DE102008006578A1

DE102008006578A1 - Fahrzeugantriebssystem, Leistungssteuerungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern von Leistung

Info

Publication number: DE102008006578A1
Application number: DE102008006578A
Authority: DE
Inventors: Patrick B. Troy Usoro
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2008-08-28
Also published as: CN101244693A; US20080179119A1; US7753147B2; CN101244693B

Abstract

Es wird ein Leistungsverteilungssystem für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine offenbart. Das Leistungsverteilungssystem umfasst einen Elektromotor/Generator, ein Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystem mit einem ersten Nebenaggregat und eine Leistungsverteilungsvorrichtung. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst ein erstes Leistungsübertragungselement mit einer ersten Welle, wobei die erste Welle zum Übertragen von Leistung zu der Brennkraftmaschine und von der Brennkraftmaschine ausgelegt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst weiterhin ein zweites Leistungsübertragungselement mit einer zweiten Welle, wobei die zweite Welle zum Übertragen von Leistung zu dem Motor/Generator und von dem Motor/Generator ausgelegt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst weiterhin ein drittes Leistungsverteilungselement mit einer dritten Welle, wobei die dritte Welle zum Übertragen von Leistung zu dem Nebenaggregatantriebssystem zum Antreiben des ersten Nebenaggregats ausgelegt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst weiterhin eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Leistungsverteilungssystem eines Fahrzeugs und insbesondere ein Leistungsverteilungssystem eines Fahrzeugs zum Übertragen von Leistung zwischen einer Brennkraftmaschine, einem Motor/Generator und einem Nebenaggregatantriebssystem.
Hintergrund der Erfindung
Moderne Fahrzeuge nutzen Nebenaggregatantriebssysteme zum Liefern von Leistung zu Fahrzeugnebenaggregaten (z. B. Klimaanlagen, Servolenkungsanlagen, Bremskraftverstärkung, Drehstromgeneratoren und Pumpen (z. B. Öl, Kühlmittel und dergleichen). Das Nebenaggregatantriebssystem umfasst einen mit der Brennkraftmaschine durch eine oder mehrere Riemenscheiben gekoppelten Riemen. Ein Problem in Verbindung mit modernen Fahrzeugen besteht darin, dass Leistung nicht so effizient wie gewünscht zu den Nebenaggregaten übertragen wird. Moderne Nebenaggregatantriebssysteme liefern ausreichend Leistung, um Nebenaggregate über dem gesamten Bereich der Betriebsdrehzahlen der Brennkraftmaschine zu betreiben. Brennkraftmaschinen können bei Drehzahlen von zum Beispiel 500 U/min (Umdrehungen pro Minute) bis zu 8.000 U/min arbeiten, und die Riemenscheiben der Nebenaggregatantriebssysteme arbeiten bei Drehzahlen, die zur Drehzahl der Brennkraftmaschine direkt proportional sind. Um den Fahrzeugnebenaggregaten über dem gesamten Bereich von Betriebsdrehzahlen der Brennkraftmaschine ausreichend Leistung zu liefern, wird ein festes Verhältnis von Drehzahl der Brennkraftmaschine zu Drehzahl der Riemenscheibe des Nebenaggregatantriebssystems gewählt, so dass das Nebenaggregatantriebssystem ausreichend Leistung zum Betreiben der Nebenaggregate bei den niedrigsten Brennkraftmaschinendrehzahlen verteilen kann. Durch Wählen des Verhältnisses in solcher Art, dass die Brennkraftmaschine ausreichend Leistung zum Betreiben der Nebenaggregate bei den niedrigsten Brennkraftmaschinendrehzahlen liefert, ist die Brennkraftmaschine so ausgelegt, dass sie den Nebenaggregaten bei höheren Brennkraftmaschinendrehzahlen überschüssige Leistung liefert, und die überschüssige Energie wird dadurch durch das Fahrzeug dissipiert.
Bei modernen Hybridfahrzeugen schaltet die Brennkraftmaschine unter ausgewählten Bedingungen (z. B. wenn das Fahrzeug bremst oder wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet) ab, um den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine zu senken. Die Hybridfahrzeuge nutzen Elektromotoren, um Nebenaggregate anzutreiben, wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist. Ein Problem in Verbindung mit modernen Hybridfahrzeugen ist, dass die Elektromotoren unter allen Betriebsbedingungen zum Antreiben der Nebenaggregate genutzt werden. Dies ist aufgrund des geringen Gesamtwirkungsgrads bei der Umwandlung mechanischer Energie aus der Brennkraftmaschine in elektrische Energie, des Speicherns der elektrischen Energie in dem Akku als chemische Energie, der Umwandlung der chemischen Energie aus dem Akku in elektrische Energie dann zurück in mechanische Energie, um die Nebenaggregate anzutreiben, unrationell. Zudem steigert dieses Vorgehen die Fahrzeugkosten gegenüber Fahrzeugen mit Leistungsverteilungssystemen, die Nebenaggregate durch direktes Übertragen von durch die Brennkraftmaschine erzeugter Drehleistung antreiben.
Daher ist ein Leistungsverteilungssystem erforderlich, das Leistung zu Fahrzeugnebenaggregaten effizienter verteilen kann und Fahrzeugkosten senken kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Hierin wird ein Leistungsverteilungssystem für ein eine Brennkraftmaschine aufweisendes Hybridfahrzeug nach beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung offenbart. Das Leistungsverteilungssystem umfasst einen Elektromotor/Generator, ein Fahrzeugnebenaggregatantriebssystem mit einem ersten Nebenaggregat und eine Leistungsverteilungsvorrichtung. Die Leistungsverteilungsvorrichtung steht in Wirkverbindung mit der Brennkraftmaschine, dem Elektromotor/Generator und dem Fahrzeugnebenaggregatantriebssystem. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst ein erstes Leistungsübertragungselement mit einer ersten Welle, wobei die erste Welle zum Übertragen von Leistung zu der Brennkraftmaschine und von der Brennkraftmaschine ausgelegt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst weiterhin ein zweites Leistungsübertragungselement mit einer zweiten Welle, wobei die zweite Welle zum Übertragen von Leistung zum Motor/Generator und von dem Motor/Generator ausgelegt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst weiterhin ein drittes Leistungsübertragungselement mit einer dritten Welle, wobei die dritte Welle zum Übertragen von Leistung zu dem Nebenaggregatantriebssystem zum Antreiben des ersten Nebenaggregats ausgelegt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst weiterhin eine erste Kupplung, die zum drehenden Koppeln von zwei beliebigen der ersten Welle, der zweiten Welle und der dritten Welle ausgelegt ist. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst weiterhin eine zweite Kupplung, die zwischen dem ersten Leistungsübertragungselement und einem drehfesten Gehäuse angeordnet ist. Der Elektromotor/Generator, die Brennkraftmaschine oder eine Kombination aus dem Elektromotor/Generator und der Brennkraftmaschine kann durch die Leistungsverteilungsvorrichtung dem Nebenaggregat Leistung liefern. Die dritte Welle der Leistungsverteilungsvorrichtung ist dafür ausgelegt, bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu arbeiten, wobei die vorgegebene Geschwindigkeit unabhängig von der Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine ist.
