DE102007032773B4 - Getriebevorrichtung mit auswählbaren Motorverbindungen - Google Patents

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Abstract

Drehmomentübertragungsvorrichtung , umfassend:einen Planetenradsatz, der drei koaxiale Elemente aufweist, die einen Planetenträger (30) mit Planetenrädern (28) umfassen, die mit einem Sonnenrad (24) und einem Hohlrad (16) in einer einzigen Ebene kämmen, wobei der Planetenradsatz mehrere Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten aufweist;wobei der erste Eingangsknoten funktional mit einer Antriebswelle (14) eines Getriebes (10) verbunden ist, die mit einem Verbrennungsmotor (12) funktional verbunden ist;der zweite Eingangsknoten funktional mit einer ersten Elektromaschine (50) verbunden ist;mehrere Eingangsknoten selektiv funktional mit einer zweiten Elektromaschine (70) verbindbar sind; undwobei der Ausgangsknoten funktional mit einer Abtriebswelle (40) des Getriebes (10) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet , dassdie zweite Elektromaschine (70) selektiv funktional durch selektive Betätigung einer zweiten Kupplung (84) mit der Antriebswelle (14) oder durch selektive Betätigung einer ersten Kupplung (82) mit der Abtriebswelle (40) unter Umgehung eines Kraftflusses durch den Planetenradsatz verbindbar ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung betrifft eine Drehmomenterzeugungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Antriebsstrangsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3, wie es beispielsweise aus der US 2006 / 0 111 213 A1 bekannt geworden ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Antriebsstrangsysteme, die mehrere Drehmomenterzeugungsvorrichtungen umfassen, die an einer Getriebevorrichtung angebracht sind, sind zur Verwendung als Fahrzeugantriebssysteme vorgeschlagen worden. Die Drehmomenterzeugungsvorrichtungen umfassen typischerweise Verbrennungsmotoren und Elektromaschinen, die unter Verwendung von Speichervorrichtungen für elektrische Energie, z.B. Hochspannungsbatterien, mit Leistung beaufschlagt werden. Drehmomentausgänge der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen werden in der Getriebevorrichtung kombiniert, um einem Endantrieb des Fahrzeugs Antriebsdrehmoment zuzuführen.
  • Ein typisches elektrisch verstellbares Getriebe (EVT) verzweigt mechanische Leistung mittels einer Differentialzahnradanordnung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle in einen mechanischen Leistungsweg und einen elektrischen Leistungsweg. Der mechanische Leistungsweg kann Kupplungen und zusätzliche Zahnräder umfassen. Der elektrische Leistungsweg kann zwei elektrische Leistungseinheiten anwenden, von denen jede als Motor oder als Generator arbeiten kann. Das EVT kann in einem Antriebssystem für ein Hybridelektrofahrzeug unter Verwendung einer Speichervorrichtung für elektrische Energie eingebaut sein. Ein typisches Hybridantriebssystem verwendet Speichervorrichtungen für elektrische Energie und einen Verbrennungsmotor als Leistungsquellen. Die Batterien sind mit den elektrischen Antriebseinheiten durch ein elektronisches Steuersystem verbunden, das elektrische Leistung wie erforderlich verteilt. Das Steuersystem weist auch Verbindungen mit dem Verbrennungsmotor und dem Fahrzeug auf, um Betriebseigenschaften oder einen Betriebsbefehl zu bestimmen, so dass die elektrischen Leistungseinheiten richtig entweder als Motor oder als Generator betrieben werden. Wenn sie als Generator betrieben wird, nimmt die elektrische Leistungseinheit Energie von entweder dem Fahrzeug oder dem Verbrennungsmotor an und speichert Energie in der Batterie, oder liefert diese Energie, um eine andere elektrische Vorrichtung oder eine andere elektrische Leistungseinheit an dem Fahrzeug oder an dem Getriebe zu betreiben.
  • Ein Vorteil, ein elektrisch verstellbares Getriebe zu besitzen, das mehr als einen Betriebsmodus enthält, ist, dass jeder Betriebsmodus allgemein zumindest einen mechanischen Punkt umfassen wird, bei dem eine der elektrischen Leistungseinheiten feststeht, wodurch der elektrische Leistungseingang verringert wird und ein rein mechanischer Leistungsflussweg bereitgestellt wird, der natürlich effizienter als ein rein elektrischer Leistungsflussweg ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Energiewirkungsgrad eines Hybridgetriebes zu verbessern, um effektiv Drehmoment von mehreren Drehmomenterzeugungsvorrichtungen zu einem Ausgang des Getriebes zu übertragen und somit Bewegungsdrehmoment für ein Fahrzeug bereitzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Antriebsstrangsystem gemäß Anspruch 3 gelöst.
