , The carrier 329 corresponds to the second node B. The sun gear 322 corresponds to the third node C. The sun gear 332 corresponds to the fourth node D. The interconnected carriers 339 and ring gear 344 correspond to the fifth node E. The interconnected ring gear 334 and carriers 349 correspond to the sixth node F. The sun gear 342 corresponds to the seventh node G.
Ein
erster Drehmomentübertragungsmechanismus 350 ist
selektiv einrückbar,
um den Träger 329 mit
dem Träger 339 zu
verbinden. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus 352 ist
selektiv einrückbar,
um das Hohlrad 344 an dem Getriebegehäuse 360 festzulegen.
Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus 354 ist
selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad 342 an dem Getriebegehäuse 360 festzulegen.
Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus 356 ist
selektiv einrückbar,
um den Träger 329 mit
den miteinander verbundenen Hohlrad 324 und Sonnenrad 332 zu
verbinden. Ein fünfter
Drehmomentübertragungsmechanismus 358 ist
selektiv einrückbar,
um das Sonnenrad 332 und den zweiten Motor/Generator 382 an
dem Getriebegehäuse 360 festzulegen.A first torque transmitting mechanism 350 is selectively engageable to the wearer 329 with the carrier 339 connect to. A second torque transmitting mechanism 352 is selectively engageable to the ring gear 344 on the gearbox 360 set. A third torque transmitting mechanism 354 is selectively engageable to the sun gear 342 on the gearbox 360 set. A fourth torque-transmitting mechanism 356 is selectively engageable to the wearer 329 with the interconnected ring gear 324 and sun gear 332 connect to. A fifth torque-transmitting mechanism 358 is selectively engageable to the sun gear 332 and the second motor / generator 382 on the gearbox 360 set.
Die
Drehmomentübertragungsmechanismen 350, 352 und 354 sind
auf ähnliche
Weise einrückbar wie
entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52 bzw. 54 von 1,
um eine erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart,
ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis, eine
elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart
und eine elektrisch verstellbare Rückwärtsgangbetriebsart mit Eingangsverzweigung
herzustellen. Die zusätzlichen
Drehmomentübertragungsmechanismen 356 und 358 sind, wie
es oben beschrieben wurde, selektiv auf eine ähnliche Weise einrückbar wie
entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 56 und 58,
um drei zusätzliche
feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse und
ein festes Rückwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen.
Obwohl es in den spezifischen Ausführungsformen der 2 bis 8 nicht
dargestellt ist, kann ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus hinzugefügt werden,
um den ersten Motor/Generator 80 (Einheit A) an dem Getriebegehäuse festzulegen
und somit zwei zusätzliche
feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse
für eine
Summe von sechs festen Vorwärtsdrehzahlverhältnissen
herzustellen, wie es anhand des Drehmomentübertragungsmechanismus 59 von 1 beschrieben
wurde.The torque transmission mechanisms 350 . 352 and 354 are engageable in a similar manner as corresponding torque-transmitting mechanisms 50 . 52 respectively. 54 from 1 to establish first and second forward electrically variable modes, a fixed forward speed ratio, an electrical forward mode, and an input-split electrically variable reverse mode. The additional torque transmission mechanisms 356 and 358 As described above, they are selectively engageable in a manner similar to corresponding torque-transmitting mechanisms 56 and 58 to produce three additional fixed forward speed ratios and one fixed reverse speed ratio. Although it is in the specific embodiments of the 2 to 8th not shown, a sixth torque-transmitting mechanism may be added to the first motor / generator 80 (Unit A) to the transmission housing and thus establish two additional fixed forward speed ratios for a sum of six fixed forward speed ratios as determined by the torque-transmitting mechanism 59 from 1 has been described.
Vierte alternative bevorzugte
AusführungsformFourth alternative preferred
embodiment
In 5 ist
eine vierte spezifische bevorzugte Ausführungsform eines Antriebsstrangs 410 mit
einem Getriebe 414 im Schutzumfang der Erfindung veranschaulicht.
Das Getriebe 414 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise
in der Natur von Planetenradsätzen 420, 430 und 440.
Das Getriebe 414 ist in einem schematischen Diagramm anstelle einer
Hebeldiagrammform gezeigt. Der Planetenradsatz 420 wendet
ein Hohlrad 424 an, das ein Sonnenrad 422 umgibt.
Ein Träger 429 lagert
drehbar mehrere Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 424 als auch dem Sonnenrad 422 in
Eingriff stehen. Das Antriebselement 17 ist ständig mit
dem Träger 429 verbunden.
Ein erster Motor/Generator 480 ist ständig mit dem Sonnenrad 422 verbunden.In 5 is a fourth specific preferred embodiment of a powertrain 410 with a gear 414 within the scope of the invention. The gear 414 uses three differential gear sets, preferably in the nature of planetary gear sets 420 . 430 and 440 , The gear 414 is shown in a schematic diagram instead of a lever diagram form. The planetary gear set 420 applies a ring gear 424 that's a sun gear 422 surrounds. A carrier 429 rotatably supports a plurality of planet gears, which mesh with both the ring gear 424 as well as the sun wheel 422 engage. The drive element 17 is constantly with the carrier 429 connected. A first motor / generator 480 is constantly with the sun gear 422 connected.
Der
Planetenradsatz 430 umfasst ein Hohlrad 434, das
ein Sonnenrad 432 umgibt. Ein Träger 439 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Hohlrad 434 als auch dem Sonnenrad 432 in
Eingriff stehen. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit
dem Hohlrad 434 verbunden. Wie es Fachleute einsehen werden,
ist das Getriebe 414 für eine
Anwendung mit Vorderradantrieb passend, da das Abtriebselement 19 sich
an einer Stelle befindet, die für
einen Gebrauch in Querlage gut geeignet ist.The planetary gear set 430 includes a ring gear 434 that is a sun wheel 432 surrounds. A carrier 439 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 434 as well as the sun wheel 432 engage. The output element 19 is constantly with the ring gear 434 connected. As experts will understand, this is the transmission 414 suitable for a front-wheel drive application because the output member 19 is located at a location that is well suited for use in a lateral position.
