DE102007054359A1 - Hybridantriebsstrang mit drei Planetenradsätzen und Bremsen - Google Patents

Hybridantriebsstrang mit drei Planetenradsätzen und Bremsen Download PDF

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DE102007054359A1
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Patrick B. Troy Usoro
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Abstract

Die elektrisch verstellbare Getriebefamilie (EVT-Familie) der vorliegenden Erfindung stellt kostengünstige elektrisch verstellbare Getriebemechanismen mit geringem Inhalt bereit, die einen ersten, zweiten und dritten Differenzialzahnradsatz, eine Batterie, drei Elektromotoren, die austauschbar als Motoren oder Generatoren dienen, und zumindest eine Bremse umfassen. Die drei Motoren/Generatoren sind auf eine koordinierte Weise betreibbar, um ein EVT mit einem stufenlos verstellbaren Bereich von Drehzahlen (einschließlich rückwärts) zu erzielen. Eine der Bremsen ermöglicht einen Reihenhybridbetrieb.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft elektrisch verstellbare Getriebe mit drei Planetenradsätzen, drei Motoren/Generatoren und zumindest einer Bremse, die steuerbar sind, um stufenlos verstellbare Drehzahlverhältnisbereiche bereitzustellen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Elektrohybridfahrzeuge bieten das Potenzial für wesentliche Verbesserungen der Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber ihren herkömmlichen Gegenstücken; jedoch ist ihre Marktdurchdringung wegen ihres relativ hohen Kosten/Nutzen-Verhältnisses begrenzt. Es wird dringlich, Hybridtechnologien zu entwickeln, die die Kosten verringern und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Fahrzeuge verbessern. Zwei der Beiträge für die Kosten des Hybridfahrzeugs sind die Leistungsfähigkeit des Energiespeichers (Batterie) und die Größe der Elektromotoren/Generatoren, die erforderlich ist, um ein rein elektrisches Rückwärtsfahren in vielen Hybridsystemen auf der Basis von elektrisch verstellbaren Getrieben (EVT) zu realisieren. Einer der Faktoren, der den Wirkungsgrad des Systems beeinflusst, ist der Betriebswirkungsgrad der Motoren/Generatoren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung beschreibt stufenlos verstellbare Hybridgetriebe, die eine Kombination aus Planetenradsätzen, Elektromotoren/Generatoren und Bremsen benutzen, um Mehr-Modus-EVT mit einer Tauglichkeit für einen Reihenhybridrückwärtsantrieb zu bieten, wobei die Notwendigkeit für einen massiven und teuren Energiespeicher (Batterie) verringert wird, und um den Betrieb der Motoren/Generatoren unter sehr ineffizienten Bedingungen zu minimieren. In dem Reihenhybridrückwärtsantriebs-Modus wird Leistung von der Maschine verwendet, um zumindest einen der Motoren/Generatoren anzutreiben, um elektrische Leistung zu erzeugen, und die erzeugte elektrische Leistung wird an zumindest einen der anderen Motoren/Generatoren abgegeben, um das Fahrzeug in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung anzutreiben. Diese Fähigkeit beseitigt die Notwendigkeit für beträchtliche Leistung von der Batterie, um das Fahrzeug rückwärts anzutreiben, wie es gegenwärtig bei bekannten produzierten Hybridfahrzeugen der Fall ist.
  • Die Hybridgetriebefamilie der vorliegenden Erfindung stellt kostengünstige elektrisch verstellbare Getriebemechanismen mit geringem Inhalt bereit, die einen ersten, zweiten und dritten Differenzialzahnradsatz, eine Batterie (oder eine ähnliche Energiespeichereinrichtung), drei Elektromotoren, die austauschbar als Motoren oder Generatoren dienen, und zumindest eine Bremse umfassen. Die Differenzialzahnradsätze sind vorzugsweise Planetenradsätze, es können aber andere Zahnradanordnungen eingesetzt werden, wie etwa Kegelräder oder eine Differenzialzahnradanordnung an einer versetzten Achse.
  • In dieser Beschreibung können der erste, zweite und dritte Planetenradsatz in beliebiger Reihenfolge mit "erster" bis "dritter" gezählt werden (d.h. von links nach rechts, von rechts nach links usw.).
  • Jeder der drei Planetenradsätze weist drei Elemente auf. Das erste, zweite oder dritte Element jedes Planetenradsatzes kann irgendeines von einem Sonnenrad, einem Hohlrad oder einem Träger oder alternativ ein Planet sein.
  • Jeder Träger kann entweder ein Einzelplanetenträger (einfach) oder ein Doppelplanetenträger (zusammengesetzt) sein.
  • Die Antriebswelle ist ständig mit einem Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes verbunden. Die Abtriebswelle ist ständig mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes verbunden.
  • Ein erstes festes Verbindungselement verbindet das erste Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes und mit dem ersten Element des dritten Planetenradsatzes.
  • Ein zweites festes Verbindungselement verbindet das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ständig mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes.
  • Ein erster Motor/Generator ist mit einem Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes verbunden.
  • Ein zweiter Motor/Generator ist mit einem Element des zweiten oder dritten Planetenradsatzes verbunden.
  • Ein dritter Motor/Generator ist mit einem anderen Element des ersten oder dritten Planetenradsatzes verbunden.
  • Die Motoren/Generatoren sind mit Elementen der Planetenradsätze entweder direkt oder durch andere Planetenradsätze, einen Riemen/eine Kette oder versetzte Zahnräder mit oder ohne Drehmomentvervielfachung verbunden.