  • Eine Form eines Antriebsstrangsystems, die sich mit dem Vorstehenden befasst, umfasst ein System, das ein Getriebe mit einer Zahnradanordnung aufweist, die aus einem oder mehreren Sonnenrädern, einem oder mehreren Sätzen von Planetenrädern, die in einem Planetenträger drehbar montiert sind, und einem oder mehreren umgebenden Hohlräder besteht. Ein Planetenträger kann mit kämmenden Planetenrädern ausgestattet sein, die mit Zahnrädern in unterschiedlichen Ebenen kämmen, und kann ein oder zwei Sonnenräder und ein oder zwei Hohlräder umfassen. Diese oder andere Planetenräder können dazu verwendet werden, einen zusammengesetzten Planetenradsatz mit drei oder mehr koaxialen Elementen zu schaffen, von denen jedes als separater Drehzahlknoten für das Getriebe betrachtet werden kann. Die Drehzahlen dieser drei oder mehr koaxialen Elemente oder Knoten sind Linearkombinationen voneinander. Zwei Drehzahlen können unabhängig variabel sein, während die übrigen Drehzahlen davon abhängig sind. Jedes der anderen aktiven rotierenden Bauteile kann dann direkt oder funktional mit einem von diesen drei oder mehr Knoten verbunden sein, so dass die Drehzahl des anderen Bauteils identisch mit oder direkt proportional zu der Drehzahl des Knotens ist.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der zusammengesetzte Planetenradsatz mit vier oder mehr koaxialen Komponenten in einem Kraftstoff Elektro-Hybridantriebsstrangsystem eingesetzt, indem die Getriebeknoten funktional mit einem Verbrennungsmotor, einer ersten und einer zweiten Elektromaschine und einem Ausgang eines Endantriebs verbunden sind, wobei Eingangsverbindungen mit zumindest einer der Elektromaschinen selektiv gesteuert werden. Diese Anordnung kann zu einem Betriebsbereich mit Eingangsleistungsverzweigung, kombinierter Leistungsverzweigung oder Ausgangsleistungsverzweigung für das Getriebe oder Kombinationen davon führen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Drehmomentübertragungsvorrichtung geboten, die einen zusammengesetzten Planetenradsatz mit sechs koaxialen Elementen umfasst, der einen ersten Planetenträger mit Planetenrädern einschließt, die mit einem ersten Sonnenrad und einem ersten Hohlrad kämmen, und einen zweiten Planetenträger mit Planetenrädern einschließt, die mit einem zweiten Sonnenrad und einem zweiten Hohlrad kämmen, wobei der erste Planetenträger direkt und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist, wobei eine erste Trägeranordnung gebildet ist, und der zweite Planetenträger ähnlich mit dem ersten Hohlrad verbunden ist, wobei eine zweite Trägeranordnung gebildet ist, wobei der zusammengesetzte Planetenradsatz drei Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten aufweist. Der erste Eingangsknoten ist funktional mit einer Antriebswelle von einem Verbrennungsmotor verbunden. Der zweite Eingangsknoten ist funktional mit einer ersten Welle verbunden, die mit einer Elektromaschine verbunden ist. Der dritte Eingangsknoten und der Ausgangsknoten sind selektiv funktional mit einer zweiten Welle verbunden, die mit einer zweiten Elektromaschine verbunden ist, und der Ausgangsknoten ist funktional mit einer Abtriebswelle des Getriebes verbunden.
  • Ein anderer Aspekt der Erfindung umfasst ein Antriebsstrangsystem, das einen Verbrennungsmotor und eine erste und eine zweite Elektromaschine umfasst, die jeweils betreibbar sind, um Drehmoment zu einer Getriebevorrichtung zu übertragen, die einen zusammengesetzten Planetenradsatz umfasst, der vier koaxiale Elemente aufweist, die einen Planetenträger mit kämmenden Planetenrädern einschließen, die mit einem Sonnenrad und einem Hohlrad in mehreren Ebenen kämmen, wenn der zusammengesetzte Planetenradsatz mehrere Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten aufweist.