Der
Planetenradsatz 440 umfasst ein Hohlrad 444, das
ein Sonnenrad 442 umgibt. Der Träger 449 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Hohlrad 444 als auch dem Sonnenrad 442 in
Eingriff stehen. Der zweite Motor/Generator 482 ist ständig mit
dem Sonnenrad 422 verbunden.The planetary gear set 440 includes a hollow wheel 444 that is a sun wheel 442 surrounds. The carrier 449 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 444 as well as the sun wheel 442 engage. The second motor / generator 482 is constantly with the sun gear 422 connected.
Ein
Verbindungselement 470 verbindet das Hohlrad 424 ständig mit
dem Sonnenrad 442. Der zweite Motor/Generator 482 ist
dadurch auch ständig mit
dem Hohlrad 424 verbunden. Das Verbindungselement 470 kann
eine Komponente oder separate Komponenten sein. Ein Verbindungselement 472 verbindet
das Hohlrad 434 ständig
mit dem Träger 449.
Ein Verbindungselement 474 verbindet das Sonnenrad 432 ständig mit
dem Sonnenrad 442. Somit sind zwei Elemente des Planetenradsatzes 430 ständig mit
den zwei Elementen des Planetenradsatzes 440 über zwei
Verbindungselemente 472 und 474 verbunden. Dementsprechend
können
die Planetenradsätze 430 und 440 in
dem durch den Verbundhebel 30, 40 von 1 gebildeten
Hebeldiagramm dargestellt werden. Der Planetenradsatz 420 kann
durch den Hebel 20 von 1 dargestellt
werden.A connecting element 470 connects the ring gear 424 constantly with the sun wheel 442 , The second motor / generator 482 is thus constantly with the ring gear 424 connected. The connecting element 470 may be a component or separate components. A connecting element 472 connects the ring gear 434 constantly with the carrier 449 , A connecting element 474 connects the sun wheel 432 constantly with the sun wheel 442 , Thus, two elements of the planetary gear set 430 constantly with the two elements of the planetary gear set 440 over two connecting elements 472 and 474 connected. Accordingly, the planetary gear sets 430 and 440 in the through the compound lever 30 . 40 from 1 lever diagram formed. The planetary gear set 420 can through the lever 20 from 1 being represented.
Das
Hohlrad 424 entspricht dem ersten Knoten A von 1.
Der Träger 429 entspricht
dem zweiten Knoten B von 1. Das Sonnenrad 422 entspricht
dem dritten Knoten C von 1. Die ständig verbundenen Sonnenräder 432 und 442 entsprechen dem
vierten Knoten D von 1. Der Träger 439 entspricht
dem fünften
Knoten E von 1. Die ständig verbundenen Hohlrad 434 und
Träger 449 entsprechen
dem sechsten Knoten F von 1. Das Hohlrad 444 entspricht
dem siebten Knoten G von 1.The ring gear 424 corresponds to the first node A of 1 , The carrier 429 corresponds to the second node B of 1 , The sun wheel 422 corresponds to the third node C of 1 , The constantly connected sun gears 432 and 442 correspond to the fourth node D of 1 , The carrier 439 corresponds to the fifth node E of 1 , The constantly connected ring gear 434 and carriers 449 correspond to the sixth node F of 1 , The ring gear 444 corresponds to the seventh node G of 1 ,
Der
erste Drehmomentübertragungsmechanismus 450 ist
selektiv einrückbar,
um den Träger 429 mit
dem Träger 439 zu
verbinden und auch das Antriebselement 17 mit dem Träger 439 zu
verbinden. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 452 ist
selektiv einrückbar,
um den Träger 439 an
dem Getriebegehäuse 460 festzulegen.
Der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 454 ist
selektiv einrückbar,
um das Hohlrad 444 an dem Getriebegehäuse 460 festzulegen.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 450, 452 und 454 sind auf ähnliche
Wei se einrückbar
wie entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52 bzw. 54 von 1,
um eine erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart,
eine elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart,
ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis und
eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung herzustellen.The first torque-transmitting mechanism 450 is selectively engageable to the wearer 429 with the carrier 439 to connect and also the drive element 17 with the carrier 439 connect to. The second torque transmitting mechanism 452 is selectively engageable to the wearer 439 on the gearbox 460 set. The third torque-transmitting mechanism 454 is selectively engageable to the ring gear 444 on the gearbox 460 set. The torque transmission mechanisms 450 . 452 and 454 are engageable in a similar way as corresponding torque-transmitting mechanisms 50 . 52 respectively. 54 from 1 to establish first and second forward electrically variable modes, forward electrical mode, fixed forward speed ratio, and input split electrical reverse mode.
[0078]
Jeder der Planetenradsätze 420, 430 und 440 weist
vorzugsweise ein Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis (NR/SR) von 1,954 auf,
obwohl im Schutzumfang der Erfindung auch andere Zähneverhältnisse
angewandt werden können.
Wenn die optionalen vierten, fünften
und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismen
angewandt werden, wie es in 1 angegeben
ist (d.h. ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie Drehmomentübertragungsmechanismus 56 von 1,
verbindet das Hohlrad 424 selektiv mit dem Träger 429; ein
fünfter
Drehmomentübertragungsmechanismus, wie
Drehmomentübertragungsmechanismus 58 von 1,
legt den zweiten Motor/Generator 482 selektiv an dem Getriebegehäuse 460 fest;
und ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie Drehmomentübertragungsmechanismus 59 von 1, legt
den ersten Motor/Generator 480 selektiv an dem Getriebegehäuse 460 fest),
werden sechs feste Vorwärtsübersetzungsverhältnisse
und ein festes Rückwärtsübersetzungsverhältnis wie
folgt erreicht. Ein erstes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von 2,954
wird durch Einrückung
des dritten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 454, 56 erreicht.
Ein zweites festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
1,954 wird durch Einrückung
des dritten und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus 454, 59 erreicht.
