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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Hybridantriebsstrang mit einer
Eingangskupplung zwischen einer Maschine und einem Antriebselement
eines Getriebes.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Hybridantriebsstränge enthalten
eine Maschine, einen oder mehrere Motoren, die für den Vortrieb nutzbar sind,
und eine Energiespeichervorrichtung, um den Motor oder die Motoren
mit Leistung zu versorgen. Ein Typ eines Hybridantriebsstrangs ist ein
Hybridelektroantriebsstrang, der einen Elektromotor/-generator und
eine Batterie als die Energiespeichervorrichtung enthält. Ein
weiterer Typ eines Hybridantriebsstrangs ist ein Fluidhybridantriebsstrang
wie etwa ein Hydraulikhybrid, der einen oder mehrere Fluidmotoren
und einen Fluidakkumulator als die Energiespeichervorrichtung verwendet.
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Ein
spezifischer Typ eines Hybridelektroantriebsstrangs verwendet ein
elektrisch variables Getriebe, das einen oder mehrere Differentialzahnradsätze enthält. Die
Leistung von der Maschine und/oder von den Motoren/Generatoren fließt über verschiedene
Elemente des Differentialzahnradsatzes. Ein Controller kann die
Drehmomentübertragungsmechanismen
in verschiedenen Einrückschemata
steuern, um eine Kombination von Betriebsarten einschließlich elektrisch
variabler Betriebsarten und Festverhältnisbetriebsarten anzubieten.
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In
einem herkömmlichen
Fahrzeug werden Fahrzeugzusatzgeräte wie etwa eine Getriebepumpe,
ein Klimaanlagenkompressor und eine Servolenkungspumpe häufig durch
die Maschinenkurbelwelle angetrieben. Da die Maschine in einem Hybridfahrzeug
unter bestimmten Fahrbedingungen absichtlich angehalten wird, ist
eine alternative Art der Leistungsversorgung solcher Fahrzeugzusatzgeräte notwendig.
Zum Beispiel sind diese Zusatzgeräte gelegentlich mit eigenen
Elektromotoren oder mit einem gemeinsamen Elektromotor für den Lauf
mehrerer Zusatzgeräte
versehen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
wäre ideal,
einen alternativen Betrieb der Fahrzeugzusatzgeräte von der Maschine oder von dem
einem oder von den mehreren Motoren, die bereits in dem Hybridantriebsstrang
vorgesehen sind, zu schaffen, während
außerdem
der Vortrieb des Fahrzeugs sichergestellt wird, ohne dass sich die Maschine
dreht, und der Start der Maschine ohne einen getrennten Startermotor
und eine Starterbatterie sichergestellt wird.
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Ein
Hybridantriebsstrang umfasst eine Maschine, wenigstens einen Motor,
der für
den Vortrieb betreibbar ist, eine Energiespeichervorrichtung zum Liefern
von Leistung an diesen Motor und ein mechanisches Getriebe mit einem
Antriebselement, das mit dem Motor und mit einem Fahrzeugzusatzgerät verbunden
arbeitet. Außerdem
umfasst der Antriebsstrang eine Eingangskupplung, die ausrückbar ist, um
zu ermöglichen,
dass sich das Getriebeantriebselement unabhängig von der Maschinendrehzahl dreht
und Fahrzeugzusatzgeräte,
die ansonsten durch das Maschinendrehmoment angetrieben würden, mit
Leistung versorgt, während
weiter ermög licht
wird, dass die Maschine unter Verwendung von Motorleistung, die über das
Getriebeantriebselement geliefert wird, gestartet wird.
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Genauer
enthält
eine Ausführungsform
eines Antriebsstrangs im Umfang der Erfindung ein elektromechanisches
Hybridgetriebe mit einer Eingangskupplung, die durch ein Vorbelastungselement
wie etwa eine Feder in einen eingerückten Zustand vorbelastet ist.