  • Eine erste Bremse verbindet zumindest ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes, bevorzugt über eines der Verbindungselemente, selektiv mit einem feststehenden Element (Getriebegehäuse/Getriebekasten). Diese Bremse ist betreibbar, um das Element feststehend zu halten und einen Betrieb im Reihenhybridmodus zu ermöglichen oder die Drehmomentanforderung von einem der Motoren/Generatoren zu senken. Die Verwendung der ersten Bremse statt einem der Motoren/Generatoren, um den Hybridbetriebsmodus zu ermöglichen, verringert die Drehmomentkapazitätsanforderung für die Motoren und verbessert den Wirkungsgrad. Die Anwendung der ersten Bremse während des rein elektrischen Antriebs (vorwärts oder rückwärts) lässt auch zu, dass die Maschine ohne "Maschinenstartstoß", der bei manchen gegenwärtigen EVT-Hybridfahrzeugen gespürt wird, gestartet werden kann.
  • Eine optionale zweite Bremse verbindet ein anderes Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element und ist betreibbar, um ein Element des ersten, zweiten oder dritten Planetenradsatzes unter bestimmten Betriebsbedingungen feststehend zu halten, um unterschiedliche EVT-Bereiche bereitzustellen. Die Bremse kann parallel zu einem der Motoren/Generatoren geschaltet sein und unter Betriebsbedingungen betätigt werden, die sonst erfordern würden, dass einer der Motoren/Generatoren bei Drehzahlen von Null oder beinahe Null betrieben werden müsste, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird, indem die ineffiziente Verwendung elektrischer Leistung, um die Drehzahl von Null oder beinahe Null zu halten, verhindert wird.
  • Eine optionale dritte Bremse verbindet ein anderes Element des ersten oder zweiten Planetenradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element und ist in der Lage, das Element des Planetenradsatzes unter bestimmten Betriebsbedingungen feststehend zu halten, um unterschiedliche EVT-Bereiche bereitzustellen. Die Bremse kann parallel zu einem der Motoren/Generatoren geschaltet sein und unter Betriebsbedingungen betätigt werden, die sonst erfordern würden, dass einer der Motoren/Generatoren bei Drehzahlen von Null oder beinahe Null betrieben werden müsste, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird, indem die ineffiziente Verwendung elektrischer Leistung, um die Drehzahl von Null oder beinahe Null zu halten, verhindert wird.
  • Es können zusätzliche optionale Bremsen hinzugefügt werden, um zusätzliche EVT-Bereiche bereitzustellen oder den Systemwirkungsgrad zu verbessern oder Motordrehmomentanforderungen zu verringern.
  • Die Bremsen sind bevorzugt elektromechanisch betätigt, um die Notwendigkeit für eine Hochdruck-Hydraulikpumpe und die zugehörigen Verluste zu beseitigen; es können jedoch andere herkömmliche Bremsenbetätigungsverfahren verwendet werden.
  • Die drei Motoren/Generatoren werden auf eine koordinierte Weise betrieben, um stufenlos verstellbare Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahlverhält nisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu ergeben, während die Drehzahlen der Motoren/Generatoren minimiert werden und der Gesamtwirkungsgrad des Systems optimiert wird. Die Zähneverhältnisse der Planetenradsätze können geeignet gewählt werden, so dass sie zu den besonderen Anwendungen passen.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 3 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 5 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 6 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 7 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 8 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 9 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 10 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 11 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält; und
  • 12 ist eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, der ein elektrisch verstellbares Getriebe umfasst, das ein anderes Familienmitglied der vorliegenden Erfindung enthält.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 1 ist ein Antriebsstrang 10 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer bevorzugten Ausführungsform des verbesserten 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 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 14 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 14 verbunden.
  • Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 14 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 14 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 20, 30 und 40. Der Planetenradsatz 20 wendet ein äußeres Zahnradelement 24 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 24 umgibt ein inneres Zahnradelement 22, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 26 lagert drehbar mehrere Planetenräder 27, so dass jedes Planetenrad 27 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 24 als auch dem inneren Sonnenrad 22 des ersten Planetenradsatzes 20 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 30 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 34 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 34 umgibt ein inneres Zahnradelement 32, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 36 lagert drehbar mehrere Planetenräder 37, so dass jedes Planetenrad 37 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 34 als auch dem inneren Sonnenrad 32 des Planetenradsatzes 30 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 40 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 44 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 44 umgibt ein inneres Zahnradelement 42, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 46 lagert drehbar mehrere Planetenräder 47, so dass jedes Planetenrad 47 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 44 als auch dem inneren Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Träger 36 des Planetenradsatzes 30 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 46 des Planetenradsatzes 40 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 70 verbindet den Träger 26 des Planetenradsatzes 20 ständig mit dem Hohlrad 34 des Planetenradsatzes 30 und mit dem Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40. Ein zweites Verbindungselement 72 verbindet das Sonnenrad 22 des Planetenradsatzes 20 ständig mit dem Sonnenrad 32 des Planetenradsatzes 30.
  • Eine Bremse 50 verbindet das Hohlrad 44 des Planetenradsatzes 40, das Hohlrad 34 des Planetenradsatzes 30 und den Träger 26 des Planetenradsatzes 20 über das Verbindungselement 70 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60. Diese Bremse 50 ermöglicht einen Reihenhybrid-Antriebsmodus, bei dem Leistung von der Maschine 12 verwendet wird, um den Motor/Generator 80 anzutreiben, um elektrische Leistung zu erzeugen, und die erzeugte elektrische Leistung wird an den Motor/Generator 84 abgegeben, um das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts anzutreiben.
  • Die erste Ausführungsform 10 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 80, 82 bzw. 84. Der Stator des ersten Motors/Generators 80 ist an dem Getriebegehäuse 60 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 80 ist an dem Hohlrad 24 des Planetenradsatzes 20 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 82 ist an dem Getriebegehäuse 60 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 82 ist an dem Sonnenrad 22 des Planetenradsatzes 20 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 84 ist an dem Getriebegehäuse 60 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 84 ist an dem Sonnenrad 42 des Planetenradsatzes 40 befestigt.