Hierin wird ein Verfahren zum Betreiben einer ein Fahrzeugnebenaggregatantriebssystem bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit antreibenden Welle nach beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung offenbart. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines Eingangsleistungsniveaus zum Betreiben des Fahrzeugnebenaggregatantriebssystems. Das Verfahren umfasst weiterhin das Ermitteln eines Ausgangsleistungsniveaus der Brennkraftmaschine, der zum Betreiben des Fahrzeugnebenaggregatantriebssystems zur Verfügung steht. Wenn das Eingangsleistungsniveau des Fahrzeugnebenaggregatantriebssystems größer als das Ausgangsleistungsniveau der Brennkraftmaschine ist, dann umfasst das Verfahren das Ermitteln eines Motorbetriebleistungsniveaus zum Betreiben des Motors/Generators. Wenn das Eingangsleistungsniveau des Fahrzeugnebenaggregatantriebssystems kleiner als das Ausgangsleistungsniveau der Brennkraftmaschine ist, dann umfasst das Verfahren das Ermitteln eines Generatorbetriebleistungsniveaus zum Betreiben des Motors/Generators.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Leistungsübertragungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung;
2 ist ein Schalthebeldiagramm, das die relativen Geschwindigkeiten eines Brennkraftmaschinen-Leistungsübertragungselements, eines Motor/Generator-Leistungsübertragungselements und eines Nebenaggregat-Leistungsübertragungselements einer Leistungsübertragungsvorrichtung des Leistungsübertragungssystems von 1 zeigt;
3 ist eine schematische Darstellung eines anderen Leistungsübertragungssystems gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform;
4 ist eine schematische Darstellung eines anderen Leistungsübertragungssystems nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform;
5 ist eine schematische Darstellung eines anderen Leistungsübertragungssystems nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform;
6 ist eine schematische Darstellung eines anderen Leistungsübertragungssystems nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform; und
7 ist eine schematische Darstellung eines anderen Leistungsübertragungssystems nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Nun wird ein Leistungsverteilungssystem für ein Hybridfahrzeug nach beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. Das Leistungsverteilungssystem umfasst eine Leistungsverteilungsvorrichtung. Die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst ein Brennkraftmaschinen-Leistungsübertragungselement, ein Motor/Generator-Leistungsübertragungselement und ein Nebenaggregat-Leistungsübertragungselement.
Jedes Leistungsübertragungselement ist dafür ausgelegt, mit den anderen Leistungsübertragungselementen zum Übertragen ausgewählter Leistungsbeträge in einem Fahrzeug während verschiedener Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zu kommunizieren. Im Einzelnen ist jedes Leistungsübertragungselement dafür ausgelegt, Drehleistung zu übertragen. Der Begriff Drehleistung soll jede durch die Drehbewegung einer Vorrichtung erzeugte Leistung (d. h. Leistung, die ein Drehmoment und eine Winkelgeschwindigkeit umfasst) einschließen. Daher kann das Leistungsübertragungselement jedes Element umfassen, das eine solche Leistung übertragen kann.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfassen die Leistungsübertragungselemente Wellen, die durch ein oder mehrere Zahnräder in Verbindung stehen. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können die Wellen aber durch Rollen, Kettenräder, Riemenscheiben, Räder und dergleichen miteinander in Verbindung stehen. Die Leistungsübertragungselemente können direkt miteinander in Verbindung stehen, zum Beispiel können die Leistungsübertragungselemente Leistung durch Reibungskontakt oder durch das Kämmen von Zahnrädern übertragen. Weiterhin können die Leistungsübertragungselemente durch ein Zwischenelement kommunizieren, zum Beispiel durch Ketten, Riemenscheiben und dergleichen.
Weiterhin kann jedes Leistungsübertragungselement durch Felder, zum Beispiel durch Magnetfelder und dergleichen, kommunizieren. Des Weiteren kann jedes Leistungsübertragungselement durch Fluidkupplungen kommunizieren.
Das Leistungsübertragungselement der Brennkraftmaschine umfasst eine erste Welle. Die erste Welle ist dafür ausgelegt, Leistung zur Brennkraftmaschine und von der Brennkraftmaschine zu übertragen. Das Leistungsübertragungselement von Motor/Generator umfasst eine zweite Welle. Die zweite Welle ist dafür ausgelegt, Leistung zu dem Motor/Generator und von dem Motor/Generator zu übertragen. Das Leistungsübertragungselement des Nebenaggregats umfasst eine dritte Welle. Die dritte Welle ist dafür ausgelegt, Leistung zum Antreiben des Nebenaggregatantriebssystems zu übertragen.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung ist dafür ausgelegt, unabhängig von der Brennkraftmaschinengeschwindigkeit Leistung bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu dem Fahrzeugnebenaggregatantriebssystem zu übertragen. Das Leistungsverteilungssystem kann Leistung bei der vorgegebenen Geschwindigkeit zu den Fahrzeugnebenaggregaten übertragen, wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist oder wenn die Brennkraftmaschine bei einer Betriebsdrehzahl (z. B. bei Betriebsdrehzahlen von 0 bis 8.000 U/min) arbeitet. Ferner kann das Leistungsverteilungssystem Leistung zu dem Motor/Generator übertragen und der Motor/Generator kann Leistung für spätere Nutzung in Akkus speichern.
Das Leistungsverteilungssystem kann mehrere Auslegungen aufweisen, die für verschiedene Betriebsbedingungen gewählt werden. Die Leistungsübertragungselemente, die Nebenaggregate und der Motor/Generator können getrennt von der Brennkraftmaschine angeordnet werden, um die Gesamtlänge der Brennkraftmaschine zu reduzieren und dadurch ein Raummaß des Brennkraftmaschinenraums zu verringern.