Ein drittes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
1,661 wird durch Einrückung des
dritten und ersten Drehmomentübertragungsmechanismus 454, 50 erreicht.
Ein viertes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
1,355 wird durch Einrückung
des ersten und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus 450, 59 erreicht.[0078] Each of the planetary gear sets 420 . 430 and 440 preferably has a ring gear / sun gear tooth ratio (NR / SR) of 1.954, although other tooth ratios may be employed within the scope of the invention. When the optional fourth, fifth and sixth torque-transmitting mechanisms are applied, as shown in FIG 1 is indicated (ie, a fourth torque-transmitting mechanism, such as torque-transmitting mechanism 56 from 1 , connects the ring gear 424 selectively with the carrier 429 ; a fifth torque-transmitting mechanism, such as torque-transmitting mechanism 58 from 1 , sets the second motor / generator 482 selectively on the transmission housing 460 firmly; and a sixth torque transmitting mechanism, such as a torque transmitting mechanism 59 from 1 , puts the first motor / generator 480 selectively on the transmission housing 460 fixed), six fixed forward speed ratios and a fixed reverse speed ratio are achieved as follows. A first fixed forward gear ratio of 2.954 is achieved by engagement of the third and fourth torque-transmitting mechanisms 454 . 56 reached. A second fixed forward gear ratio of 1.954 is achieved by engagement of the third and sixth torque-transmitting mechanisms 454 . 59 reached. A third fixed forward gear ratio of 1.661 is achieved by engagement of the third and first torque-transmitting mechanisms 454 . 50 reached. A fourth fixed forward gear ratio of 1.355 is achieved by engagement of the first and sixth torque-transmitting mechanisms 450 . 59 reached.
Ein
fünftes
festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
1,0 wird durch Einrückung
des ersten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 450, 56 erreicht.
Ein sechstes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
0,661 wird durch Einrückung des
ersten und fünften
Drehmomentübertragungsmechanismus 450, 58 erreicht.
Schließlich
wird ein festes Rückwärtsübersetzungsverhältnis von –1,954 durch
Einrückung
des zweiten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 452, 56 erreicht.A fifth fixed forward gear ratio of 1.0 is obtained by engagement of the first and fourth torque-transmitting mechanisms 450 . 56 reached. A sixth fixed forward gear ratio of 0.661 is obtained by engagement of the first and fifth torque-transmitting mechanisms 450 . 58 reached. Finally, a fixed reverse gear ratio of -1.954 is obtained by engagement of the second and fourth torque transmitting mechanisms 452 . 56 reached.
Aus 5 der
vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass das Getriebe 414 selektiv
Leistung von der Maschine 12 empfängt. Das Hybridgetriebe 414 empfängt auch
Leistung von einer elektrischen Leistungsquelle 486, die
mit einem Controller oder einer ECU 488 verbunden ist,
oder überträgt Leistung
an diese. Die elektrische Leistungsquelle 486 ist mit dem
Motor/Generator 480, 482 über den Controller 488 verbunden.
Die elektrische Leistungsquelle 486 kann eine oder mehrere
Batterien sein. Andere elektrische Leistungsquellen, wie Brennstoffzellen,
haben die Fähigkeit,
elektrische Leistung bereitzustellen oder zu speichern und abzugeben,
und können
anstelle von Batterien verwendet werden, ohne die Konzepte der vorliegenden
Erfindung zu verändern.Out 5 The above description will clearly show that the transmission 414 selectively power from the machine 12 receives. The hybrid transmission 414 also receives power from an electrical power source 486 that with a controller or an ECU 488 connected or transfers power to them. The electric power source 486 is with the motor / generator 480 . 482 over the controller 488 connected. The electric power source 486 can be one or more batteries. Other electrical power sources, such as fuel cells, have the ability to provide or store and deliver electrical power, and may be used in lieu of batteries without altering the concepts of the present invention.
Fünfte alternative bevorzugte
AusführungsformFifth alternative preferred
embodiment
In 6 ist
eine fünfte
spezifische bevorzugte Ausführungsform
eines Antriebsstrangs 510 eines Getriebes 514 im
Schutzumfang der Erfindung veranschaulicht. Das Getriebe 514 benutzt
drei Differenzialzahnradsätze,
vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 520, 530 und 540.
Das Getriebe 514 ist statt in Hebeldiagrammform in schematischer Form
veranschaulicht. Der Planetenradsatz 520 wendet ein Hohlrad 524 an,
das das Sonnenrad 522 umgibt. Ein Träger 529 lagert drehbar
einen ersten Satz von Planetenrädern 527 und
einen zweiten Satz von Planetenrädern 528.
Der erste Satz von Planetenrädern 527 steht
kämmend
mit dem Sonnenrad 522 und dem zweiten Satz von Planetenrädern 528 in Eingriff.
Der zweite Satz von Planetenrädern 528 steht
kämmend
mit dem ersten Satz von Planetenrädern 527 und mit dem
Hohlrad 524 in Eingriff. Das Antriebselement 17 ist
ständig
mit dem Hohlrad 524 verbunden. Ein erster Motor/Generator 580 ist
ständig
mit dem Sonnenrad 522 verbunden.In 6 is a fifth specific preferred embodiment of a powertrain 510 a gearbox 514 within the scope of the invention. The gear 514 uses three differential gear sets, preferably in the nature of planetary gear sets 520 . 530 and 540 , The gear 514 is illustrated in schematic form rather than in lever diagram form. The planetary gear set 520 applies a ring gear 524 that's the sun gear 522 surrounds. A carrier 529 rotatably supports a first set of planetary gears 527 and a second set of planet wheels 528 , The first set of planet wheels 527 is combing with the sun gear 522 and the second set of planet gears 528 engaged. The second set of planet wheels 528 is combing with the first set of planetary gears 527 and with the ring gear 524 engaged. The drive element 17 is constantly with the ring gear 524 connected. A first motor / generator 580 is constantly with the sun gear 522 connected.