  • Kehren wir nun zu der Beschreibung der Leistungsquellen zurück, sollte aus der vorstehenden Beschreibung und mit besonderem Bezug auf 1 ersichtlich sein, dass das Getriebe 14 selektiv Leistung von der Maschine 12 aufnimmt. Das Hybridgetriebe nimmt auch Leistung von einer elektrischen Leistungsquelle 86 auf, die funktional mit einem Controller 88 verbunden ist. Die elektrische Leistungsquelle 86 kann eine oder mehrere Batterien sein. Andere elektrische Leistungsquellen, wie Kondensatoren oder Brennstoffzellen, die die Fähigkeit haben, elektrische Leistung bereitzustellen oder zu speichern und abzugeben, können anstelle von oder in Kombination mit Batterien verwendet werden, ohne die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu verändern. Das Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle ist durch die Drehzahlen der drei Motoren/Generatoren und die Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnisse der Planetenradsätze vorgeschrieben. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl der Drehzahlen der drei Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER ZWEITEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 2 ist ein Antriebsstrang 110 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 114 bezeichnet ist. Das Getriebe 114 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 114 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 114 verbunden.
  • Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 114 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 114 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 120, 130 und 140. Der Planetenradsatz 120 wendet ein äußeres Zahnradelement 124 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 124 umgibt ein inneres Zahnradelement 122, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 126 lagert drehbar mehrere Planetenräder 127, so dass jedes Planetenrad 127 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 124 als auch dem inneren Sonnenrad 122 des ersten Planetenradsatzes 120 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 130 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 134 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 134 umgibt ein inneres Zahnradelement 132, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 136 lagert drehbar mehrere Planetenräder 137, so dass jedes Planetenrad 137 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 134 als auch dem inneren Sonnenrad 132 des Planetenradsatzes 130 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 140 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 144 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 144 umgibt ein inneres Zahnradelement 142, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 146 lagert drehbar mehrere Planetenräder 147, so dass jedes Planetenrad 147 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 144 als auch dem inneren Sonnenrad 142 des Planetenradsatzes 140 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Träger 146 des Planetenradsatzes 140 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 136 des Planetenradsatzes 130 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 170 verbindet den Träger 126 des Planetenradsatzes 120 ständig mit dem Hohlrad 134 des Planetenradsatzes 130 und mit dem Hohlrad 144 des Planetenradsatzes 140. Ein zweites Verbindungselement 172 verbindet das Hohlrad 124 des Planetenradsatzes 120 ständig mit dem Träger 136 des Planetenradsatzes 130.
  • Eine erste Bremse 150 verbindet das Sonnenrad 132 des Planetenradsatzes 130 selektiv mit dem Getriebegehäuse 160. Eine zweite Bremse 152 verbindet das Hohlrad 144, das Hohlrad 134 und den Träger 126 selektiv über das Verbindungselement 170 mit dem Getriebegehäuse 160. Diese Bremse 152 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb im Reihenhybridmodus. Eine dritte Bremse 154 verbindet das Sonnenrad 142 selektiv mit dem Getriebegehäuse 160.
  • Die zweite Ausführungsform 110 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 180, 182 bzw. 184. Der Stator des ersten Motors/Generators 180 ist an dem Getriebegehäuse 160 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 180 ist an dem Sonnenrad 132 des Planetenradsatzes 130 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 182 ist an dem Getriebegehäuse 160 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 182 ist an dem Sonnenrad 122 des Planetenradsatzes 120 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 184 ist an dem Getriebegehäuse 160 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 184 ist an dem Sonnenrad 142 des Planetenradsatzes 140 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 114 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 186 aus, die funktional mit einem Controller 188 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und der Drehzahlen der drei Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER DRITTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 3 ist ein Antriebsstrang 210 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 214 bezeichnet ist. Das Getriebe 214 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen.
  • Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 214 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 214 verbunden.
  • Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 214 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 214 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 220, 230 und 240. Der Planetenradsatz 220 wendet ein äußeres Zahnradelement 224 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 224 umgibt ein inneres Zahnradelement 222, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 226 lagert drehbar mehrere Planetenräder 227, so dass jedes Planetenrad 227 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 224 als auch dem inneren Sonnenrad 222 des ersten Planetenradsatzes 220 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 230 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 234 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 234 umgibt ein inneres Zahnradelement 232, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 236 lagert drehbar mehrere Planetenräder 237, so dass jedes Planetenrad 237 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 234 als auch dem inneren Sonnenrad 232 des Planetenradsatzes 230 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 240 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 244 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 244 umgibt ein inneres Zahnradelement 242, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 246 lagert drehbar mehrere Planetenräder 247, so dass jedes Planetenrad 247 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 244 als auch dem inneren Sonnenrad 242 des Planetenradsatzes 240 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Träger 246 des Planetenradsatzes 240 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 226 des Planetenradsatzes 220 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 270 verbindet das Sonnenrad 222 ständig mit dem Sonnenrad 232 und mit dem Hohlrad 244. Ein zweites Verbindungselement 272 verbindet das Hohlrad 224 ständig mit dem Träger 236.
  • Eine erste Bremse 250 verbindet das Hohlrad 224 und den Träger 236 über Verbindungselement 272 selektiv mit dem Getriebegehäuse 260. Eine zweite Bremse 252 verbindet das Sonnenrad 222, das Sonnenrad 232 und das Hohlrad 244 über Verbindungselement 270 selektiv mit dem Getriebegehäuse 260. Diese Bremse 252 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb im Reihenhybridmodus.