Unter Bezug auf 1 wird ein beispielhaftes Leistungsverteilungssystem 10 gezeigt. Das System 10 umfasst eine Leistungsverteilungsvorrichtung 12, ein Brennkraftmaschinenantriebssystem 14, einen Elektromotor/Generator 16 und ein Nebenaggregatantriebssystem 18.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 12 ist zum selektiven Übertragen von Leistung zwischen dem Brennkraftmaschinenantriebssystem 14, dem Motor/Generator 16 und dem Nebenaggregatantriebssystem 18 vorgesehen. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 12 umfasst ein Brennkraftmaschinen-Leistungsübertragungselement 30, ein Motor/Generator-Leistungsübertragungselement 32, ein Nebenaggregat-Leistungsübertragungselement 34, eine Kupplung 36 (hierin auch als erste Kupplung bezeichnet), eine Einwegkupplung 38 (hierin auch als zweite Kupplung bezeichnet) und ein Gehäuse 40.
Das Brennkraftmaschinen-Leistungsübertragungselement 30 umfasst mehrere Planetenräder 44 und eine Trägerwelle 46. Die Trägerwelle 46 umfasst eine Mittelwelle mit sich davon erstreckenden Armelementen. Die Planetenräder 44 sind mit dem Armelement so drehbar verbunden, dass jedes Planetenrad eine von einer Achse der Trägerwelle versetzte Achse umfasst. Die Planetenräder sind „drehbar verbunden", so dass die Planetenräder unabhängig von der Trägerwelle drehen können, wodurch es jedem Planetenrad ermöglicht wird, an seiner eigenen Achse zu drehen, während es der Trägerwelle ermöglicht wird, um die Achse der Trägerwelle zu drehen.
Das Motor/Generator-Leistungsübertragungselement 32 umfasst ein Sonnenrad 50 und eine Sonnenradwelle 52. Das Sonnenrad 50 ist mit der Sonnenradwelle 52 stetig verbunden. Der Begriff „stetig" verbunden, so wie er hierin verwendet wird, bezeichnet das Verbinden von Elementen, wobei die Elemente während des Betriebs die gleiche Drehgeschwindigkeit aufweisen.
Das Nebenaggregat-Leistungsübertragungselement 34 umfasst ein Hohlrad 60 und eine Hohlradwelle 62. Das Hohlrad 60 ist mit der Hohlradwelle 62 stetig verbunden, so dass die Hohlradwelle 62 zusammen mit dem Hohlrad 60 dreht.
Die Kupplung 36 ist so ausgelegt, dass sie die Hohlradwelle 62 und die Trägerwelle 46 selektiv arretiert. Wenn die Kupplung 36 eingerückt ist, sind die Hohlradwelle 62 und die Trägerwelle 46 drehfest arretiert. Drehfest arretiert, so wie es hier verwendet wird, wird zur Bezeichnung einer solchen Arretierung verwendet, dass die Zahnräder bei der gleichen Geschwindigkeit drehen. Weiterhin arbeitet die Sonnenradwelle auch bei der gleichen Drehgeschwindigkeit wie die Hohlradwelle 62 und die Trägerwelle 46, wenn die Kupplung 36 eingerückt ist. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann eine Kupplung zwei beliebige der drei Wellen oder alle drei Wellen drehfest arretieren, wobei das Arretieren von mindestens zwei der Wellen bewirkt, dass alle drei Wellen bei der gleichen Geschwindigkeit drehen (d. h. das Drehzahlverhältnis zwischen der Hohlradwelle, der Trägerwelle und der Sonnenradwelle beträgt 1:1:1). Wenn die Kupplung nicht eingerückt ist, hängen die relativen Drehzahlen der Hohl-, Träger- und Sonnenwelle von den Übersetzungen von Hohlrad zu Sonnenrad ab, wie dem Fachmann gut bekannt ist. Die Zähneverhältnisse von Hohlrad zu Sonnenrad liegen typischerweise in dem Bereich von 1,5:1 bis 3,0:1. Ferner können zusätzliche Zahnräder, Riemenscheiben oder Dreh momentumwandlungselemente an verschiedenen Stellen in dem Leistungsverteilungssystem 12 angeordnet sein, um zwischen den Komponenten des Systems 12 ausgewählte Drehmomentwerte vorzusehen. Das endgültige Drehmomentübertragungsverhältnis ist eine Funktion der Übersetzungen zwischen den Hohl-, Planeten- und Sonnenrädern und zusätzlicher Übersetzungen aufgrund von Zahnrädern, Riemenscheiben, etc. gemäß gut bekannter Beziehungen.
Die Einwegkupplung 38 ermöglicht die Drehung der Trägerwelle 46 in einer zweiten Richtung, während sie die Drehung der Trägerwelle 46 in einer ersten Richtung durch Verbinden des Trägers mit dem Gehäuse 40 verhindert. Die Einwegkupplung 38 lässt dadurch eine Kurbelwelle 72 des Brennkraftmaschinenantriebssystems nur in der zweiten Richtung drehen, während sie die Drehung der Kurbelwelle 72 in der ersten Richtung verhindert. Auch wenn die Kupplung 38 als „Einweg"-Kupplung beschrieben wird, versteht sich, dass die Kupplung 38 in anderen beispielhaften Ausführungen auch eine Zweiwegkupplung sein könnte, wobei die Zweiwegkupplung die Trägerwelle 46 während ausgewählter Betriebsbedingungen selektiv greifen oder freigeben kann, um die Drehung der Trägerwelle 46 zu verhindern.
Das Brennkraftmaschinen-Antriebssystem 14 ist zum Erzeugen von Drehleistung aus einer Reihe von Verbrennungsreaktionen vorgesehen. Das Brennkraftmaschinen-Antriebssystem umfasst eine Brennkraftmaschine 70, die Kurbelwelle 72, eine Kurbelwellenriemenscheibe 74, einen Riemen 76 und eine Brennkraftmaschinen-Antriebsriemenscheibe 78.
Die Brennkraftmaschine 70 kann ausgewählte Leistungsniveaus oder -pegel erzeugen, um ausreichend Leistung zum Betreiben des Fahrzeugs unter verschiedenen Drehzahlen und Betriebsbedingungen vorzusehen.
Weiterhin kann das Fahrzeug die Brennkraftmaschine unter ausgewählten Betriebsbedingungen abschalten, um Kraftstoff, Schadstoffausstoß oder Geräusch zu steuern. Insbesondere kann das Fahrzeug die Brennkraftmaschine abschalten, wenn das Fahrzeug langsamer wird oder wenn das Fahrzeug angehalten wird. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Brennkraftmaschine 14 ein Benzinmotor. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können Systeme Brennkraftmaschinen umfassen, die andere Kraftstoffe nutzen können. Die Brennkraftmaschine kann zum Beispiel ein Dieselmotor oder eine zum Laufen mit anderen Brennstoffen ausgelegte Brennkraftmaschine (z. B. Ethanol, andere Kohlenwasserstoffe und dergleichen) sein. Die Brennkraftmaschine ist mit der Kurbelwelle 72 wirkverbunden. Die Kurbelwelle 72 ist dafür ausgelegt, als Reaktion auf sich in den Brennräumen der Brennkraftmaschine entspannende Gase zu drehen.