Ein Betätigungsmechanismus
ist funktional mit einem Controller verbunden und kann zum wahlweisen Überwinden
der Vorbelastungskraft des Vorbelastungselements betätigt werden,
um die Eingangskupplung auszurücken
und dadurch die Maschine von dem Getriebe zu trennen. Ein Fahrzeugzusatzgerät ist funktional
mit dem Antriebselement verbunden und kann durch Drehung des Antriebselements über ein
von dem Motor/Generator geliefertes Drehmoment angetrieben werden,
wenn die Eingangskupplung ausgerückt
ist. Der Betätigungsmechanismus
kann hydraulisch betrieben sein und das Fahrzeugzusatzgerät kann eine
Pumpe sein, die den Hydraulikdruck zum Betätigen des Betätigungsmechanismus
liefert. Alternativ kann der Betätigungsmechanismus
ein elektrisches Stellglied wie etwa ein Elektromagnet sein. Auf
jeden Fall kann zwischen der Pumpe und dem Betätigungsmechanismus funktional
ein hydraulischer Akkumulator verbunden sein, um Hydraulikdruck
(d. h. Energie) zu speichern, wobei er so steuerbar sein kann, dass
er den Hydraulikdruck zu der Eingangskupplung und zu weiteren Drehmomentübertragungsmechanismen
und für
allgemeine Schmierungs- und Kühlungsanforderungen des
Getriebes aufrechterhält,
wenn sich das Antriebselement nicht dreht und die Pumpe somit nicht
arbeitet.
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Es
wird ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugantriebsstrangs
geschaffen, das das Starten der Maschine über ein Drehmoment von einem
oder von mehreren der Motoren/Generatoren mit der in einer einge rückten Stellung
vorbelasteten Eingangskupplung enthält. An einem bestimmten Punkt,
nachdem die Maschine gestartet worden ist, wird bestimmt, dass die
Fahrzeugbetriebsbedingungen durch den Motor/Generator (die Motoren/Generatoren)
ohne die Maschine effizienter erfüllt werden, wobei das Verfahren
das Ausrücken
der Eingangskupplung zum Trennen der Maschine von dem Antriebselement
(und dadurch von dem Getriebe) enthält, sodass das Drehmoment an
das Abtriebselement und an irgendwelche Fahrzeugzusatzgeräte, die
nur durch den Motor/Generator (die Motoren/Generatoren) mit dem
Antriebselement funktional verbunden sind, geliefert wird. Es kann
eine zweite Kupplung, die hier auch als eine Motorverbindungskupplung
oder als eine Überbrückungskupplung
bezeichnet ist, vorgesehen sein, die wahlweise eingerückt wird,
um das Drehmoment der beiden Motoren/Generatoren (der Motoren/Generatoren)
bei dem Abtriebselement in einer reinen Elektroantriebsbetriebsart
zu kombinieren.
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Falls
später
bestimmt wird, dass Maschinenleistung erforderlich ist, um die an
den Antriebsstrang gestellten Betriebsanforderungen zu erfüllen, liefert das
Verfahren zwei alternative Arten zum Neustarten der Maschine. Zunächst kann
die Maschine neu gestartet werden, indem das Drehmoment des Motors/Generators
(der Motoren/Generatoren) verwendet wird, um das Antriebselement
zu verlangsamen, woraufhin die Eingangskupplung rutschengelassen wird,
um die Maschine allmählich
neu zu starten. (Falls eine Pumpe durch das Antriebselement angetrieben
wird, kann außerdem
ein hydraulischer Akkumulator verwendet werden, um bei den Getriebehydrauliknotwendigkeiten
zu helfen, falls das Verlangsamen des Antriebselements die Abgabe
der Pumpe beeinflusst.) Alternativ kann das Antriebselement durch
das Drehmoment von dem Motor/Generator (eher als nur verlangsamt)
angehalten werden. Während
das Antriebselement angehalten wird, kann der Hydraulikdruck in
dem Antriebsstrang (ein schließlich des
Hydraulikdrucks, der notwendig ist, um die Eingangskupplung in einem
ausgerückten
Zustand zu halten, wenn angenommen wird, dass ein hydraulisch betätigter Betätigungsmechanismus
verwendet wird) unter Verwendung von in dem hydraulischen Akkumulator
gespeicherter Energie aufrechterhalten werden. Während das Antriebselement angehalten wird,
wird die Eingangskupplung eingerückt