  • Die Ausführungsform 210 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 280, 282 bzw. 284. Der Stator des ersten Motors/Generators 280 ist an dem Getriebegehäuse 260 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 280 ist an dem Hohlrad 224 des Planetenradsatzes 220 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 282 ist an dem Getriebegehäuse 260 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 282 ist an dem Hohlrad 234 des Planetenradsatzes 230 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 284 ist an dem Getriebegehäuse 260 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 284 ist an dem Sonnenrad 242 des Planetenradsatzes 240 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 214 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 286 aus, die funktional mit einem Controller 288 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER VIERTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 4 ist ein Antriebsstrang 310 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 314 bezeichnet ist. Das Getriebe 314 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen.
  • Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 314 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 14 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 314 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 314 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 320, 330 und 340. Der Planetenradsatz 320 wendet ein äußeres Zahnradelement 324 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 324 umgibt ein inneres Zahnradelement 322, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 326 lagert drehbar mehrere Planetenräder 327, so dass jedes Planetenrad 327 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 324 als auch dem inneren Sonnenrad 322 des ersten Planetenradsatzes 320 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 330 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 334 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 334 umgibt ein inneres Zahnradelement 332, das typischerweise als das Son nenrad bezeichnet wird. Ein Träger 336 lagert drehbar mehrere Planetenräder 337, so dass jedes Planetenrad 337 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 334 als auch dem inneren Sonnenrad 332 des Planetenradsatzes 330 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 340 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 344 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 344 umgibt ein inneres Zahnradelement 342, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 346 lagert drehbar mehrere Planetenräder 347, so dass jedes Planetenrad 347 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 344 als auch dem inneren Sonnenrad 342 des Planetenradsatzes 340 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Träger 346 des Planetenradsatzes 340 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 336 des Planetenradsatzes 330 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 370 verbindet das Hohlrad 324 ständig mit dem Hohlrad 334 und mit dem Hohlrad 344. Ein zweites Verbindungselement 372 verbindet den Träger 326 ständig mit dem Träger 336.
  • Eine erste Bremse 350 verbindet das Sonnenrad 332 selektiv mit dem Getriebegehäuse 360. Eine zweite Bremse 352 verbindet das Hohlrad 324, das Hohlrad 334 und das Hohlrad 344 über Verbindungselement 370 selektiv mit dem Getriebegehäuse 360. Diese Bremse 352 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb im Reihenhybridmodus. Eine dritte Bremse 354 verbindet das Sonnenrad 342 selektiv mit dem Getriebegehäuse 360.
  • Die Ausführungsform 310 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 380, 382 bzw. 384. Der Stator des ersten Motors/Generators 380 ist an dem Getriebegehäuse 360 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 380 ist an dem Sonnenrad 332 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 382 ist an dem Getriebegehäuse 360 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 382 ist an dem Sonnenrad 322 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 384 ist an dem Getriebegehäuse 360 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 384 ist an dem Sonnenrad 342 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 314 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 386 aus, die funktional mit einem Controller 388 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER FÜNFTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 5 ist ein Antriebsstrang 410 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 414 bezeichnet ist. Das Getriebe 414 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 414 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 414 verbunden. Ein Antriebselement 19 des Getriebes 414 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 414 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 420, 430 und 440. Der Planetenradsatz 420 wendet ein äußeres Zahnradelement 424 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 424 umgibt ein inneres Zahnradelement 422, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 426 lagert drehbar mehrere Planetenräder 427, so dass jedes Planetenrad 427 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 424 als auch dem inneren Sonnenrad 422 des ersten Planetenradsatzes 420 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 430 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 434 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 434 umgibt ein inneres Zahnradelement 432, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 436 lagert drehbar mehrere Planeten räder 437, so dass jedes Planetenrad 437 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 434 als auch dem inneren Sonnenrad 432 des Planetenradsatzes 430 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 440 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 444 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 444 umgibt ein inneres Zahnradelement 442, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 446 lagert drehbar mehrere Planetenräder 447, so dass jedes Planetenrad 447 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 444 als auch dem inneren Sonnenrad 442 des Planetenradsatzes 440 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Hohlrad 434 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 446 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 470 verbindet das Hohlrad 424 ständig mit dem Träger 436 und mit dem Hohlrad 444. Ein zweites Verbindungselement 472 verbindet den Träger 426 ständig mit dem Sonnenrad 432.
  • Eine erste Bremse 450 verbindet das Hohlrad 424, den Träger 436 und das Hohlrad 444 über Verbindungselement 470 selektiv mit dem Getriebegehäuse 460. Diese Bremse 450 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb im Reihenhybridmodus. Eine zweite Bremse 452 verbindet das Sonnenrad 442 selektiv mit dem Getriebegehäuse 460.
  • Die Ausführungsform 410 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 480, 482 bzw. 484. Der Stator des ersten Motors/Generators 480 ist an dem Getriebegehäuse 460 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 480 ist an dem Sonnenrad 422 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 482 ist an dem Getriebegehäuse 460 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 482 ist an dem Träger 426 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 484 ist an dem Getriebegehäuse 460 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 484 ist an dem Sonnenrad 442 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 414 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 486 aus, die funktional mit einem Controller 488 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER SECHSTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 6 ist ein Antriebsstrang 510 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch versteilbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 514 bezeichnet ist. Das Getriebe 514 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 514 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 514 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 514 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 514 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 520, 530 und 540. Der Planetenradsatz 520 wendet ein äußeres Zahnradelement 524 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 524 umgibt ein inneres Zahnradelement 522, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 526 lagert drehbar mehrere Planetenräder 527, so dass jedes Planetenrad 527 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 524 als auch dem inneren Sonnenrad 522 des Planetenradsatzes 520 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 530 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 534 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 534 umgibt ein inneres Zahnradelement 532, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 536 lagert drehbar mehrere Planetenräder 537, so dass jedes Planetenrad 537 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 534 als auch dem inneren Sonnenrad 532 des Planetenradsatzes 530 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 540 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 544 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 544 umgibt ein inneres Zahnradelement 542, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 546 lagert drehbar mehrere Planetenräder 547, so dass jedes Planetenrad 547 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 544 als auch dem inneren Sonnenrad 542 des Planetenradsatzes 540 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 542 verbunden. Die Antriebswelle 19 ist ständig mit dem Hohlrad 524 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 570 verbindet das Sonnenrad 522 ständig mit dem Träger 536 und mit dem Träger 546. Ein zweites Verbindungselement 572 verbindet den Träger 526 ständig mit dem Hohlrad 534.