  • Diese und andere Aspekte der Erfindung werden Fachleuten beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen deutlich werden.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung kann physikalische Form in bestimmten Teilen und einer bestimmten Anordnung von Teilen annehmen, wobei ihre Ausführungsformen in den begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden, ausführlich beschrieben und dargestellt sind, und wobei:
    • 1 und 2 schematische Diagramme eines beispielhaften Antriebsstrangsystems gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In den Zeichnungen, in denen das Gezeigte allein zum Zweck der Veranschaulichung der Erfindung dient und nicht zu dem Zweck, selbige einzuschränken, umfassen die 1 und 2 schematische Darstellungen von Ausführungsformen eines Hybridfahrzeugantriebssystems, das erfindungsgemäß aufgebaut worden ist. Jede Ausführungsform umfasst eine Getriebevorrichtung 10 bzw. 10', einen Verbrennungsmotor 12, einen Endantrieb, eine Speichervorrichtung für elektrische Energie 90 und ein verteiltes Steuersystem. Die Getriebevorrichtung 10 empfängt Eingangsdrehmoment von Drehmomenterzeugungsvorrichtungen, die den Verbrennungsmotor 12 und Elektromaschinen 50, 70 umfassen, infolge einer Energieumwandlung von Kraftstoff oder elektrischem Potential, das in der Speichervorrichtung für elektrische Energie (ESD) 90 gespeichert ist. Die ESD 90 umfasst typischerweise eine oder mehrere Hochspannungsbatterien. Andere Speichervorrichtungen für elektrische Energie, die die Fähigkeit haben, elektrische Leistung zu speichern und elektrische Leistung abzugeben, können anstelle der Batterien verwendet werden, ohne die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu verändern. Die ESD 90 ist vorzugsweise auf der Basis von Faktoren bemessen, die regenerative Anforderungen, Anwendungsgegebenheiten, die mit typischer Straßensteigung und Temperatur in Beziehung stehen, und Antriebsanforderungen, wie etwa Emissionen, Hilfskraftunterstützung und elektrischer Bereich umfassen. Die ESD 90 ist an ein Getriebestromumrichtermodul (TPIM) 100 über Gleichstromleitungen oder Übertragungsleiter 91 hochspannungs-gleichstromgekoppelt. Die Umrichter des TPIM 100 umfassen komplementäre Dreiphasen-Leistungselektronikvorrichtungen, die betreibbar sind, um elektrische Energie zu und von der ersten Elektromaschine 50 durch Hochspannungsübertragungsleiter 93 zu übertragen, und ähnlich mit der zweiten Elektromaschine 70 durch Übertragungsleiter 95. Elektrischer Strom ist zu oder von der ESD 90 dementsprechend übertragbar, ob die ESD aufgeladen oder entladen wird. Das TPIM 100 umfasst ein Paar Stromumrichter und jeweilige Maschinen-Controller und ist konfiguriert, um Maschinensteuerbefehle und Steuerumrichterzustände davon zu empfangen und somit eine Motorantriebs- oder Regenerationsfunktionalität auf der Basis eines Steuerbefehls von dem Steuersystem bereitzustellen. Die Elektromaschinen 50, 70 umfassen vorzugsweise bekannte Dreiphasen-Wechselstrom-Elektromaschinen, die als Motor- und Generatorvorrichtungen betreibbar sind. Jede Elektromaschine umfasst einen Stator 51, 71, der an einem Kasten 60 des Getriebes festgelegt ist, und eine Rotorvorrichtung 53, 73. Der Rotor 53 der ersten Elektromaschine 50 ist funktional mit einer rotierenden Welle 52 gekoppelt, die funktional mit dem Getriebe 10 über ein Zahnradelement 54 gekoppelt ist. Der Rotor 73 der zweiten Elektromaschine 70 ist funktional mit einer Welle 72 verbunden, die selektiv funktional mit dem Getriebe 10 durch Betätigung von einer oder mehreren Drehmomentübertragungsvorrichtungen, die auch als Kupplungen bezeichnet werden, gekoppelt wird. Die erste und die zweite Elektromaschine 50, 70 sind betreibbar, um elektrische Energie in Drehmoment umzuwandeln, das zu der Getriebevorrichtung 10 übertragen wird, und sind betreibbar, um Drehmoment von der Getriebevorrichtung 10 in elektrische Energie umzuwandeln, und zwar auf der Basis von Steuersignalen und -strategien, die in dem Steuersystem ausgeführt werden. Der Verbrennungsmotor 12 umfasst einen bekannten Verbrennungsmotor, der funktional mit dem Getriebe an Welle 14 verbunden ist. Die Getriebevorrichtung steht kämmend mit Zahnrad 42 in Eingriff, das funktional mit einer Abtriebswelle 40 verbunden ist. Ein Zahnradelement 44 ist funktional an einer Abtriebswelle 40 angebracht und steht kämmend mit einem Zahnradelement 47 in Eingriff. Das Zahnradelement 47 ist betreibbar, um Drehmoment zu einer Verteilervorrichtung 48, z.B. einem Differential, zu übertragen, um einen Ausgang für Antriebswellen 49 bereitzustellen, die vorzugsweise funktional mit Fahrzeugrädern oder anderen Vorrichtungen verbunden sind, die betreibbar sind, um Bewegungsdrehmoment auf den Boden zu übertragen, wenn das System in einem Landfahrzeug eingesetzt wird.