Die Kurbelwellenriemenscheibe 74 ist mit der Kurbelwelle 72 so verbunden, dass sich die Kurbelwellenriemenscheibe 74 zusammen mit der Kurbelwelle 72 dreht. Die Brennkraftmaschinen-Antriebsriemenscheibe 78 ist mit der Trägerwelle 46 so verbunden, dass die Antriebsriemenscheibe 78 zusammen mit der Trägerwelle 46 dreht.
Die Brennkraftmaschinen-Antriebsriemenscheibe 78 ist mit der Kurbelwellenriemenscheibe 74 durch den Riemen 76 so verbunden, dass Drehleistung zwischen der Kurbelwellenriemenscheibe und der Brennkraftmaschinen-Antriebsriemenscheibe übertragen werden kann.
Der Motor/Generator 16 ist dafür ausgelegt, in einem Motorarbeitsmodus und in einem Generatorarbeitsmodus zu arbeiten. Wenn der Motor/Generator 16 in dem Motorarbeitsmodus betrieben wird, wird die zum Beispiel in den (nicht dargestellten) Akkus gespeicherte elektrische Energie durch den Motor/Generator in mechanische Drehenergie umgewandelt, die der Sonnenradwelle 52 geliefert wird. Wenn der Motor/Generator 16 in dem Generatorarbeitsmodus betrieben wird, wird von der Sonnenradwelle 52 vorgesehene Drehenergie in elektrische Energie umgewandelt, die für spätere Nutzung in den Akkus gespeichert werden kann.
Ein (nicht dargestelltes) Steuergerät ist mit dem Motor/Generator 16 elektrisch verbunden. Das Steuergerät kann jede Vorrichtung sein, die ein zum Feststellen, ob der Motor/Generator 16 in dem Motorarbeitsmodus oder dem Generatorarbeitsmodus arbeitet, verwendetes Mittel sowie ein zum Steuern der Drehgeschwindigkeit der Sonnenradwelle 52 verwendetes Mittel durch Steuern von elektrischen Spannungen und elektrischen Strömen in dem Motor/Generator 16 vorsehen kann. Das Steuergerät ermittelt den Betriebsmodus und die erwünschte Drehrichtung sowie Geschwindigkeit der Sonnenradwelle 52 beruhend auf Eingangssignalen, die Brennkraftmaschinenzustand (d. h. Aus, Anlassen oder Laufen), Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschinenkurbelwelle 72, Drehgeschwindigkeit der Trägerwelle 46, Drehgeschwindigkeit der Sonnenradwelle 52, Drehgeschwindigkeit der Hohlradwelle 62, Zustand (d. h. eingerückt oder ausgerückt) der Kupplung 36 sowie Zustand (d. h. eingerückt oder ausgerückt) der Einwegkupplung 38 umfassen können. In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Steuergerät andere Eingangssignale nutzen, um die Arbeitsleistung des Leistungsverteilungssystems zu optimieren. Diese anderen Signale können beim Steuern von Brennkraftmaschinenbetrieben genutzte Signale (z. B. ein von einem Brennkraftmaschinensteuergerät (ECM, kurz vom engl. Engine Control Module) genutztes Signal) umfassen.
Wenn ein Ausgangsleistungsniveau der Brennkraftmaschine größer als ein Eingangsleistungsniveau zum Antreiben des Fahrzeugs und zum Betrei ben des Nebenaggregatantriebssystems ist, richtet das Steuergerät den Motor/Generator 16 in einem Generatorarbeitsmodus ein. Weiterhin steuert das Steuergerät den Betrieb des Motors/Generators so, dass die Drehgeschwindigkeit der Sonnenradwelle 52 bei einem Sollwert gehalten wird (z. B. bei einer Drehgeschwindigkeit, die die Nebenaggregate mit dem höchsten Wert an Energiewirkungsgrad betreibt, während eine angemessene Funktion vorgesehen wird).
Wenn der Motor/Generator 16 sich in dem Motorarbeitsmodus befindet, empfängt der Motor/Generator 16 von den Akkus elektrische Leistung. Der von den Akkus gelieferte elektrische Strom kann den Motor antreiben, um die Sonnenradwelle 52 zu drehen. Das Steuergerät kann die elektrische Leistung steuern und dadurch die Drehgeschwindigkeit der Sonnenradwelle steuern. Durch Steuern der Drehgeschwindigkeit der Sonnenradwelle kann das Steuergerät den Betrag an Leistung steuern, der der Leistungsverteilungsvorrichtung 12 über die von der Brennkraftmaschine 14 hinaus gelieferte Leistung geliefert wird, und kann dadurch die Drehgeschwindigkeit der Hohlradwelle 62 steuern, die das Nebenaggregatantriebssystem 18 antreibt.
Das Eingangsleistungsniveau zum Betreiben des Nebenaggregatantriebssystems kann während des Betriebs des Nebenaggregatantriebssystems beruhend darauf, welche Nebenaggregate betrieben werden und auf dem von jedem betriebenen Nebenaggregat genutzten Leistungsniveau schwanken. Der Eingangsleistungspegel kann zum Beispiel Leistungsniveau von 0,1 PS bis 10 PS umfassen. Ein Sensor kann eine Betriebsdrehzahl des Nebenaggregatantriebssystems detektieren und ein Signal, das die Nebenaggregat-Antriebssystemdrehzahl anzeigt, an das Steuergerät senden. Alternativ ist die Nebenaggregat-Antriebsystemdrehzahl aus der Brennkraftmaschinen-Abtriebsdrehzahl (z. B. Kurbelwelle), Motordrehzahl (z. B. Phasensteuersignale) und den bekannten Übersetzungsbeziehungen zwischen den Hohl-, Sonnen- und Planetenrädern bekannt. Das Steuergerät kann dann das Leistungseingangsniveau oder das Leistungsausgangsniveau des Motors/Generators ändern, um die Drehgeschwindigkeit des Nebenaggregatantriebssystems zu halten, wenn sich die Leistungsforderung der Nebenaggregate ändert.