  • Eine erste Bremse 550 verbindet den Träger 526 und das Hohlrad 534 über Verbindungselement 572 selektiv mit dem Getriebegehäuse 560. Eine zweite Bremse 552 verbindet den Träger 546, den Träger 536 und das Sonnenrad 522 über Verbindungselement 570 selektiv mit dem Getriebegehäuse 560. Diese Bremse 552 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb im Reihenhybridmodus.
  • Die Ausführungsform 510 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 580, 582 bzw. 584. Der Stator des ersten Motors/Generators 580 ist an dem Getriebegehäuse 560 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 580 ist an dem Träger 526 und dem Hohlrad 534 über Verbindungselement 572 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 582 ist an dem Getriebegehäuse 560 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 582 ist an dem Sonnenrad 532 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 584 ist an dem Getriebegehäuse 560 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 584 ist an dem Hohlrad 544 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 514 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 586 aus, die funktional mit einem Controller 588 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER SIEBTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 7 ist ein Antriebsstrang 610 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 614 bezeichnet ist. Das Getriebe 614 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 614 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 614 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 614 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 614 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 620, 630 und 640. Der Planetenradsatz 620 wendet ein äußeres Zahnradelement 624 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 624 umgibt ein inneres Zahnradelement 622, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 626 lagert drehbar mehrere Planetenräder 627, so dass jedes Planetenrad 627 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 624 als auch dem inneren Sonnenrad 622 des ersten Planetenradsatzes 620 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 630 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 634 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 634 umgibt ein inneres Zahnradelement 632, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 636 lagert drehbar mehrere Planetenräder 637, so dass jedes Planetenrad 637 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 634 als auch dem inneren Sonnenrad 632 des Planetenradsatzes 630 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 640 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 644 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 644 umgibt ein inneres Zahnradelement 642, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 646 lagert drehbar mehrere Planetenräder 647, so dass jedes Planetenrad 647 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 644 als auch dem inneren Sonnenrad 642 des Planetenradsatzes 640 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Träger 646 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 626 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 670 verbindet das Hohlrad 624 ständig mit dem Träger 636 und mit dem Hohlrad 644. Ein zweites Verbindungselement 672 verbindet das Sonnenrad 622 ständig mit dem Sonnenrad 632.
  • Eine Bremse 650 verbindet das Hohlrad 644, den Träger 636 und das Hohlrad 624 über Verbindungselement 670 selektiv mit dem Getriebegehäuse 660. Diese Bremse 650 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb im Reihenhybridmodus.
  • Die Ausführungsform 610 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 680, 682 bzw. 684. Der Stator des ersten Motors/Generators 680 ist an dem Getriebegehäuse 660 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 680 ist an dem Hohlrad 624 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 682 ist an dem Getriebegehäuse 660 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 682 ist an dem Hohlrad 634 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 684 ist an dem Getriebegehäuse 660 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 684 ist an dem Sonnenrad 642 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 614 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 686 aus, die funktional mit einem Controller 688 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER ACHTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 8 ist ein Antriebsstrang 710 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 714 bezeichnet ist. Das Getriebe 714 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 714 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 714 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 714 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 714 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 720, 730 und 740. Der Planetenradsatz 720 wendet ein äußeres Zahnradelement 724 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 724 umgibt ein inneres Zahnradelement 722, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 726 lagert drehbar mehrere Planetenräder 727, so dass jedes Planetenrad 727 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 724 als auch dem inneren Sonnenrad 722 des Planetenradsatzes 720 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 730 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 734 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 734 umgibt ein inneres Zahnradelement 732, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 736 lagert drehbar mehrere Planetenräder 737, so dass jedes Planetenrad 737 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 734 als auch dem inneren Sonnenrad 732 des Planetenradsatzes 730 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 740 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 744 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 744 umgibt ein inneres Zahnradelement 742, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 746 lagert drehbar mehrere Planetenräder 747, so dass jedes Planetenrad 747 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 744 als auch dem inneren Sonnenrad 742 des Planetenradsatzes 740 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Träger 736 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Hohlrad 744 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 770 verbindet das Hohlrad 724 ständig mit dem Hohlrad 734 und mit dem Träger 746. Ein zweites Verbindungselement 772 verbindet das Sonnenrad 722 ständig mit dem Sonnenrad 732.
  • Eine erste Bremse 750 verbindet das Sonnenrad 722 und das Sonnenrad 732 über Verbindungselement 772 selektiv mit dem Getriebegehäuse 760. Eine zweite Bremse 752 verbindet das Hohlrad 724, das Hohlrad 734 und den Träger 746 über Verbindungselement 770 selektiv mit dem Getriebegehäuse 760. Diese Bremse 752 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb im Reihenhybridmodus.