Der
zweite Planetenradsatz 530 weist ein Hohlrad 534 auf,
das das Sonnenrad 532 umgibt. Ein Träger 539 lagert drehbar
mehrere Planetenräder, die
kämmend
mit sowohl dem Sonnenrad 532 als auch dem Hohlrad 534 in
Eingriff stehen. Das Abtriebselement 19 ist ständig an
dem Hohlrad 534 befestigt. Wie es Fachleute einsehen werden,
ist das Getriebe 514 für
eine Anwendung mit Vorderradantrieb passend, da sich das Abtriebselement 19 an
einer Stelle befindet, die für
einen Gebrauch in Querlage gut geeignet ist.The second planetary gear set 530 has a ring gear 534 on, the sun wheel 532 surrounds. A carrier 539 rotatably supports a plurality of planet gears that mesh with both the sun gear 532 as well as the ring gear 534 engage. The output element 19 is constantly on the ring gear 534 attached. As experts will understand, this is the transmission 514 suitable for an application with front-wheel drive, since the output element 19 located at a location that is well suited for use in a transverse position.
Der
Planetenradsatz 540 umfasst ein Hohlrad 544, das
ein Sonnenrad 542 umgibt. Ein Träger 549 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Sonnenrad 542 als auch dem Hohlrad 544 in
Eingriff stehen. Der zweite Motor/Generator 582 ist ständig mit
dem Sonnenrad 542 verbunden.The planetary gear set 540 includes a ring gear 544 that is a sun wheel 542 surrounds. A carrier 549 includes several planet gears that mesh with both the sun gear 542 as well as the ring gear 544 engage. The second motor / generator 582 is constantly with the sun gear 542 connected.
Ein
erstes Verbindungselement 570 verbindet den Träger 529 ständig mit
dem Sonnenrad 542. Das Verbindungselement 570 kann
eine Komponente oder separate Komponenten sein und verbindet auch
den zweiten Motor/Generator 582 ständig mit dem Träger 529.
Ein zweites Verbindungselement 572 verbindet das Hohlrad 534 ständig mit
dem Träger 549.
Ein Verbindungselement 574 verbindet das Sonnenrad 532 ständig mit
dem Sonnenrad 542.A first connection element 570 connects the carrier 529 constantly with the sun wheel 542 , The connecting element 570 may be one component or separate components and also connects the second motor / generator 582 constantly with the carrier 529 , A second connecting element 572 connects the ring gear 534 constantly with the carrier 549 , A connecting element 574 connects the sun wheel 532 constantly with the sun wheel 542 ,
Der
Träger 529 entspricht
dem ersten Knoten A von 1. Das Hohlrad 524 entspricht
dem zweiten Knoten B. Das Sonnenrad 522 entspricht dem
dritten Knoten C. Die miteinander verbundenen Sonnenräder 532 und 542 entsprechen
dem vierten Knoten D. Der Träger 539 entspricht
dem fünften Knoten
E. Die miteinander verbundenen Hohlrad 534 und Träger 549 entsprechen
dem sechsten Knoten F. Das Hohlrad 544 entspricht dem siebten
Knoten G. Da die Planetenradsätze 530 und 540 zwei
Paare von über
die Verbindungselemente 572 und 574 miteinander
verbundenen Elementen aufweisen, können sie durch den zweiten
Hebel 30, 40 von 1 dargestellt
werden. Der Planetenradsatz 520 wird durch den ersten Hebel 20 von 1 dargestellt.The carrier 529 corresponds to the first node A of 1 , The ring gear 524 corresponds to the second node B. The sun gear 522 corresponds to the third node C. The interconnected sun gears 532 and 542 correspond to the fourth node D. The carrier 539 corresponds to the fifth node E. The interconnected ring gear 534 and carriers 549 correspond to the sixth node F. The ring gear 544 corresponds to the seventh node G. Since the planetary gear sets 530 and 540 two pairs of over the fasteners 572 and 574 Having interconnected elements, they can through the second lever 30 . 40 from 1 being represented. The planetary gear set 520 gets through the first lever 20 from 1 shown.
Der
Drehmomentübertragungsmechanismus 550 ist
selektiv einrückbar,
um das Hohlrad 524 mit dem Träger 539 zu verbinden.
Der Träger 539 is dadurch
auch ständig
mit dem Antriebselement 17 verbunden. Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 552 ist
selektiv einrückbar,
um den Träger 539 an
dem Getriebegehäuse 560 festzulegen.
Der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 554 ist
selektiv einrückbar,
um das Hohlrad 544 an dem Getriebegehäuse 560 festzulegen.
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 550, 552 und 554 sind
auf ähnliche
Weise einrückbar,
wie entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52 bzw. 54 von 1,
um eine erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart,
ein festes Vorwärtsdrehzahlverhältnis, eine
elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart
und eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart mit Eingangsverzweigung
herzustellen.The torque transmission mechanism 550 is selectively engageable to the ring gear 524 with the carrier 539 connect to. The carrier 539 is thus also constantly with the drive element 17 connected. The second torque transmitting mechanism 552 is selectively engageable to the wearer 539 on the gearbox 560 set. The third torque-transmitting mechanism 554 is selectively engageable to the ring gear 544 on the gearbox 560 set. The torque transmission mechanisms 550 . 552 and 554 are engageable in a similar manner to corresponding torque-transmitting mechanisms 50 . 52 respectively. 54 from 1 to establish first and second forward electrically variable modes, a fixed forward speed ratio, an electrical forward mode, and an input split electrical reverse mode.
Aus 6A und der vorstehenden Beschreibung ist
ersichtlich, dass das Getriebe 514 selektiv Leistung von
der Maschine 12 empfängt.
Das Hybridgetriebe 514 empfängt auch Leistung von einer elektrischen
Leistungsquelle 586, die mit einem Controller oder einer
ECE 588 verbunden ist.Out 6A and from the foregoing description it can be seen that the transmission 514 selectively power from the machine 12 receives. The hybrid transmission 514 also receives power from an electrical power source 586 that with a controller or ECE 588 connected is.