und das Drehmoment daraufhin durch den Motor/Generator (die Motoren/Generatoren)
geliefert, um das Antriebselement zu drehen und die Maschine neu
zu starten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung enthält
ein Hybridantriebsstrang eine Maschine, ein Getriebe mit einem Antriebselement,
das funktional mit der Maschine verbunden werden kann, einem Abtriebselement
zum Liefern von Leistung von dem Getriebe, einen Motor, der funktional
mit dem Antriebselement und mit dem Abtriebselement verbunden werden
kann und der ein Drehmoment für den
Fahrzeugvortrieb an das Abtriebselement liefern kann. Eine Energiespeichervorrichtung
liefert Leistung an den Motor oder empfängt Leistung von ihm. Der Motor
kann ein Motor/Generator und die Energiespeichervorrichtung eine
elektrische Batterie sein. Alternativ kann der Motor ein Fluidmotor
und die Energiespeichervorrichtung ein Akkumulator sein. Der Antriebsstrang
enthält
ferner sowohl eine erste Eingangskupplung, die auch als die Reibungskupplung bezeichnet
ist, die durch Reibung wirkt und durch ein Stellglied betrieben
wird, und eine zweite Eingangskupplung, die parallel zu der ersten
Eingangskupplung wirken kann und die in einem Spezialfall ein Drehmoment
nur in einer Richtung übertragen
kann (z. B. eine Ein-Richtungs-Kupplung
oder eine wahlweise Ein-Richtungs-Kupplung). Die Reibungskupplung
kann zum Starten der Maschine verwendet werden und die Ein-Richtungs-Kupplung
kann das meiste Drehmoment von der Maschine übermitteln, während die
Maschine läuft.
Falls die Ein-Rich tungs-Kupplung darüber hinaus eine wahlweise Ein-Richtungs-Kupplung
ist, die eine Auswahl von Zuständen
anbietet einschließlich
entweder eines überbrückten Zustands,
in dem sie ein Drehmoment in einer der Drehrichtungen übertragen
kann, oder eines entgegengesetzten Zustands, in dem sie ein Drehmoment
an die Maschine übermitteln
kann, kann sie verwendet werden, um die Maschine zu starten, wenn
das Antriebselement ebenfalls aus der Ruhe gestartet wird, wobei
dann die Reibungskupplung (d. h. die erste Eingangskupplung) eingerückt werden
könnte,
um nur dann ein Drehmoment zum Neustarten der Maschine zu übermitteln,
wenn sich das Antriebselement bei feststehender Maschine dreht (und
der Vortrieb über
den Motor erfolgt). Es ist zu erkennen, dass sich die Diskussion
von Ein-Richtungs-Kupplungen hier zur Klarheit nur auf die Drehung
der Maschine und des Antriebselement immer in einer Vorwärtsrichtung
bezieht, wobei der Fachmann auf dem Gebiet die Erfindung aber für den Betrieb
konstruieren kann, der eine Rückwärtsdrehung enthält.
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Alternativ
kann die Ein-Richtungs-Kupplung (d. h. die zweite Eingangskupplung)
nur einen Zustand haben (d. h. das Drehmoment nur von der Maschine übermitteln
können).
In diesem Fall kann eine dritte Eingangskupplung wie etwa eine Fliehkraftkupplung
verwendet werden, um ein Drehmoment von dem Antriebselement auf
die Maschine zu übertragen,
wenn das Antriebselement im Wesentlichen feststeht, um die Maschine
zu starten, woraufhin sie wegen der Fliehkraft automatisch ausgerückt wird, wenn
sich das Antriebselement 112 mit höheren Drehzahlen dreht.
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Üblicherweise
ist das Drehmoment für
den Kaltstart der Maschine näherungsweise
die Hälfte des
maximalen Drehmoments, das durch die laufende Maschine entwickelt
werden kann, und ist das Drehmoment für den Neustart der Maschine
näherungsweise
ein Viertel des maximalen Ma schinendrehmoments. Somit verringert
die Parallelschaltung der ersten und der zweiten Eingangskupplung
(und optional der dritten Eingangskupplung) die maximale Last an
der Reibungskupplung und verringert sie die Betätigungskraft, die zum Betreiben
der Reibungskupplung verwendet werden muss. Eine verringerte Betätigungskraft
ist für
einen gleichmäßigeren
Maschinenstart leichter zu liefern und genau zu steuern als bei
einer Reibungskupplung mit höherer
Kapazität.