  • Das Steuersystem umfasst vorzugsweise eine verteilte Steuermodularchitektur, die mit einem Local Area Kommunikationsnetz in Wechselwirkung steht, um eine andauernde Steuerung für das Antriebsstrangsystem bereitzustellen, welches den Verbrennungsmotor 12, die Elektromaschinen 50, 70 und das Getriebe 10 umfasst. Das Steuersystem ist betreibbar, um sachdienliche Informationen und Eingänge zu sammeln und zu synthetisieren und Algorithmen auszuführen, um verschiedene Aktoren zu steuern und somit Steuerziele zu erreichen, einschließlich solche Parameter, wie Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistungsvermögen, Fahrbarkeit und Schutz von Bauteilen. Das Steuersystem umfasst vorzugsweise ein Motorsteuermodul („ECM“) 130, das betreibbar ist, um Verbrennungsmotorsensoren zu überwachen und Verbrennungsmotoraktoren zu steuern; ein Getriebesteuermodul („TCM“) 120, das betreibbar ist, um Getriebesensoren zu überwachen und Getriebeaktoren zu steuern, die Kupplungen 80, 82, 84 umfassen; ein Batteriepaketsteuermodul („BPCM“) 110, und das Getriebestromumrichtermodul („TPIM“) 100. Ein Hybridsteuermodul („HCP“) 140 stellt eine übergreifende Steuerung und Koordination der vorstehend erwähnten Steuermodule bereit. Es gibt eine Benutzerschnittstelle, die funktional mit mehreren Vorrichtungen verbunden ist, durch die ein Fahrzeugbediener typischerweise den Betrieb des Antriebsstrangs, der das Getriebe 10 umfasst, steuert oder lenkt. Beispielhafte Fahrzeugbedienereingabevorrichtungen in die Benutzerschnittstelle umfassen ein Gaspedal, ein Bremspedal, eine Getriebegangauswahlvorrichtung und eine Fahrzeugfahrtregelung. Innerhalb des Steuersystems kommuniziert jedes der vorstehend erwähnten Steuermodule mit anderen Steuermodulen, Sensoren und Aktoren über einen Local Area Network („LAN“) Kommunikationsbus 6. Der LAN-Bus 6 erlaubt eine strukturierte Kommunikation von Steuerparametern und Befehlen zwischen den verschiedenen Steuermodulen. Das spezifische benutzte Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch.
  • Jedes der vorstehend erwähnten Steuermodule des Steuersystems ist vorzugsweise ein Mehrzweck-Digitalcomputer, der allgemein einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Nurlesespeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen elektrisch programmierbaren Nurlesespeicher (EPROM), einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, eine Analog/Digital-(A/D)- und Digital/Analog-(D/A)-Schaltung, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung und - Vorrichtungen (I/O) und eine geeignete Signalaufbereitungs- und -pufferschaltung umfasst. Jedes Steuermodul weist einen Satz von Steueralgorithmen auf, die residente Programmanweisungen und Kalibrierungen umfassen, die in dem ROM gespeichert sind und ausgeführt werden, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers bereitzustellen. Eine Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Steuermodulen wird vorzugsweise unter Verwendung des vorstehend erwähnten LAN 6 bewerkstelligt.