Die
elektrische Leistungsquelle 586 kann eine oder mehrere
Batterien sein. Es können
auch andere elektrische Leistungsquellen, wie Brennstoffzellen,
verwendet werden. Die Batterie 586 und der Controller 588 sind
mit dem ersten und zweiten Motor/Generator 580, 582 verbunden,
um den Motoren/Generatoren 580, 582 Leistung zuzuführen oder von
diesen Leistung zu empfangen.The electric power source 586 can be one or more batteries. Other electrical power sources, such as fuel cells, may also be used. The battery 586 and the controller 588 are with the first and second motor / generator 580 . 582 connected to the motor / generators 580 . 582 Supply power or receive power from it.
Sechste alternative bevorzugte
AusführungsformSixth alternative preferred
embodiment
In 7 ist
eine sechste spezifische bevorzugte Ausführungsform eines Antriebsstrangs 610 mit
einem Getriebe 614 im Schutzumfang der Erfindung veranschaulicht.
Das Getriebe 614 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise
in der Natur von Planetenradsätzen 620, 630 und 640.
Der Planetenradsatz 620 wendet ein Hohlrad 624 an,
das ein Sonnenrad 622 umgibt. Ein Träger 629 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 624 als auch dem Sonnenrad 622 in
Eingriff stehen. Das Antriebselement 17 ist ständig mit
dem Träger 629 verbunden,
und ein erster Motor/Generator 680 ist ständig mit
dem Sonnenrad 622 verbunden.In 7 is a sixth specific preferred embodiment of a powertrain 610 with a gear 614 within the scope of the invention. The gear 614 uses three differential gear sets, preferably in the nature of planetary gear sets 620 . 630 and 640 , The planetary gear set 620 applies a ring gear 624 that's a sun gear 622 surrounds. A carrier 629 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 624 as well as the sun wheel 622 engage. The drive element 17 is constantly with the carrier 629 connected, and a first motor / generator 680 is constantly with the sun gear 622 verbun the.
Der
Planetenradsatz 630 weist ein Hohlrad 634 auf,
das das Sonnenrad 632 umgibt. Ein Träger 639 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Hohlrad 634 als auch dem Sonnenrad 632 in
Eingriff stehen. Ein zweiter Motor/Generator 682 ist ständig mit
dem Sonnenrad 632 verbunden.The planetary gear set 630 has a ring gear 634 on, the sun wheel 632 surrounds. A carrier 639 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 634 as well as the sun wheel 632 engage. A second motor / generator 682 is constantly with the sun gear 632 connected.
Der
Planetenradsatz 640 weist auch ein Hohlrad 644 auf,
das ein Sonnenrad 642 umgibt. Ein Träger 649 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend
mit sowohl dem Hohlrad 644 als auch dem Sonnenrad 642 in Eingriff
stehen. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit dem Träger 649 verbunden.The planetary gear set 640 also has a ring gear 644 on, that is a sun wheel 642 surrounds. A carrier 649 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 644 as well as the sun wheel 642 engage. The output element 19 is constantly with the carrier 649 connected.
Ein
Verbindungselement 670 verbindet das Hohlrad 624 ständig mit
dem zweiten Motor/Generator 682, wodurch das Hohlrad 624 ständig mit
dem Sonnenrad 632 verbunden ist, da das Sonnenrad 632 auch
ständig
mit dem zweiten Motor/Generator 682 verbunden ist. Ein
zweites Verbindungselement 672 verbindet das Hohlrad 634 ständig mit
dem Träger 649.
Ein drittes Verbindungselement 674 verbindet den Träger 639 ständig mit
dem Hohlrad 644.A connecting element 670 connects the ring gear 624 constantly with the second motor / generator 682 , whereby the ring gear 624 constantly with the sun wheel 632 is connected because the sun gear 632 also constantly with the second motor / generator 682 connected is. A second connecting element 672 connects the ring gear 634 constantly with the carrier 649 , A third connecting element 674 connects the carrier 639 constantly with the ring gear 644 ,
Obwohl
das Getriebe 614 in 7 in schematischer
Form dargestellt ist, werden Fachleute erkennen, dass der Planetenradsatz 620 durch
den Hebel 20 von 1 dargestellt
werden kann. Das Hohlrad 624 entspricht dem ersten Knoten
A von 1. Der Träger 629 entspricht
dem zweiten Knoten B, und das Sonnenrad 622 entspricht
dem dritten Knoten C. Da die Planetenradsätze 630 und 640 zwei Paare
von über
die Verbindungselemente 672 und 674 miteinander
verbundenen Elementen aufweisen, können sie durch den zusammengesetzten
Hebel 30, 40 von 1 dargestellt
werden. Das Sonnenrad 632 entspricht dem vierten Knoten
D. Die miteinander verbundenen Träger 639 und Hohlrad 644 entsprechen
dem fünften
Knoten E. Die miteinander verbundenen Hohlrad 634 und Träger 649 entsprechen dem
sechsten Knoten F. Das Sonnenrad 642 entspricht dem siebten
Knoten G.Although the transmission 614 in 7 Shown in schematic form, those skilled in the art will recognize that the planetary gear set 620 through the lever 20 from 1 can be represented. The ring gear 624 corresponds to the first node A of 1 , The carrier 629 corresponds to the second node B, and the sun gear 622 corresponds to the third node C. Since the planetary gear sets 630 and 640 two pairs of over the fasteners 672 and 674 Having interconnected elements, they can through the composite lever 30 . 40 from 1 being represented. The sun wheel 632 corresponds to the fourth node D. The interconnected carriers 639 and ring gear 644 correspond to the fifth node E. The interconnected ring gear 634 and carriers 649 correspond to the sixth node F. The sun gear 642 corresponds to the seventh node G.
Der
erste Drehmomentübertragungsmechanismus 650 verbindet
den Träger 629 selektiv
mit dem Träger 639.
Der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 652 legt
den Träger 639 und
das verbundene Hohlrad 644 selektiv an dem Getriebegehäuse 660 fest.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 654 legt
das Sonnenrad 642 selektiv an dem Getrie begehäuse 660 fest.