Das Nebenaggregatantriebssystem 18 umfasst eine Nebenaggregatantriebsriemenscheibe 80, ein erstes Nebenaggregat 82, ein zweites Nebenaggregat 84, eine erste Nebenaggregatantriebsriemenscheibe 86, eine zweite Nebenaggregatantriebsriemenscheibe 88 und einen Riemen 90.
Die Nebenaggregatantriebsriemenscheibe 80 ist mit der Hohlradwelle 62 so verbunden, dass sich die Nebenaggregatantriebsriemenscheibe 80 zusammen mit der Hohlradwelle 62 dreht. Die Nebenaggregatantriebsriemenscheibe 80 ist mit der ersten Nebenaggregatriemenscheibe 86 und der zweiten Nebenaggregatriemenscheibe 88 durch den Riemen 90 so verbunden, dass Drehleistung zwischen der Nebenaggregatantriebsriemenscheibe 80 und den Nebenaggregatriemenscheiben 86 und 88 übertragen wird.
Das erste Nebenaggregat 82 und das zweite Nebenaggregat 84 können jeweils ein beliebiges von verschiedenen Arten von Fahrzeugnebenaggregaten sein, darunter eine Klimaanlage, eine Servolenkung, eine Bremskraftverstärkungsanlage, Drehstromgeneratoren und Pumpen (z. B. Wasserpumpen, Ölpumpe, Kühlmittelpumpe und dergleichen) und ähnliche Nebenaggregate. Auch wenn das beispielhafte Nebenaggregatantriebssystem 18 zwei Nebenaggregate 80 und 82 umfasst, versteht sich, dass das beispielhafte Nebenaggregatantriebssystem 18 nur ein Nebenaggregat oder mehr als zwei Nebenaggregate umfassen kann. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das Nebenaggregatantriebssystem eine Klimaanlage, eine Servolenkung, eine Bremskraftverstärkungsanlage, eine Ölpumpe und eine Kühlmittelpumpe. Das Nebenaggregat 82 umfasst eine dafür ausgelegte Welle, Drehleistung von der ersten Nebenaggregatriemenscheibe 86 aufzunehmen, und das zweite Nebenaggregat 84 umfasst eine dafür ausgelegte Welle, Drehleistung von der zweiten Nebenaggregatriemenscheibe 88 aufzunehmen.

Wie vorstehend erwähnt, kann das Leistungsverteilungssystem 12 unter verschiedenen Betriebsbedingungen Leistung unterschiedlich verteilen, um den Energiewirkungsgrad des Fahrzeugs zu maximieren. Weiterhin kann das Leistungsverteilungssystem 12 abhängig von verschiedenen Betriebsbedingungen Leistung von der Brennkraftmaschine, von dem Motor/Generator oder sowohl von der Brennkraftmaschine als auch dem Motor/Generator zu den Nebenaggregaten leiten. Weiterhin kann das Leistungsverteilungssystem Leistung von der Brennkraftmaschine zu dem Motor/Generator (z. B. für das Akku-Aufladen) leiten, oder das Leistungsverteilungssystem kann Leistung von dem Motor/Generator zu der Brennkraftmaschine (z. B. zum Anlassen der Brennkraftmaschine) leiten. Weiterhin kann das Fahrzeug die Leistungsverteilung so steuern, dass sich die Nebenaggregatriemenscheibe bei einer konstanten Geschwindigkeit dreht, so dass die Leistung während verschiedener Fahrzeugbetriebsbedingungen effizient zu den Fahrzeugnebenaggregaten übertragen werden kann. Die Betriebsarten des Leistungsverteilungssystems werden in Tabelle 1 gezeigt. In Tabelle 1 steht MG für Motor/Generator 16 und LÜE steht für Leistungsübertragungselement. Tabelle 1

Betriebsart	Geschwindigkeit des NebenaggregatLÜE 34	Geschwindigkeit des Brennkraftmaschinen-LÜE 30	Geschwindigkeit von Motor/Generator-LÜE 32	Kupplung 38	Kupplung 36
1. Brennkraftmaschine aus/MG treibt Nebenaggregat an	= gewählter Geschwindigkeitswert	Aus	Motorbetrieb – Rückwärtsdrehung	Ein	Aus
2. Niedrige Brennkraftmaschinengeschwindigkeit/Brennkraftmaschine & MG treiben Nebenaggregat an	= gewählter Geschwindigkeitswert	Ein (niedrige Drehzahl)	Motorbetrieb – Rückwärtsdrehung	Aus	Aus
3. Mittlere Brennkraftmaschinengeschwindigkeit/Brennkraftmaschine treibt Nebenaggregat an	= gewählter Geschwindigkeitswert	Ein (mittlere Drehzahl)	Generatorbetrieb – Vorwärtsdrehung	Aus	Aus
4. Hohe Brennkraftmaschinengeschwindigkeit/Brennkraftma schine treibt Nebenaggregat an	= gewählter Geschwindigkeitswert	Ein (hohe Drehzahl)	Generatorbetrieb – Vorwärts-drehung	Aus	Aus
5. Hohe Brennkraftmaschinengeschwindigkeit/Brennkraftmaschine treibt Nebenaggregat & MG an	= Brennkraftmaschinengeschwindigkeit	Ein (hohe Drehzahl)	Aus – Vorwärtsdrehung	Aus	Ein
6. Brennkraftmaschine Aus/MG lässt Brennkraftmaschine an	= Brennkraftmaschinengeschwindigkeit	Aus	Motorbetrieb	Aus	Ein

In Betriebsart 1 ist die Brennkraftmaschine aus und der Motor/Generator liefert den Nebenaggregaten Leistung. Die Kupplung 36 ist eingerückt, so dass Drehleistung nicht von dem Motor/Generator zur Brennkraftmaschine übertragen werden kann, wodurch verhindert wird, dass die Brennkraftmaschine in der ersten (Rückwärts-)Richtung betrieben wird. Die Kupplung 36 ist ausgerückt, um Leistung zwischen dem Motor/Ge nerator und dem Nebenaggregatantriebssystem unter Nutzung einer ausgewählten Übersetzung in der Leistungsverteilungsvorrichtung 12 übertragen zu lassen.
In Betriebsart 2 arbeitet die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Drehzahl, und die Brennkraftmaschine sowie der Motor/Generator liefern Leistung zu den Nebenaggregaten. Die Kupplung 38 ist ausgerückt. Die Kupplung 36 ist ausgerückt, um Leistung zwischen dem Motor/Generator und dem Nebenaggregatantriebssystem unter Nutzung einer ausgewählten Übersetzung in der Leistungsverteilungsvorrichtung 12 übertragen zu lassen.