  • Die Ausführungsform 710 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 780, 782 bzw. 784. Der Stator des ersten Motors/Generators 780 ist an dem Getriebegehäuse 760 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 780 ist an dem Sonnenrad 722 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 782 ist an dem Getriebegehäuse 760 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 782 ist an dem Träger 726 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 784 ist an dem Getriebegehäuse 760 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 784 ist an dem Sonnenrad 742 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 714 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 786 aus, die funktional mit einem Controller 788 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER NEUNTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 9 ist ein Antriebsstrang 810 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 814 bezeichnet ist. Das Getriebe 814 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 814 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funk tional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 814 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 814 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 814 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 820, 830 und 840. Der Planetenradsatz 820 wendet ein äußeres Zahnradelement 824 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 824 umgibt ein inneres Zahnradelement 822, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 826 lagert drehbar mehrere Planetenräder 827, so dass jedes Planetenrad 827 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 824 als auch dem inneren Sonnenrad 822 des Planetenradsatzes 820 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 830 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 834 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 834 umgibt ein inneres Zahnradelement 832, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 836 lagert drehbar mehrere Planetenräder 837, so dass jedes Planetenrad 837 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 834 als auch dem inneren Sonnenrad 832 des Planetenradsatzes 830 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 840 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 844 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 844 umgibt ein inneres Zahnradelement 842, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 846 lagert drehbar mehrere Planetenräder 847, so dass jedes Planetenrad 847 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 844 als auch dem inneren Sonnenrad 842 des Planetenradsatzes 840 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 832 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Hohlrad 844 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 870 verbindet den Träger 826 ständig mit dem Hohlrad 834 und mit dem Sonnenrad 842. Ein zweites Verbindungselement 872 verbindet das Hohlrad 824 ständig mit dem Träger 836.
  • Eine erste Bremse 850 verbindet das Hohlrad 824 und den Träger 836 über Verbindungselement 872 selektiv mit dem Getriebegehäuse 860. Eine zweite Bremse 852 verbindet den Träger 826, das Hohlrad 834 und das Sonnenrad 842 über Verbindungselement 870 selektiv mit dem Getriebegehäuse 860. Diese Bremse 852 ermöglicht einen Vorwärts- und Rückwärts-Reihenhybridbetrieb.
  • Die Ausführungsform 810 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 880, 882 bzw. 884. Der Stator des ersten Motors/Generators 880 ist an dem Getriebegehäuse 860 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 880 ist an dem Sonnenrad 822 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 882 ist an dem Getriebegehäuse 860 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 882 ist an dem Träger 826 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 884 ist an dem Getriebegehäuse 860 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 884 ist an dem Träger 846 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 814 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 886 aus, die funktional mit einem Controller 888 verbunden ist. Fachleute in der Ge triebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER ZEHNTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 10 ist ein Antriebsstrang 910 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 914 bezeichnet ist. Das Getriebe 914 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 914 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 914 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 914 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 914 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 920, 930 und 940. Der Planetenradsatz 920 wendet ein äußeres Zahnradelement 924 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 924 umgibt ein inneres Zahnradelement 922, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 926 lagert drehbar mehrere Planetenräder 927, die gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 924 als auch dem inneren Sonnenrad 922 des Planetenradsatzes 920 in Eingriff stehen.
  • Der Planetenradsatz 930 wendet ein äußeres Zahnradelement 934 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 934 umgibt ein inneres Zahnradelement 932, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 936 lagert drehbar mehrere Planetenräder 937, so dass jedes Planetenrad 937 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 934 als auch dem inneren Sonnenrad 932 des Planetenradsatzes 930 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 940 wendet ein äußeres Zahnradelement 944 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 944 umgibt ein inneres Zahnradelement 942, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 946 lagert drehbar mehrere Planetenräder 947, so dass jedes Planetenrad 947 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 944 als auch dem inneren Sonnenrad 942 des Planetenradsatzes 940 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 922 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Hohlrad 944 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 970 verbindet den Träger 926 ständig mit dem Träger 936 und mit dem Sonnenrad 942. Ein zweites Verbindungselement 972 verbindet das Hohlrad 924 ständig mit dem Sonnenrad 932.
  • Eine erste Bremse 950 verbindet den Träger 926, den Träger 936 und das Sonnenrad 942 über Verbindungselement 970 selektiv mit dem Getriebegehäuse 960. Diese Bremse 950 ermöglicht einen Betrieb im Reihenhybridmodus. Eine zweite Bremse 952 verbindet den Träger 946 selektiv mit dem Getriebegehäuse 960. Eine dritte Bremse 954 verbindet das Hohlrad 924 selektiv mit dem Getriebegehäuse 960. Eine vierte Bremse 956 verbindet das Hohlrad 934 selektiv mit dem Getriebegehäuse 934. Die Bremsen 954 und 956 können zusätzliche EVT- Bereiche und/oder feste Verhältnisse bereitstellen.
  • Die Ausführungsform 910 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 980, 982 bzw. 984. Der Stator des ersten Motors/Generators 980 ist an dem Getriebegehäuse 960 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 980 ist an dem Hohlrad 924 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 982 ist an dem Getriebegehäuse 960 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 982 ist an dem Hohlrad 934 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 984 ist an dem Getriebegehäuse 960 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 984 ist an dem Träger 946 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 914 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 986 aus, die funktional mit einem Controller 988 verbunden ist. Fachleute in der Ge triebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER ELFTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 11 ist ein Antriebsstrang 1010 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 1014 bezeichnet ist. Das Getriebe 1014 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 1014 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 1014 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 1014 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 1014 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 1020, 1030 und 1040. Der Planetenradsatz 1020 wendet ein äußeres Zahnradelement 1024 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 1024 umgibt ein inneres Zahnradelement 1022, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 1026 lagert drehbar mehrere Planetenräder 1027, 1028, so dass jedes Planetenrad 1027 kämmend mit dem inneren Sonnenrad 1022 in Eingriff steht und jedes Planetenrad 1028 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 1024 als auch dem jeweiligen Planetenrad 1027 des Planetenradsatzes 1020 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 1030 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 1034 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 1034 umgibt ein inneres Zahnradelement 1032, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 1036 lagert drehbar mehrere Planetenräder 1037, so dass jedes Planetenrad 1037 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 1034 als auch dem inneren Sonnenrad 1032 des Planetenradsatzes 1030 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 1040 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 1044 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 1044 umgibt ein inneres Zahnradelement 1042, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 1046 lagert drehbar mehrere Planetenräder 1047, so dass jedes Planetenrad 1047 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 1044 als auch dem inneren Sonnenrad 1042 des Planetenradsatzes 1040 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Träger 1026 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 1046 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 1070 verbindet das Sonnenrad 1022 ständig mit dem Sonnenrad 1032 und mit dem Hohlrad 1044. Ein zweites Verbindungselement 1072 verbindet den Träger 1026 ständig mit dem Träger 1036.