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Die
erste Eingangskupplung kann eine Reibungskupplung, die durch ein
Stellglied wahlweise eingerückt
wird, oder eine Reibungskupplung, die durch eine Feder oder durch
ein anderes Vorbelastungselement eingerückt ist (d. h., die normalerweise in
einer eingerückten
Stellung ist) und die durch ein Stellglied gelöst wird, sein. Das Stellglied
kann hydraulisch oder elektrisch sein. Das oben beschriebene Verfahren
für den
Betrieb und für
die Steuerung kann auf diese Ausführungsform angewendet werden,
falls es eine erste Eingangs-(Reibungs-)Kupplung und eine zweite
Eingangskupplung gibt, falls die Reibungskupplung durch eine Feder
eingerückt
und durch ein Hydraulikstellglied ausgerückt wird.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung
der besten Ausführungsarten
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform
eines Antriebsstrangs im Umfang der Erfindung, der ein elektrisch variables
Getriebe und eine Eingangskupplung, die durch eine Feder in eine
eingerückte
Stellung vorbelastet ist, enthält;
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2 ist
eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform
eines Antriebsstrangs im Umfang der Erfindung, der einen Hybridantriebsstrang
mit einer Parallelschaltung einer Reibungseingangskupplung und einer
Ein-Richtungs-Eingangskupplung
enthält;
und
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3 ist
ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs
veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 ist
eine repräsentative
Form eines Antriebsstrangs gezeigt, der die Konzepte der vorliegenden
Erfindung verkörpert
und der allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist.
Der Antriebsstrang 10 enthält ein Zweifachmodus-kombiniert-leistungsverzweigtes
elektromechanisches Getriebe 11. Es sollte gewürdigt werden,
dass im Umfang der Erfindung viele weitere Ausführungsformen elektromechanischer
Getriebe verwendet werden können.
Das Hybridgetriebe 11 weist ein Antriebselement 12 auf, das
dem Wesen nach eine Welle sein kann und durch eine Maschine 14,
die ebenfalls Teil des Antriebsstrangs 10 ist, direkt angetrieben
werden kann. In der gezeigten Ausführungsform kann die Maschine 14 eine
Maschine für
fossile Brennstoffe wie etwa eine Brennkraftmaschine oder eine Dieselmaschine
sein.
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Das
Hybridgetriebe 11 nutzt drei Planetenzahnradsätze 24, 26 und 28,
die hier zusammen als eine Zahnradgetriebeanordnung bezeichnet sind. Der
erste Planetenzahnradsatz 24 weist ein Außenzahnradelement 30 auf,
das allgemein als das Hohlrad bezeichnet ist, das ein Innenzahnradelement 32 umschreibt,
das allgemein als das Sonnenrad bezeichnet ist. Mehrere Planetenradelemente 34 sind drehbar
so an einem Träger 36 angebracht,
dass jedes Planetenradelement 34 sowohl mit dem Außenzahnradelement 30 als
auch mit dem Innenzahnradelement 32 ineinandergreift. Das
Antriebselement 12 kann funktional mit einem Außenzahnradelement 30 des
Planetenzahnradsatzes 24 in dem Getriebe 11 verbunden
werden.
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Der
zweite Planetenzahnradsatz 26 weist ebenfalls ein Außenzahnradelement 38 auf,
das allgemein als das Hohlrad bezeichnet ist, das ein Innenzahnradelement 40 umschreibt,
das allgemein als das Sonnenrad bezeichnet ist. Mehrere Planetenzahnradelemente 42 sind
drehbar so an einem Träger 44 angebracht,
dass jedes Planetenrad 42 sowohl mit dem Außenzahnradelement 38 als
auch mit dem Innenzahnradelement 40 ineinandergreift.