  • Nun spezieller unter Bezug auf 1 umfasst die Getriebevorrichtung 10 dieser Ausführungsform einen zusammengesetzten Planetenradsatz, der vier Elemente aufweist, die jeweils vorzugsweise koaxial mit der Welle 14 sind. Die Getriebevorrichtung 10 weist drei Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten auf, durch die Leistung und Drehmoment übertragen werden kann. Der erste Eingangsknoten umfasst eine Trägeranordnung 30 und empfängt einen Rotationsdrehmomenteingang von dem Verbrennungsmotor 12 über die Antriebswelle 14. Der zweite Eingangsknoten umfasst ein Sonnenrad 24 und transportiert Drehmoment, das zwischen dem Getriebe und der ersten Maschine 50 durch eine Welle 52 übertragen wird. Der dritte Eingangsknoten umfasst ein Sonnenrad 26 und transportiert Drehmoment, das zwischen dem Getriebe und der zweiten Maschine 70 durch eine Welle 72 übertragen wird, wobei der dritte Eingangsknoten durch Betätigung der Kupplung 80 bewirkt wird. Die Betätigung der Kupplung 80 koppelt die Welle 72 funktional mit dem Getriebe über Zahnrad 74. Die Betätigung der Kupplung 82 koppelt die Welle 72 funktional mit dem Getriebe über Zahnrad 76. Die Betätigung der Kupplung 84 koppelt die Welle 72 funktional mit dem Getriebe über Zahnrad 78. Die selektive Betätigung von einer Kupplungen 80, 82 und 84 bildet einen Betriebsmodus mit Leistungsverzweigung, der einen stufenlos verstellbaren Getriebebetriebsbereich umfasst, wie es nachstehend besprochen wird. Der Ausgangsknoten umfasst eine Trägeranordnung 16 und transportiert Drehmoment, das zwischen dem Getriebe und einer Abtriebswelle 40 übertragen wird, welche kämmend mit dem Endantrieb in Eingriff steht.
  • Das Getriebe 10 dieser Ausführungsform umfasst eine zusammengesetzte Planetenträgeranordnung 30, die funktional an der Welle 14 angebracht ist. In einer ersten Ebene ist eine erste Vielzahl von Planetenrädern 28 drehbar daran angebracht. In einer zweiten Ebene steht die Planetenträgeranordnung 30 kämmend mit einer zweiten Vielzahl von Planetenrädern 18 in Eingriff. Die zweite Vielzahl von Planetenrädern 18 ist drehbar mit einer zweiten Planetenträgeranordnung 16 verbunden. Die zweite Vielzahl von Planetenrädern 18 steht auch kämmend mit dem Sonnenrad 26 in Eingriff. Das Sonnenrad 26 steht kämmend mit dem Zahnrad 74 in Eingriff. Die zweite Planetenträgeranordnung 16 umfasst auch ein Hohlradelement. Das Hohlradelement der zweiten Planetenträgeranordnung 16 steht kämmend mit jedem der Planetenräder 28, dem Zahnrad 76 und dem Zahnrad 42 in Eingriff. Das Zahnrad 42 ist funktional mit der Abtriebswelle 40 verbunden.
  • Im Betrieb der ersten Ausführungsform wird die zweite Elektromaschine 70 selektiv mit irgendeinem der Zahnräder 74, 76 und 78 durch Betätigung von Kupplungen 80, 82 bzw. 84 gekoppelt. Wenn die Kupplung 82 betätigt wird, wird die zweite Elektromaschine 70 direkt mit der Abtriebswelle 40 über die Welle 72 und die Zahnräder 76, 16 und 42 gekoppelt, wodurch ein direkter Antrieb der Abtriebswelle 40 von der zweiten Elektromaschine 70 zugelassen wird, der als Eingangsleistungsverzweigung bezeichnet wird. Wenn die Kupplung 84 betätigt wird, wird die zweite Elektromaschine 70 direkt mit dem Verbrennungsmotor 12 über die Welle 72 und die Zahnräder 78 und 13 gekoppelt, was als Ausgangsleistungsverzweigung bezeichnet wird. Dies lässt zu, dass der Verbrennungsmotor einen direkten Drehmomenteingang für die zweite Elektromaschine 70 bereitstellt, um elektrische Energie zu erzeugen und somit elektrische Energie zur Speicherung oder zum Verbrauch durch die erste Elektromaschine 50 bereitzustellen. Wenn die Kupplung 80 betätigt wird, wird die zweite Elektromaschine 70 direkt mit dem Sonnenrad 26 über die Welle 72 und das Zahnrad 74 gekoppelt, was als kombinierte Leistungsverzweigung bezeichnet wird.