  • Eine erste Bremse 1050 verbindet das Hohlrad 1034 selektiv mit dem Getriebegehäuse 1060. Eine zweite Bremse 1052 verbindet das Hohlrad 1044, das Sonnenrad 1032 und das Sonnenrad 1022 über Verbindungselement 1070 selektiv mit dem Getriebegehäuse 1060. Diese Bremse 1052 ermöglicht einen Betrieb im Reihenhybridmodus. Eine dritte Bremse 1054 verbindet das Sonnenrad 1042 selektiv mit dem Getriebegehäuse 1060.
  • Die Ausführungsform 1010 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 1080, 1082 bzw. 1084. Der Stator des ersten Motors/Generators 1080 ist an dem Getriebegehäuse 1060 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 1080 ist an dem Hohlrad 1024 befestigt.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 1082 ist an dem Getriebegehäuse 1060 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 1082 ist an dem Hohlrad 1034 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 1084 ist an dem Getriebegehäuse 1060 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 1084 ist an dem Sonnenrad 1042 befestigt.
  • Das Hybridgetriebe 1014 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 1086 aus, die funktional mit einem Controller 1088 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • BESCHREIBUNG EINER ZWÖLFTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In 12 ist ein Antriebsstrang 1110 gezeigt, der eine Maschine 12 umfasst, die mit einer anderen Ausführungsform des verbesserten elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) verbunden ist, das allgemein mit dem Bezugszeichen 1114 bezeichnet ist. Das Getriebe 1114 ist konstruiert, um mindestens einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 aufzunehmen. Wie es gezeigt ist, weist die Maschine 12 eine Abtriebswelle auf, die als das Antriebselement 17 des Getriebes 1114 dient. Es kann auch ein Dämpfer für transientes Drehmoment (der nicht gezeigt ist) zwischen der Maschine 12 und dem Antriebselement 17 des Getriebes eingesetzt werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 12 eine Maschine für fossilen Brennstoff sein, wie etwa ein Benzin- oder Dieselmotor, der einfach angepasst ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer wählbaren Anzahl von Umdrehungen pro Minute (RPM oder U/min) abzugeben.
  • Ungeachtet des Mittels, durch das die Maschine 12 mit dem Getriebeantriebselement 17 verbunden ist, ist das Getriebeantriebselement 17 funktional mit einem Planetenradsatz in dem Getriebe 1114 verbunden. Ein Abtriebselement 19 des Getriebes 1114 ist mit einem Achsantrieb 16 verbunden.
  • Das Getriebe 1114 benutzt drei Differenzialzahnradsätze, vorzugsweise in der Natur von Planetenradsätzen 1120, 1130 und 1140. Der Planetenradsatz 1120 wendet ein äußeres Zahnradelement 1124 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 1124 umgibt ein inneres Zahnradelement 1122, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 1126 lagert drehbar mehrere Planetenräder 1127, so dass jedes Planetenrad 1127 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 1124 als auch dem inneren Sonnenrad 1122 des Planetenradsatzes 1120 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 1130 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 1134 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 1134 umgibt ein inneres Zahnradelement 1132, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 1136 lagert drehbar mehrere Planetenräder 1137, so dass jedes Planetenrad 1137 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 1134 als auch dem inneren Sonnenrad 1132 des Planetenradsatzes 1130 in Eingriff steht.
  • Der Planetenradsatz 1140 wendet auch ein äußeres Zahnradelement 1144 an, das typischerweise als das Hohlrad bezeichnet wird. Das Hohlrad 1144 umgibt ein inneres Zahnradelement 1142, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Ein Träger 1146 lagert drehbar mehrere Planetenräder 1147, so dass jedes Planetenrad 1147 gleichzeitig und kämmend mit sowohl dem äußeren Hohlrad 1144 als auch dem inneren Sonnenrad 1142 des Planetenradsatzes 1140 in Eingriff steht.
  • Die Antriebswelle 17 ist ständig mit dem Sonnenrad 1132 verbunden. Die Abtriebswelle 19 ist ständig mit dem Träger 1126 verbunden.
  • Ein erstes Verbindungselement 1170 verbindet das Hohlrad 1124 ständig mit dem Träger 1136 und mit dem Träger 1146. Ein zweites Verbindungselement 1172 verbindet das Hohlrad 1134 ständig mit dem Hohlrad 1144.
  • Eine erste Bremse 1150 verbindet das Hohlrad 1134, den Träger 1136 und den Träger 1146 über Verbindungselement 1170 selektiv mit dem Getriebegehäuse 1160. Diese Bremse 1150 ermöglicht einen Betrieb im Reihenhybridmodus. Eine zweite Bremse 1152 verbindet das Hohlrad 1144 und das Hohlrad 1134 über Verbindungselement 1172 selektiv mit dem Getriebegehäuse 1160.
  • Die Ausführungsform 1110 umfasst auch einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator 1180, 1182 bzw. 1184. Der Stator des ersten Motors/Generators 1180 ist an dem Getriebegehäuse 1160 befestigt. Der Rotor des ersten Motors/Generators 1180 ist an dem Sonnenrad 1122 über einen versetzten Antrieb 1190, wie einen Riemen oder eine Kette, befestigt, der das Drehzahlverhältnis ändern kann.