Der vierte Drehmomentübertragungsmechanismus 656 verbindet
den Träger 629 selektiv
mit dem ersten Motor/Generator 680 und dadurch mit dem
Sonnenrad 622, das ständig
mit dem ersten Motor/Generator 680 verbunden ist. Der fünfte Drehmomentübertragungsmechanismus 658 legt
das Sonnenrad 632 selektiv an dem Getriebegehäuse 660 fest,
wodurch auch der zweite Motor/Generator 682 und das Hohlrad 624 festgelegt werden.The first torque-transmitting mechanism 650 connects the carrier 629 selectively with the carrier 639 , The second torque transmitting mechanism 652 puts the carrier 639 and the connected ring gear 644 selectively on the transmission housing 660 firmly. The torque transmission mechanism 654 puts the sun gear 642 selectively on the gearbox begehäuse 660 firmly. The fourth torque-transmitting mechanism 656 connects the carrier 629 selectively with the first motor / generator 680 and thereby with the sun wheel 622 that constantly with the first motor / generator 680 connected is. The fifth torque-transmitting mechanism 658 puts the sun gear 632 selectively on the transmission housing 660 fixed, which also makes the second motor / generator 682 and the ring gear 624 be determined.
Die
Drehmomentübertragungsmechanismen 650, 652, 654, 656 und 658 sind
auf ähnliche
Weise einrückbar
wie entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52, 54, 56 bzw. 58 von 1,
um eine erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart,
vier feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse,
eine elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart,
eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart mit
Eingangsverzweigung und ein festes Rückwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen.The torque transmission mechanisms 650 . 652 . 654 . 656 and 658 are engageable in a similar manner as corresponding torque-transmitting mechanisms 50 . 52 . 54 . 56 respectively. 58 from 1 to establish first and second forward electrically-variable modes, four forward-forward speed ratios, a forward-drive electric mode, an input-reverse electrically-variable reverse mode, and a fixed reverse-speed ratio.
Jeder
der Planetenradsätze 620 und 640 weist
vorzugsweise ein Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis (NR/SR) von 1,954 auf,
und der Planetenradsatz 630 weist vorzugsweise ein Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis (NR/SR)
von 2,333 auf, obwohl im Schutzumfang der Erfindung auch andere
Zähneverhältnisse
angewandt werden können.
Wenn die optionalen vierten, fünften
und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismen
angewandt werden, wie es in 1 angegeben
ist (d.h. ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus,
wie Drehmomentübertragungsmechanismus 56 von 1,
verbindet das Hohlrad 624 selektiv mit dem Träger 629; ein
fünfter
Drehmomentübertragungsmechanismus, wie
Drehmomentübertragungsmechanismus 58 von 1,
verbindet den zweiten Motor/Generator 682 selektiv mit
dem Getriebegehäuse 660;
und ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus, wie
Drehmomentübertragungsmechanismus 59 von 1,
verbindet den ersten Motor/Ge nerator 680 selektiv mit dem
Getriebegehäuse 660),
werden sechs feste Vorwärtsübersetzungsverhältnisse
und ein festes Rückwärtsübersetzungsverhältnis wie
folgt erreicht. Ein erstes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
2,71 wird durch Einrückung
des dritten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 654, 56 erreicht.
Ein zweites festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
1,79 wird durch Einrückung
des dritten und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus 654, 59 erreicht.
Ein drittes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
1,51 wird durch Einrückung
des dritten und ersten Drehmomentübertragungsmechanismus 654, 50 erreicht.
Ein viertes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
1,28 wird durch Einrückung
des ersten und sechsten Drehmomentübertragungsmechanismus 650, 59 erreicht.
Ein fünftes
festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von 1,0
wird durch Einrückung
des ersten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 650, 56 erreicht.
Ein sechstes festes Vorwärtsübersetzungsverhältnis von
0,70 wird durch Einrückung
des ersten und fünften
Drehmomentübertragungsmechanismus 650, 58 erreicht.
Schließlich
wird ein festes Rückwärtsübersetzungsverhältnis von –2,33 durch
Einrückung
des zweiten und vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 652, 56 erreicht.Each of the planetary gear sets 620 and 640 preferably has a ring gear / sun gear tooth ratio (NR / SR) of 1.954, and the planetary gear set 630 preferably has a ring gear / sun gear tooth ratio (NR / SR) of 2.333, although other tooth ratios may be used within the scope of the invention. When the optional fourth, fifth and sixth torque-transmitting mechanisms are applied, as shown in FIG 1 is indicated (ie, a fourth torque-transmitting mechanism, such as torque-transmitting mechanism 56 from 1 , connects the ring gear 624 selectively with the carrier 629 ; a fifth torque-transmitting mechanism, such as torque-transmitting mechanism 58 from 1 , connects the second motor / generator 682 selectively with the gearbox 660 ; and a sixth torque transmitting mechanism, such as a torque transmitting mechanism 59 from 1 , connects the first motor / generator 680 selectively with the gearbox 660 ), six fixed forward speed ratios and a fixed reverse speed ratio are achieved as follows. A first fixed forward gear ratio of 2.71 is achieved by engagement of the third and fourth torque-transmitting mechanisms 654 . 56 reached. A second fixed forward ratio of 1.79 is achieved by engagement of the third and sixth torque-transmitting mechanisms 654 . 59 reached. A third fixed forward speed ratio of 1.51 is achieved by engagement of the third and first torque-transmitting mechanisms 654 . 50 reached. A fourth fixed forward gear ratio of 1.28 is achieved by engagement of the first and sixth torque-transmitting mechanisms 650 . 59 reached. A fifth fixed forward gear ratio of 1.0 is obtained by engagement of the first and fourth torque-transmitting mechanisms 650 . 56 reached. A sixth fixed forward speed ratio of 0.70 is achieved by engagement of the first and fifth torque-transmitting mechanisms 650 . 58 reached. Finally, a fixed backward gear ratio of -2.33 is established by engagement of the second and fourth torque transmissions transmitting mechanism 652 . 56 reached.