In Betriebsart 3 arbeitet die Brennkraftmaschine bei einer mittleren Drehzahl und die Brennkraftmaschine liefert den Nebenaggregaten Leistung. Weiterhin wird ein Teil der von der Brennkraftmaschine erzeugten Drehleistung zu dem Motor/Generator übertragen und wird in elektrischen Strom umgewandelt. Der elektrische Strom wird von den Fahrzeugverbrauchern genutzt oder in den Akkus gespeichert. Die Kupplung 38 ist ausgerückt. Die Kupplung 36 ist ausgerückt, um Leistung zwischen dem Motor/Generator und dem Nebenaggregatantriebssystem unter Nutzung einer ausgewählten Übersetzung in der Leistungsverteilungsvorrichtung 12 übertragen zu lassen. In dieser Betriebsart wird die Nebenaggregatdrehzahl so gesteuert, dass sie größer als die Brennkraftmaschinendrehzahl ist.
In Betriebsart 4 hat die Brennkraftmaschine eine hohe Drehzahl und die Brennkraftmaschine liefert den Nebenaggregaten Leistung. Weiterhin wird ein Teil der von der Brennkraftmaschine erzeugten Drehleistung zu dem Motor/Generator übertragen und wird in elektrischen Strom umgewandelt. Der elektrische Strom wird von den Fahrzeugverbrauchern genutzt oder in den Akkus gespeichert. Die Kupplung 38 ist ausgerückt. Die Kupplung 36 ist ausgerückt, um Leistung zwischen dem Motor/Generator und dem Nebenaggregatantriebssystem unter Nutzung einer ausgewählten Übersetzung in der Leistungsverteilungsvorrichtung 12 übertragen zu lassen. In dieser Betriebsart wird die Nebenaggregatdrehzahl so gesteuert, dass sie kleiner als die Brennkraftmaschinendrehzahl ist.
In Betriebsart 5 liefert die Brennkraftmaschine den Nebenaggregaten Leistung. Weiterhin kann der Motor/Generator so gesteuert werden, dass er entweder im Freilauf (d. h. weder in Motor- noch in Generatorbetrieb ist) oder im Generatorbetrieb ist. Die Kupplung 38 ist ausgerückt. Die Kupplung 36 ist eingerückt, um den Planetenradsatz zu arretieren und die Hohlradwelle 62, die Trägerwelle 46 und die Sonnenradwelle 52 gemeinsam drehen zu lassen, was ein Übertragen von Leistung von der Brennkraftmaschine zu dem Motor/Generator und dem Nebenaggregatantriebssystem ermöglicht.
In Betriebsart 6 ist die Brennkraftmaschine zunächst abgeschaltet und der Motor/Generator wird zum Starten der Brennkraftmaschine genutzt. Die Vorrichtung 12 überträgt Drehleistung von dem Motor/Generator zu der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine wird vor Aufnahme der Verbrennung bei einer gewählten Drehzahl gedreht. Die Kupplung 36 wird eingerückt, so dass die Übersetzung zwischen dem Sonnenrad, dem Träger und dem Hohlrad 1:1:1 beträgt, wodurch die Brennkraftmaschine bei einer ausgewählten Kurbelgeschwindigkeit angetrieben wird. Die Vorrichtung 12 überträgt auch Leistung von dem Motor/Generator zu dem Nebenaggregatantriebssystem, um die Nebenaggregate mit Leistung zu versorgen.
Unter Bezug nun auf 2 zeigt ein Hebeldiagramm die relativen Geschwindigkeiten des Brennkraftmaschinen-Leistungsübertragungselements 30, des Motor/Generator-Leistungsübertragungselements 32, des Nebenaggregat-Leistungsübertragungselements 34. Die Übersetzung zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad beträgt 1,6:1. In den Betriebsarten 1–4 und 6 arbeitet das Nebenaggregatantriebssystem bei einer von dem Motor/Generator gesteuerten Drehzahl. Das Steuergerät empfängt ein Signal, das Brennkraftmaschinendrehzahl anzeigt, oder ein Signal, das Nebenaggregatantriebsdrehzahl anzeigt, und steuert den Motor/Generator, um das Nebenaggregatantriebssystem bei der gewählten Drehzahl zu halten. Die gewählte Drehzahl des Nebenaggregatantriebssystems kann so gewählt werden, dass die Nebenaggregate mit optimalem Energiewirkungsgrad arbeiten können. In einer beispielhaften Ausführungsform liegt die gewählte Drehzahl bei etwa 500–7.000 Umdrehungen pro Minute, spezifisch bei etwa 1.000–3.000 Umdrehungen pro Minute und noch spezifischer bei etwa 1.500 Umdrehungen pro Minute. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Differential(Planteten)getriebeanordnung und die Zähneverhältnisse der Zahnradsätze geeignet gewählt werden können, um bestimmten Anwendungen zu entsprechen.

Unter Bezug nun auf 1 sowie 3–7 werden beispielhafte Leistungserzeugungssysteme 10, 100, 120, 140, 150 und 160 gezeigt. Wie in Tabelle 2 nachstehend zusammengefasst wird, kann ein Planetenradsystem Leistung zwischen den Nebenaggregaten, der Brennkraftmaschine und dem Motor/Generator unter Nutzung verschiedener Auslegungen liefern. Die Auslegung kann so gewählt werden, dass sie die Drehmomentübertragung zwischen Komponenten optimiert und/oder den Raum in dem Fahrzeug optimiert. In den verschiedenen Auslegungen werden beispielhafte Übersetzungen für die Hohl- bis Sonnenräder gegeben. Tabelle 2

Figur (beispielhaftes Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis	Nebenaggregat	Brennkraftmaschine	Motor/Generator	Kupplung 2	Kupplung 1
1 (H/S = 1,6)	Hohlrad	Träger	Sonnenrad	Träger	Hohlrad-Träger
3 (H/S = 1,6)	Sonnenrad	Träger	Hohlrad	Träger	Sonnenrad-Träger
4 (H/S = 2,6)	Träger	Hohlrad	Sonnenrad	Hohlrad	Hohlrad-Träger
5 (H/S = 1,6)	Hohlrad	Träger	Sonnenrad	Träger	Hohlrad-Träger
6 (H/S = 1,6)	Sonnenrad	Träger	Hohlrad	Träger	Sonnenrad-Träger
7 (H1/S1 = 1,6 H2/S2 = 2,0)	Hohlrad	Träger	Sonnenrad	Träger	Hohlrad-Träger

Unter Bezug auf 3 wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Leistungsverteilungssystems 100 gezeigt. Das Leistungsverteilungssystem 100 umfasst eine Leistungsverteilungsvorrichtung 102, das Brennkraftmaschinenantriebssystem 14, den Motor/Generator 16 und das Nebenaggregatantriebssystem 18.