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Der
dritte Planetenzahnradsatz 28 weist ebenfalls ein Außenzahnradelement 46 auf,
das allgemein als das Hohlrad bezeichnet ist, das ein Innenzahnradelement 48 umschreibt,
das allgemein als das Sonnenrad bezeichnet ist. Mehrere Planetenradelemente 50 sind
drehbar so an einem Träger 52 angebracht,
dass jedes Planetenrad 50 sowohl mit dem Außenzahnradelement 46 als
auch mit dem Innenzahnradelement 48 ineinandergreift.
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Während alle
drei Planetenzahnradsätze 24, 26 und 28 selbst "einfache" Planetenzahnradsätze sind,
sind der erste und der zweite Planetenzahnradsatz 24 und 26 dadurch
kombiniert, dass das Innenzahnradelement 32 des ersten
Planetenzahnradsatzes 24 wie über ein Nabenelement 54 mit
dem Außenzahnradelement 38 des
zweiten Planetenzahnradsatzes 26 verbunden ist. Das verbundene
Innenzahnradelement 32 des ersten Plane tenzahnradsatzes 24 und
das Außenzahnradelement 38 des
zweiten Planetenzahnradsatzes 26 sind ununterbrochen mit
einem ersten Motor/Generator 56 verbunden.
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Ferner
sind die Planetenzahnradsätze 24 und 26 dadurch
kombiniert, dass der Träger 36 des ersten
Planetenzahnradsatzes 24 wie über eine Welle 60 mit
dem Träger 44 des
zweiten Planetenzahnradsatzes 26 verbunden ist. Somit sind
die Träger 36 und 44 des
ersten bzw. des zweiten Planetenzahnradsatzes 24 und 26 verbunden.
Außerdem
ist die Welle 60 wahlweise wie über einen Drehmomentübertragungsmechanismus 62,
der hier auch als Kupplung C2 bezeichnet ist, mit dem Träger 52 des dritten
Planetenzahnradsatzes 28 verbunden.
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Der
Träger 52 des
dritten Planetenzahnradsatzes 28 ist direkt mit dem Getriebeabtriebselement 64 verbunden.
Wenn das Hybridgetriebe 11 in einem Ackerfahrzeug verwendet
wird, kann das Abtriebselement 64 mit den Fahrzeugachsen
(nicht gezeigt) verbunden sein, die wiederum in den Antriebselementen
(ebenfalls nicht gezeigt) enden. Die Antriebselemente können entweder
die Vorder- oder die Hinterräder
des Fahrzeugs sein, an denen sie genutzt werden, oder können das
Hinterachswellenrad eines Gleiskettenfahrzeugs sein.
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Das
Innenzahnradelement 40 des zweiten Planetenzahnradsatzes 26 ist
wie über
eine Hohlwelle 66, die eine Welle 60 umschreibt,
mit dem Innenzahnradelement 48 des dritten Planetenzahnradsatzes 28 verbunden.
Die Hohlwelle 66 ist ebenfalls ununterbrochen mit einem
zweiten Motor/Generator 72 verbunden. Das Außenzahnradelement 46 des
dritten Planetenzahnradsatzes 28 ist wahlweise über einen
Drehmomentübertragungsmechanismus 70,
der hier ebenfalls als Kupplung C1 bezeichnet ist, der eine feststehende
Kupplung oder Bremse ist, mit Masse, hier durch das Getriebegehäuse 68 dargestellt,
verbunden.
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Der
Drehmomentübertragungsmechanismus 71,
der hier auch als Eingangskupplung C5 bezeichnet ist, kann wahlweise
zum Übertragen
eines Maschinendrehmoments von einer Maschinenabtriebswelle 18 zu
dem Antriebselement 12 des ersten Planetenzahnradsatzes 24,
genauer von dem Antriebselement 12 zu dem Hohlradelement 30,
eingerückt
werden. Ein Vorbelastungselement 69 belastet die Kupplung 71 in
eine eingerückte
Stellung vor. In dieser Ausführungsform
ist das Vorbelastungselement 69 eine Feder; allerdings
können
andere Typen von Vorbelastungselementen einschließlich Elementen
mit einer magnetisch oder pneumatisch ausgeübten Vorbelastungskraft genutzt
werden. Alle Planetenzahnradsätze 24, 26 und 28 sowie
die zwei Motoren/Generatoren 56 und 72 sind wie
um die axial angeordnete Welle 60 koaxial orientiert. Die
beiden Motoren/Generatoren 56 und 72 weisen eine
ringförmige
Konfiguration auf, die ermöglicht,
dass sie die drei Planetenzahnradsätze 24, 26 und 28 so
umschreiben, dass die Planetenzahnradsätze 24, 26 und 28 innerhalb
der Motoren/Generatoren 56 und 72 radial angeordnet
sind. Diese Konfiguration stellt sicher, dass die Gesamteinhüllende – d. h.