Aus 7 und
der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass das Getriebe 614 selektiv Leistung
von der Maschine 12 empfängt. Das Hybridgetriebe 614 empfängt auch
Leistung von einer elektrischen Leistungsquelle 686, die
mit einem Controller oder einer ECU 688 verbunden ist 688.
Die elektrische Leistungsquelle 686 kann eine oder mehrere
Batterien sein oder kann Brennstoffzellen oder andere elektrische
Leistungsquellen sein, die die Fähigkeit
haben, elektrische Leistung bereitzustellen oder zu speichern und
abzugeben, ohne die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu verändern. Die
Batterie 686 und der Controller 688 sind mit dem
ersten und zweiten Motor/Generator 680 und 682 verbunden,
um Leistung auf die Motoren/Generatoren 680, 682 zu übertragen
oder von diesen Leistung zu empfangen. Die Anordnung des Getriebes 614 von 7 ist
für eine
Hinterradantriebsanwendung und Längseinbau
geeignet.Out 7 and from the foregoing description it can be seen that the transmission 614 selectively power from the machine 12 receives. The hybrid transmission 614 also receives power from an electrical power source 686 that with a controller or an ECU 688 connected is 688 , The electric power source 686 may be one or more batteries or may be fuel cells or other electrical power sources that have the ability to provide or store and deliver electrical power without altering the concepts of the present invention. The battery 686 and the controller 688 are with the first and second motor / generator 680 and 682 connected to power on the motors / generators 680 . 682 to transmit or receive from this service. The arrangement of the gearbox 614 from 7 is suitable for rear-wheel drive application and longitudinal installation.
Siebte bevorzugte alternative
AusführungsformSeventh preferred alternative
embodiment
In 8 ist
eine siebte spezifische bevorzugte Ausführungsform eines Antriebsstrangs 710 mit
einem Getriebe 714 im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht. Das Getriebe 714 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise
in der Natur von Planetenradsätzen 720, 730 und 740. Der
Planetenradsatz 720 wendet ein Hohlrad 724 an, das
das Sonnenrad 722 umgibt. Ein Träger 729 umfasst einen
ersten und einen zweiten Satz von Planetenrädern 727 bzw. 728.
Der erste Satz von Planetenrädern 727 steht
kämmend
mit dem Sonnenrad 722 und mit dem zweiten Satz von Planetenrädern 728 in
Eingriff. Der zweite Satz von Planetenrädern 728 steht kämmend mit
dem ersten Satz von Planetenrädern 727 und
dem Hohlrad 724 in Eingriff. Das Antriebselement 17 ist
ständig
mit dem Hohlrad 724 verbunden. Der erste Motor/Generator 780 ist
ständig
mit dem Sonnenrad 722 verbunden.In 8th is a seventh specific preferred embodiment of a powertrain 710 with a gear 714 within the scope of the present invention. The gear 714 uses three differential gear sets, preferably in the nature of planetary gear sets 720 . 730 and 740 , The planetary gear set 720 applies a ring gear 724 that's the sun gear 722 surrounds. A carrier 729 includes a first and a second set of planetary gears 727 respectively. 728 , The first set of planet wheels 727 is combing with the sun gear 722 and with the second set of planet wheels 728 engaged. The second set of planet wheels 728 is combing with the first set of planetary gears 727 and the ring gear 724 engaged. The drive element 17 is constantly with the ring gear 724 connected. The first motor / generator 780 is constantly with the sun gear 722 connected.
Der
Planetenradsatz 730 weist ein Hohlrad 734 auf,
das das Sonnenrad 732 umgibt. Ein Träger 739 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Hohlrad 734 als auch dem Sonnenrad 732 in
Eingriff stehen. Der zweite Motor/Generator 782 ist ständig mit
dem Sonnenrad 732 verbunden.The planetary gear set 730 has a ring gear 734 on, the sun wheel 732 surrounds. A carrier 739 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 734 as well as the sun wheel 732 engage. The second motor / generator 782 is constantly with the sun gear 732 connected.
Der
Planetenradsatz 740 weist ein Hohlrad 744 auf,
das das Sonnenrad 742 umgibt. Ein Träger 749 umfasst mehrere
Planetenräder,
die kämmend mit
sowohl dem Hohlrad 744 als auch dem Sonnenrad 742 in
Ein griff stehen. Das Abtriebselement 19 ist ständig mit
dem Träger 749 verbunden.The planetary gear set 740 has a ring gear 744 on, the sun wheel 742 surrounds. A carrier 749 includes multiple planet gears that mesh with both the ring gear 744 as well as the sun wheel 742 to get in touch. The output element 19 is constantly with the carrier 749 connected.
Ein
Verbindungselement 770 verbindet den Träger 729 ständig mit
dem zweiten Motor/Generator 782 und deshalb mit dem Sonnenrad 732,
das auch ständig
mit dem zweiten Motor/Generator 782 verbunden ist. Ein
Träger 772 verbindet
das Hohlrad 734 ständig
mit dem Träger 749 und
dadurch mit dem Abtriebselement 19. Ein Verbindungselement 774 verbindet
den Träger 739 ständig mit
dem Hohlrad 744.A connecting element 770 connects the carrier 729 constantly with the second motor / generator 782 and therefore with the sun wheel 732 that also constantly with the second motor / generator 782 connected is. A carrier 772 connects the ring gear 734 constantly with the carrier 749 and thereby with the output element 19 , A connecting element 774 connects the carrier 739 constantly with the ring gear 744 ,
Obwohl
das Getriebe 714 von 8 in schematischer
Form dargestellt ist, werden Fachleute leicht erkennen, dass der
Planetenradsatz 720 durch den ersten Hebel 20 von 1 dargestellt
wird und die zusammengesetzten Planetenradsätze 730 und 740 durch
das zweite Hebeldiagramm 30, 40 von 1 dargestellt
sind. Der Träger 729 entspricht dem
ersten Knoten A von 1. Das Hohlrad 724 entspricht
dem zweiten Knoten B. Das Sonnenrad 722 entspricht dem
dritten Knoten C. Das Sonnenrad 732 entspricht dem vierten
Knoten D. Die miteinander verbundenen Träger 739 und Hohlrad 744 entsprechen
dem fünften
Knoten E. Die miteinander verbundenen Hohlrad 734 und Träger 749 entsprechen dem
sechsten Knoten F. Das Sonnenrad 742 entspricht dem siebten
Knoten G.Although the transmission 714 from 8th In schematic form, those skilled in the art will readily recognize that the planetary gear set 720 through the first lever 20 from 1 is shown and the compound planetary gear sets 730 and 740 through the second lever diagram 30 . 40 from 1 are shown. The carrier 729 corresponds to the first node A of 1 , The ring gear 724 corresponds to the second node B. The sun gear 722 corresponds to the third node C. The sun gear 732 corresponds to the fourth node D. The interconnected carriers 739 and ring gear 744 correspond to the fifth node E. The interconnected ring gear 734 and carriers 749 correspond to the sixth node F. The sun gear 742 corresponds to the seventh node G.