  • Nun wird anhand von 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es werden gemeinsame Bezugszeichen dazu verwendet, mit der ersten Ausführungsform gemeinsame Elemente zu identifizieren. Die Abtriebswellen von dem Verbrennungsmotor 12 und der ersten und zweiten Maschine 50, 70 sind vorzugsweise koaxial. Die Getriebevorrichtung 10' dieser Ausführungsform umfasst einen Planetenradsatz, der drei Elemente aufweist, die jeweils vorzugsweise koaxial mit der Welle 14 sind. Die Getriebevorrichtung 10' weist zwei Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten auf, durch die Leistung oder Drehmoment übertragen werden kann. Der erste Eingangsknoten umfasst eine Planetenträgeranordnung 58 und empfängt einen Rotationseingang von dem Verbrennungsmotor 12 über die Antriebswelle 14. Der zweite Eingangsknoten umfasst das Sonnenrad 54 und empfängt Drehmoment, das zwischen dem Getriebe und der ersten Maschine 50 durch die Welle 52 übertragen wird. Drehmoment, das zwischen dem Getriebe und der zweiten Maschine 70 übertragen wird, wird durch die Welle 72 transportiert. Eine Betätigung der Kupplung 82 koppelt die Welle 72 funktional mit dem Getriebe durch das Hohlrad 16. Eine Betätigung der Kupplung 84 koppelt die Welle 72 funktional mit dem Getriebe durch die Planetenträgeranordnung 58. Eine selektive Betätigung von einer der Kupplungen 82 und 84 bildet einen Betriebsmodus mit kombinierter Leistungsverzweigung, der einen stufenlos verstellbaren Getriebebetriebsbereich umfasst, wie es nachstehend besprochen wird. Der Ausgangsknoten umfasst Drehmoment, das zwischen dem Getriebe 10' und einer Abtriebswelle 40 übertragen wird, welche kämmend mit dem Endantrieb in Eingriff steht.
  • Das Getriebe 10' dieser Ausführungsform umfasst eine Planetenträgeranordnung 58 und ein Element 25, die jeweils an der Welle 14 funktional angebracht sind. Die Planetenträgeranordnung 58 umfasst Planetenräder 56. Die Welle 72, der Ausgang von der zweiten Maschine 70, steht mit der Eingangskupplung 82 und der Ausgangskupplung 84 in Eingriff. Das Element 25 dient dazu, die Ausgangskupplung 84 einzurücken, wenn es betätigt wird. Die Welle 52, der Ausgang von der ersten Maschine 50, ist funktional an dem Zahnrad 54 angebracht, das kämmend mit den Planetenrädern 56 in Eingriff steht, die kämmend mit dem Hohlrad 16 in Eingriff stehen. Das Hohlrad 16 ist derart mechanisch eingerichtet, dass es kämmend mit dem Zahnrad 42 in Eingriff steht, das funktional an der Welle 44 angebracht ist. Das Hohlrad 16 ist ferner betreibbar, um die Eingangskupplung 82 einzurücken, wenn sie betätigt wird, wodurch die Welle 72 in Eingriff gebracht wird.
  • Im Betrieb der zweiten Ausführungsform wird die zweite Elektromaschine 70 selektiv mit entweder Zahnrad 16 oder Zahnrad 25 durch Betätigung der Kupplungen 82 bzw. 84 gekoppelt. Wenn die Kupplung 82 betätigt wird, wird die zweite Elektromaschine 70 direkt mit der Abtriebswelle 40 über die Welle 72 und die Zahnräder 16 und 42 gekoppelt, wodurch ein direkter Antrieb der Abtriebswelle 40 von der zweiten Elektromaschine 70 zugelassen wird, um Bewegungsdrehmoment bereitzustellen. Dies wird als eine Eingangsleistungsverzweigung bezeichnet. Wenn die Kupplung 84 betätigt wird, wird die zweite Elektromaschine 70 direkt mit dem Verbrennungsmotor 12 über die Welle 72 und das Zahnrad 25 gekoppelt, was als eine Ausgangsleistungsverzweigung bezeichnet wird. Dies lässt zu, dass der Verbrennungsmotor direkt einen Drehmomenteingang für die zweite Elektromaschine 70 bereitstellen kann, um elektrische Energie zu erzeugen und somit elektrische Energie zum Speichern oder zum Verbrauch durch die erste Elektromaschine 50 bereitzustellen.