Das Leistungsverteilungssystem 102 ist ein Planetenradsystem, das ein Sonnenrad, eine Sonnenradwelle 52, einen Planetenradträger, eine Trägerwelle 46, ein Hohlrad und eine Hohlradwelle 62 umfasst. Die Sonnenradwelle 52 ist mit dem Nebenaggregatantriebssystem durch eine Nebenaggregatantriebsriemenscheibe verbunden. Die Planetenradträgerwelle 46 ist mit dem Brennkraftmaschinenantriebssystem durch eine Brennkraftmaschinenantriebssystemriemenscheibe verbunden. Das Hohlrad ist mit dem Motor/Generator durch die Hohlradwelle 62 verbunden. Diese Anordnung des Leistungsverteilungssystems ermöglicht es, dass die Mo tor/Generator-Drehzahl während Betriebs bei hoher Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger als für das Leistungsverteilungssystem 10 ist.
Unter Bezug auf 4 wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Leistungsverteilungssystems 120 gezeigt. Das Leistungsverteilungssystem 120 umfasst eine Leistungsverteilungsvorrichtung 122, das Brennkraftmaschinenantriebssystem 14, den Motor/Generator 16 und das Nebenaggregatantriebssystem 18.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 122 umfasst ein Planetenradsystem mit einem Sonnenrad, einer Sonnenradwelle 52, einem Planetenradträger, einer Trägerwelle 46, einem Hohlrad und einer Hohlradwelle 62. Die Sonnenradwelle 52 ist mit dem Motor/Generator verbunden. Die Planetenradträgerwelle 46 ist mit dem Nebenaggregatantriebssystem 18 durch eine Nebenaggregatantriebssystemriemenscheibe verbunden. Das Hohlrad ist mit dem Brennkraftmaschinenantriebssystem durch eine Brennkraftmaschinenantriebssystemriemenscheibe verbunden. Diese Leistungsverteilungsanordnung ermöglicht die Wahl von praktischen Übersetzungen, die während eines hohen Drehzahlbetriebs der Brennkraftmaschine niedrigere Motor/Generator-Drehzahlen als die Leistungsverteilungssysteme 10 und 100 ergeben.
Unter Bezug auf 5 wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Leistungsverteilungssystems 140 gezeigt. Das Leistungsverteilungssystem 140 umfasst die Leistungsverteilungsvorrichtung 12, das Brennkraftmaschinenantriebssystem 14, den Motor/Generator 16 und das Nebenaggregatantriebssystem 18. Das Leistungsverteilungssystem 140 umfasst weiterhin ein Riemenscheibensystem 142, das zwischen der Sonnenradwelle 52 und einer Welle des Motors/Generators angeordnet ist. Das Riemenscheibensystem 142 ist dafür ausgelegt, das zwischen dem Motor/Ge nerator und dem Leistungsübertragungssystem übertragene Drehmoment anzuheben oder zu senken.
Unter Bezug auf 6 wird eine beispielhafte Ausführungsform eines Leistungsverteilungssystems 150 gezeigt. Das Leistungsverteilungssystem 150 umfasst die Leistungsverteilungsvorrichtung 102, das Brennkraftmaschinenantriebssystem 14, den Motor/Generator 16 und das Nebenaggregatantriebssystem 18. Das Leistungsverteilungssystem 150 umfasst weiterhin ein zwischen der Hohlradwelle 62 und einer Welle des Motors/Generators angeordnetes Zahnradsystem 152. Das Zahnradsystem 152 ist dafür ausgelegt, das zwischen dem Motor/Generator und dem Leistungsübertragungssystem übertragene Drehmoment anzuheben oder zu senken. Auch wenn die Leistungsübertragungssysteme 140 und 150 zwischen dem Motor/Generator und der Leistungsverteilungsvorrichtung angeordnete Drehmomentumwandlungsvorrichtungen zeigen, versteht sich, dass in anderen beispielhaften Ausführungsformen Drehmomentvorrichtungen an anderen Stellen in einem Leistungsverteilungssystem angeordnet sein können (z. B. zwischen der Brennkraftmaschine und der Leistungsverteilungsvorrichtung und zwischen dem Nebenaggregatantriebssystem und der Leistungsverteilungsvorrichtung).
Unter Bezug auf 7 wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Leistungsverteilungsvorrichtung 160 gezeigt. Das Leistungsverteilungssystem 160 umfasst eine Leistungsverteilungsvorrichtung 162, ein zweites Planetenradsystem 164, das zum Anheben des zwischen dem Motor/Generator und dem Leistungsübertragungssystem übertragenen Drehmoments ausgelegt ist, das Brennkraftmaschinenantriebssystem 14, den Motor/Generator 16, das Nebenaggregatantriebssystem 18 und eine Einwegkupplung 166.
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 162 ähnelt im Wesentlichen der Leistungsverteilungsvorrichtung 12 von 5. Die Leistungsverteilungsvorrichtung 162 umfasst aber nicht die Einwegkupplung 38. Stattdessen wird eine Einwegkupplung 166 selektiv mit der Brennkraftmaschinenantriebsriemenscheibe 78 des Brennkraftmaschinenantriebssystems 14 verbunden. Eingerückt ermöglicht die Einwegkupplung 166 die Drehung der Brennkraftmaschinenantriebsriemenscheibe 78 in einer zweiten Richtung, während sie die Drehung der Brennkraftmaschinenriemenscheibe 78 in einer ersten Richtung verhindert. Die Einwegkupplung 166 lässt dadurch die Kurbelwelle 72 nur in der zweiten Richtung drehen, während sie die Drehung der Kurbelwelle 72 in der ersten Richtung verhindert. Auch wenn die Kupplung 166 als „Einweg"-Kupplung beschrieben ist, versteht sich, dass die Kupplung 166 in anderen beispielhaften Ausführungsformen auch eine Zweiwegkupplung sein könnte, wobei die Zweiwegkupplung während ausgewählter Betriebsbedingungen eingerückt ist, um die Drehung der Kurbelwelle 72 in der zweiten Richtung zu verhindern.
Während in der vorstehenden eingehenden Beschreibung der Erfindung verschiedene beispielhafte Ausführungsformen dargelegt wurden, versteht sich, dass es eine große Anzahl anderer Abwandlungen gibt. Es versteht sich ferner, dass die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Auslegung der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken sollten. Vielmehr bietet die vorstehende eingehende Beschreibung dem Fachmann einen praktischen Leitfaden zum Umsetzen einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen der Funktion und Anordnung von Elementen, die in einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben wurden, vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Erfindung abzuweichen.