Ein
erster Drehmomentübertragungsmechanismus 750 verbindet
das Hohlrad 724 selektiv mit dem Träger 739. Ein zweiter
Drehmomentübertragungsmechanismus 752 legt
den Träger 739 und
das Hohlrad 744 selektiv an dem Getriebegehäuse 760 fest.
Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus 754 legt
das Sonnenrad 742 selektiv an dem Getriebegehäuse 760 fest.
Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus 756 verbindet
das Hohlrad 724 selektiv mit dem Träger 729 und mit dem
zweiten Motor/Generator 782 und dadurch mit dem Sonnenrad 732, das
ständig
mit dem zweiten Motor/Generator 782 verbunden ist. Ein
fünfter
Drehmomentübertragungsmechanismus 758 verbindet
das Sonnenrad 732 selektiv mit dem Getriebegehäuse 760,
wodurch auch der zweite Motor/Generator 782 und der Träger 729 festgelegt
sind. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 750, 752, 754, 756 und 758 sind
auf ähnliche
Weise einrückbar
wie entsprechende Drehmomentübertragungsmechanismen 50, 52, 54, 56 bzw. 58 von 1,
um eine erste und zweite elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsart,
vier feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse,
eine elektrische Vorwärtsfahrbetriebsart,
eine elektrisch verstellbare Rückwärtsbetriebsart
mit Eingangsverzweigung und ein festes Rückwärtsdrehzahlverhältnis herzustellen. Wenn
dem Getriebe 714 von 8 ein sechster Drehmomentübertragungsmechanismus
hinzugefügt werden
würde,
um den ersten Motor/Generator 780 an dem Getriebegehäuse 760 festzulegen,
würden zwei
zusätzliche
feste Vorwärtsdrehzahlverhältnisse für eine Summe
von sechs festen Vorwärtsdrehzahlverhältnissen
erreicht.A first torque transmitting mechanism 750 connects the ring gear 724 selectively with the carrier 739 , A second torque transmitting mechanism 752 puts the carrier 739 and the ring gear 744 selectively on the transmission housing 760 firmly. A third torque transmitting mechanism 754 puts the sun gear 742 selectively on the transmission housing 760 firmly. A fourth torque-transmitting mechanism 756 connects the ring gear 724 selectively with the carrier 729 and with the second motor / generator 782 and thereby with the sun wheel 732 that constantly with the second motor / generator 782 connected is. A fifth torque-transmitting mechanism 758 connects the sun wheel 732 selectively with the gearbox 760 which also makes the second motor / generator 782 and the carrier 729 are fixed. The torque transmission mechanisms 750 . 752 . 754 . 756 and 758 are engageable in a similar manner as corresponding torque-transmitting mechanisms 50 . 52 . 54 . 56 respectively. 58 from 1 to establish first and second forward electrically-variable modes, four forward-forward speed ratios, a forward-drive electric mode, an input-reverse electrically-variable reverse mode, and a fixed reverse-speed ratio. If the gearbox 714 from 8th a sixth torque-transmitting mechanism would be added to the first motor / generator 780 on the gearbox 760 determine two additional fixed forward speed ratios for a sum of six fixed forward speed ratios.
Aus 8 und
der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass das Getriebe 714 selektiv Leistung
von der Maschine 12 empfängt. Das Hybridgetriebe 714 empfängt auch
Leistung von einer elektrischen Leistungsquelle 786, die
mit einem Controller oder einer ECU 788 verbunden ist.
Die elektrische Leistungsquelle 786 kann eine oder mehrere Batterien
sein oder kann Brennstoffzellen oder andere elektrische Leistungsquellen
sein, die die Fähigkeit
haben, elektrische Leistung bereitzustellen oder zu speichern und
abzugeben, ohne die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu verändern. Die
Batterie 786 und der Controller 788 sind mit dem
ersten und zweiten Motor/Generator 780 und 782 verbunden, um
Leistung an die Motoren/Generatoren 780, 782 zu übertragen
oder von diesen Leistung zu empfangen. Die Anordnung des Getriebes 714 von 8 ist für eine Hinterradantriebsanwendung
und Längseinbau
geeignet.Out 8th and from the foregoing description it can be seen that the transmission 714 selectively Power from the machine 12 receives. The hybrid transmission 714 also receives power from an electrical power source 786 that with a controller or an ECU 788 connected is. The electric power source 786 may be one or more batteries or may be fuel cells or other electrical power sources that have the ability to provide or store and deliver electrical power without altering the concepts of the present invention. The battery 786 and the controller 788 are with the first and second motor / generator 780 and 782 connected to power to the motors / generators 780 . 782 to transmit or receive from this service. The arrangement of the gearbox 714 from 8th is suitable for rear-wheel drive application and longitudinal installation.
Obgleich
die besten Arten zur Ausführung der
Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft,
verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen
Ausführung
der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.Although
the best ways to carry out the
Invention in detail
those skilled in the art to which this invention pertains,
various alternative constructions and practical embodiments
execution
of the invention within the scope of the appended claims.