  • Es ist zu verstehen, dass Modifikationen in den Bauteilen des Getriebes innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung zulässig sind. Die Erfindung ist unter besonderer Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen und Modifikationen daran beschrieben worden. Weitere Modifikationen und Abänderungen können anderen beim Lesen und Verstehen der Beschreibung in den Sinn kommen.

Claims (5)

  1. Drehmomentübertragungsvorrichtung , umfassend: einen Planetenradsatz, der drei koaxiale Elemente aufweist, die einen Planetenträger (30) mit Planetenrädern (28) umfassen, die mit einem Sonnenrad (24) und einem Hohlrad (16) in einer einzigen Ebene kämmen, wobei der Planetenradsatz mehrere Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten aufweist; wobei der erste Eingangsknoten funktional mit einer Antriebswelle (14) eines Getriebes (10) verbunden ist, die mit einem Verbrennungsmotor (12) funktional verbunden ist; der zweite Eingangsknoten funktional mit einer ersten Elektromaschine (50) verbunden ist; mehrere Eingangsknoten selektiv funktional mit einer zweiten Elektromaschine (70) verbindbar sind; und wobei der Ausgangsknoten funktional mit einer Abtriebswelle (40) des Getriebes (10) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Elektromaschine (70) selektiv funktional durch selektive Betätigung einer zweiten Kupplung (84) mit der Antriebswelle (14) oder durch selektive Betätigung einer ersten Kupplung (82) mit der Abtriebswelle (40) unter Umgehung eines Kraftflusses durch den Planetenradsatz verbindbar ist.
  2. Drehmomentübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Eingangsknoten, die selektiv funktional mit der zweiten Elektromaschine (70) verbindbar sind, umfassen, dass die zweite Elektromaschine (70) durch selektive Betätigung einer dritten Kupplung (80) selektiv funktional mit einem dritten Eingangsknoten verbindbar ist.
  3. Antriebsstrangsystem, das einen Verbrennungsmotor (12) und eine erste und eine zweite Elektromaschine (50, 70) umfasst, die jeweils betreibbar sind, um Drehmoment zu einem Getriebe (10') zu übertragen, das die einen Planetenradsatz umfasst, der drei koaxiale Elemente aufweist, die einen Planetenträger (58) mit Planetenrädern (56) einschließen, die mit einem Sonnenrad (54) und einem Hohlrad (16) in einer einzigen Ebene kämmen, wobei der Planetenradsatz mehrere Eingangsknoten und einen Ausgangsknoten aufweist, und das umfasst, dass: der Verbrennungsmotor (12) betreibbar ist, um Drehmoment zu einer Antriebswelle (14) zu übertragen, die funktional mit dem ersten Eingangsknoten verbunden ist; die erste Elektromaschine (50) funktional mit dem zweiten Eingangsknoten verbunden ist; die zweite Elektromaschine (70) selektiv funktional mit der Antriebswelle (14), einer Abtriebswelle (40) oder mehreren Eingangsknoten verbindbar ist; und der Ausgangsknoten funktional mit der Abtriebswelle (40) des Getriebes (10') verbunden ist dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Elektromaschine (70) selektiv funktional durch selektive Betätigung einer zweiten Kupplung (84) mit der Antriebswelle (14) oder durch selektive Betätigung einer ersten Kupplung (82) mit der Abtriebswelle (40) unter Umgehung eines Kraftflusses durch den Planetenradsatz verbindbar ist.
  4. Antriebsstrangsystem nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass die zweite Elektromaschine (70) betreibbar ist, um elektrische Energie zu erzeugen.
  5. Antriebsstrangsystem nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass die zweite Elektromaschine (70) betreibbar ist, um Bewegungsdrehmoment zu erzeugen.
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