Claims

Leistungsverteilungssystem für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, wobei das Leistungsverteilungssystem umfasst: einen Elektromotor/Generator; ein Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystem mit einem ersten Nebenaggregat; und eine Leistungsverteilungsvorrichtung in Wirkverbindung mit der Brennkraftmaschine, dem Elektromotor/Generator und dem Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystem, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung umfasst: ein erstes Leistungsübertragungselement mit einer ersten Welle, wobei die erste Welle zum Übertragen von Leistung zu der Brennkraftmaschine und von der Brennkraftmaschine ausgelegt ist; ein zweites Leistungsübertragungselement mit einer zweiten Welle, wobei die zweite Welle zum Übertragen von Leistung zu dem Motor/Generator und von dem Motor/Generator ausgelegt ist; ein drittes Leistungsübertragungselement mit einer dritten Welle, wobei die dritte Welle zum Übertragen von Leistung zu dem Nebenaggregatantriebssystem ausgelegt ist, um das erste Nebenaggregat anzutreiben; und eine zum drehbaren Verbinden von zwei beliebigen der ersten Welle, der zweiten Welle und der dritten Welle ausgelegte erste Kupplung; wobei der Elektromotor/Generator, die Brennkraftmaschine oder eine Kombination des Elektromotors/Generators und der Brennkraftmaschine durch die Leistungsverteilungsvorrichtung Leistung zu dem Nebenaggregatantriebssystem liefern kann und wobei die dritte Welle der Leistungsverteilungsvorrichtung dafür ausgelegt ist, bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu arbeiten, wobei die vorgegebene Geschwindigkeit unabhängig von der Brennkraftmaschinengeschwindigkeit ist.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystem weiterhin ein zweites Fahrzeugnebenaggregat umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 2, wobei Leistung zu dem ersten und zweiten Fahrzeug-Nebenaggregat durch mit einem Riemen wirkverbundene Riemenscheiben geliefert wird, wobei der Riemen Leistung von der dritten Welle aufnimmt.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 1, wobei das erste Nebenaggregat eine Klimaanlage, eine Servolenkungsanlage, eine Bremskraftverstärkungsanlage, eine Ölpumpe oder eine Kühlmittelpumpe umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine zweite Kupplung, wobei die zweite Kupplung dafür ausgelegt ist, ein Übertragen von Leistung von der Leistungsverteilungsvorrichtung zu der Brennkraftmaschine in einer ersten Richtung zu verhindern.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 5, wobei die zweite Kupplung dafür ausgelegt ist, mit dem ersten Leistungsübertragungselement einzurücken, um ein Übertragen von Leistung zu der Brennkraftmaschine in der ersten Richtung zu verhindern.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 1, wobei Leistung zu dem Nebenaggregatantriebssystem bei einem vorgegebenen Leistungsniveau von 0,1 PS bis 10 PS übertragen wird.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 1, wobei die dritte Welle zum Drehen bei einer Geschwindigkeit von 500 bis 6.000 Umdrehungen pro Minute ausgelegt ist, wenn die Brennkraftmaschine bei einer Geschwindigkeit von 0 bis 7.000 Umdrehungen pro Minute arbeitet.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 1, wobei die Leistungsverteilungsvorrichtung ein erstes Planetenradsystem umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 9, wobei das erste Leistungsübertragungselement einen Planetenradträger umfasst, das zweite Leistungsübertragungselement ein Sonnenrad umfasst und das dritte Leistungsübertragungselement ein Hohlrad umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 10, weiterhin umfassend: ein zweites Planetenradsystem, das dafür ausgelegt ist, ein Drehmomentniveau zwischen dem Motor/Generator und dem zweiten Leistungsübertragungselement der Leistungsverteilungsvorrichtung zu andern, wobei das zweite Planetenradsystem ein mit der zweiten Welle stetig verbundenes zweites Hohlrad und ein mit einer vierten Welle stetig verbundenes zweites Sonnenrad umfasst, wobei die vierte Welle zum Übertragen von Leistung zu und von dem Elektromotor/Generator ausgelegt ist.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 10, wobei das Hohlrad/Sonnenrad-Zähneverhältnis bei etwa 1,5 bis etwa 3,0:1 liegt.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 9, wobei das erste Leistungsübertragungselement einen Planetenradträger umfasst, das zweite Leistungsübertragungselement ein Sonnenrad umfasst und das dritte Leistungsübertragungselement ein Hohlrad umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 9, wobei das erste Leistungsübertragungselement ein Hohlrad umfasst, das zweite Leistungsübertragungselement ein Sonnenrad umfasst und das dritte Leistungsübertragungselement einen Planetenradträger umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 1, wobei eine erste Drehmomentumwandlungsvorrichtung zwischen der Leistungsverteilungsvorrichtung und der Brennkraftmaschine, dem Motor/Generator oder dem Nebenaggregatantriebssystem angeordnet ist.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 15, wobei eine zweite Drehmomentumwandlungsvorrichtung zwischen der Leistungsverteilungsvorrichtung und der Brennkraftmaschine, dem Motor/Generator oder dem Nebenaggregatantriebssystem angeordnet ist.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 15, wobei die Drehmomentumwandlungsvorrichtung ein Zahnradsystem umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 15, wobei die Drehmomentumwandlungsvorrichtung ein zweites Planetenradsystem umfasst.
Leistungsverteilungssystem nach Anspruch 15, wobei die Drehmomentumwandlungsvorrichtung ein Riemen- und Riemenscheibensystem umfasst.
Verfahren zum Betreiben einer Welle bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit, wobei die Welle ein Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystem antreibt, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Eingangsleistungsniveaus zum Betreiben des Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystems; Ermitteln eines Ausgangsleistungsniveaus der Brennkraftmaschine, der zum Betreiben des Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystems zur Verfügung steht; und wenn das Eingangsleistungsniveau des Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystems größer als das Ausgangsleistungsniveau der Brennkraftmaschine ist, dann das Ermitteln eines Motorbetrieb-Leistungsniveaus zum Betreiben des Motors/Generators; wenn das Eingangsleistungsniveau des Fahrzeug-Nebenaggregatantriebssystems kleiner als das Ausgangsleistungsniveau der Brennkraftmaschine ist, dann das Ermitteln eines Generatorbetrieb-Leistungsniveaus zum Betreiben des Motors/Generators.