  • Der Stator des zweiten Motors/Generators 1182 ist an dem Getriebegehäuse 1160 befestigt. Der Rotor des zweiten Motors/Generators 1182 ist an dem Hohlrad 1134 und dem Hohlrad 1144 über Verbindungselement 1172 befestigt.
  • Der Stator des dritten Motors/Generators 1184 ist an dem Getriebegehäuse 1160 befestigt. Der Rotor des dritten Motors/Generators 1184 ist an dem Sonnenrad 1142 über ein versetztes Zahnrad 1192 befestigt, das das Drehzahlverhältnis ändern kann.
  • Das Hybridgetriebe 1114 nimmt Leistung von der Maschine 12 auf und tauscht auch Leistung mit einer elektrischen Leistungsquelle 1186 aus, die funktional mit einem Controller 1188 verbunden ist. Fachleute in der Getriebetechnik werden erkennen, dass die gewünschten stufenlos verstellbaren Antrieb/Abtrieb-Drehzahlverhältnisse durch geeignete Wahl des Betriebszustands der Bremsen und Drehzahlen der Motoren/Generatoren realisiert werden können.
  • Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims (16)

  1. Elektrisch verstellbares Getriebe, umfassend: ein Antriebselement zur Aufnahme von Leistung von einer Maschine; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator; einen ersten, zweiten und dritten Differenzialzahnradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; eine erste Bremse, die zumindest ein Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element verbindet; wobei das Antriebselement ständig mit einem Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes verbunden ist, und das Abtriebselement ständig mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Zahnradsatzes und mit dem ersten Element des dritten Zahnradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem zweiten Element des zweiten Zahnradsatzes verbindet; wobei der erste Motor/Generator ständig mit einem Element des ersten oder zweiten Zahnradsatzes verbunden ist; wobei der zweite Motor/Generator ständig mit einem Element des zweiten oder dritten Zahnradsatzes verbunden ist; wobei der dritte Motor/Generator ständig mit einem anderen Element des ersten oder dritten Zahnradsatzes verbunden ist; wobei der erste, zweite und dritte Motor/Generator auf eine koordinierte Weise betreibbar sind, um ein elektrisch verstellbares Getriebe mit einem stufenlos verstellbaren Bereich von Drehzahlverhältnissen zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement bereitzustellen.
  2. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 1 wobei eine der Bremsen betreibbar ist, um einen Reihenhybridbetrieb zu ermöglichen.
  3. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 1, wobei der erste, zweite und dritte Differenzialzahnradsatz Planetenradsätze sind.
  4. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 3, wobei Träger von jedem der Planetenradsätze Einzelplanetenträger sind.
  5. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 3, wobei mindestens ein Träger der Planetenradsätze ein Doppelplanetenträger ist.
  6. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 1, das ferner eine zweite Bremse umfasst, die ein Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet.
  7. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 6, das ferner eine dritte Bremse umfasst, die ein Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet.
  8. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 1, wobei zumindest einer der Motoren/Generatoren mit den Zahnradsätzen durch eine Vorrichtung mit festem oder variablem Drehzahlverhältnis, wie einen herkömmlichen Zahnradsatz, einen Riemenantrieb, einen Kettenantrieb oder Kombinationen davon, verbunden ist.
  9. Elektrisch verstellbares Getriebe, umfassend: ein Antriebselement zur Aufnahme von Leistung von einer Maschine; ein Abtriebselement; einen ersten, zweiten und dritten Motor/Generator; einen ersten, zweiten und dritten Differenzialzahnradsatz, die jeweils ein erstes, zweites und drittes Element aufweisen; eine Bremse, die zumindest ein Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes selektiv mit einem feststehenden Element verbindet; wobei das Antriebselement ständig mit einem Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes verbunden ist, und das Abtriebselement ständig mit einem anderen Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes verbunden ist; ein erstes Verbindungselement, das das erste Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem ersten Element des zweiten Zahnradsatzes und mit dem ersten Element des dritten Zahnradsatzes verbindet; ein zweites Verbindungselement, das das zweite Element des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem zweiten Element des zweiten Zahnradsatzes verbindet; wobei der erste, zweite und dritte Motor/Generator ständig mit Elementen der Zahnradsätze verbunden sind; wobei der erste, zweite und dritte Motor/Generator auf eine koordinierte Weise betreibbar sind, um ein elektrisch verstellbares Getriebe mit einem stufenlos verstellbaren Bereich von Drehzahlverhältnissen zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement bereitzustellen.
  10. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 9, wobei die Bremse betreibbar ist, um in dem elektrisch verstellbaren Getriebe einen Reihenhybridbetrieb zu ermöglichen.
  11. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 9, wobei der erste, zweite und dritte Differenzialzahnradsatz Planetenradsätze sind.
  12. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 11, wobei Träger von jedem der Planetenradsätze Einzelplanetenträger sind.
  13. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 11, wobei mindestens ein Träger der Planetenradsätze ein Doppelplanetenträger ist.
  14. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 11, das ferner eine zweite Bremse umfasst, die Elemente des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet.
  15. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 14, das ferner eine dritte Bremse umfasst, die ein Element des ersten, zweiten oder dritten Zahnradsatzes selektiv mit dem feststehenden Element verbindet.
  16. Elektrisch verstellbares Getriebe nach Anspruch 11, wobei zumindest einer der Motoren/Generatoren mit den Zahnradsätzen durch eine Vorrichtung mit festem oder variablem Drehzahlverhältnis, wie einen herkömmlichen Zahnradsatz, einen Riemenantrieb, einen Kettenantrieb oder Kombinationen davon, verbunden ist.
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