die Umfangsdimension – des
Getriebes 11 minimal gemacht wird.
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Der
Drehmomentübertragungsmechanismus 73,
der hier auch als C3 bezeichnet ist, der eine feststehende Kupplung
oder Bremse ist, verbindet wahlweise die Sonnenräder 40 und 48 mit
Masse (d. h. mit dem Getriebegehäuse 68).
Ein Drehmomentübertragungsmechanismus 75,
der hier als eine zweite Kupplung, als eine Überbrückungskupplung oder als eine
Motorverbindungskupplung bezeichnet ist, der als C4 identifiziert
ist, ist, wenn er eingerückt
ist, funktional, um die Planetenzahnradsätze 24, 26,
die Motoren 56, 72 und die Antriebselemente 12 zur
gemeinsamen Dre hung als ein Gruppe zu überbrücken, indem wahlweise das Sonnenrad 40 mit
dem Träger 44 verbunden
wird. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 62, 70, 71, 73, 75 sind
alle Reibungskupplungen.
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Zwei
Elemente von Differentialzahnradsätzen 26 und 28 können zur
Drehung mit zwei verschiedenen Drehzahlen funktional mit dem Abtriebselement 64 verbunden
werden, wobei jede der Drehzahlen proportional zur Drehzahl des
Abtriebselements 64 ist. Genauer verbindet das Einrücken der Kupplung 70 funktional
die Sonnenradelemente 40 und 48 mit dem Abtriebselement 64.
Die Drehzahl der Sonnenradelemente 40 und 48 ist
als eine Funktion des Verhältnisses
der Anzahl der Zähne
des Hohlradelements 46 und des Sonnenradelements 48 des
Zahnradsatzes 28 proportional zur Drehzahl des Abtriebselements.
Das Einrücken
der Kupplung 62 verbindet die Welle 60 mit dem
Abtriebselement 64, was veranlasst, dass sich die Trägerelemente 36 und 44 mit
derselben Drehzahl wie das Abtriebselement 64 drehen.
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Wie
aus der folgenden Beschreibung und insbesondere aus 1 hervorgeht,
empfängt
das Getriebe 11 wahlweise Leistung von der Maschine 14.
Wie nun erläutert
wird, empfängt
das Hybridgetriebe 11 außerdem über einen oder beide der Motoren/Generatoren 56, 72 Leistung
von einer elektrischen Speichervorrichtung 74. Die elektrische
Speichervorrichtung 74 kann eine oder können mehrere Batterien sein,
wird aber hier als eine Batterie bezeichnet. Anstelle der Batterien
können
andere elektrische Speichervorrichtungen verwendet werden, die die
Fähigkeit
zum Speichern elektrischer Leistung und zum Abgeben elektrischer
Leistung aufweisen, ohne die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu ändern.
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Die
elektrische Speichervorrichtung 74 kommuniziert durch Übertragungsleiter 78A und 78B mit einem
Controller 76, der hier auch als eine elektronische Steuereinheit
bezeichnet ist. Der Controller 76 kommuniziert durch Übertragungsleiter 78C und 78D mit
dem ersten Motor/Generator 56 und der Controller 76 kommuniziert ähnlich durch Übertragungsleiter 78E und 78F mit
dem zweiten Motor/Generator 72. Wie der Fachmann auf dem
Gebiet feststellt, kommuniziert der Controller 76 außerdem über einen Übertragungsleiter 78G mit
einem Ventilkörper 79,
um über
den Hydraulikfluiddruck das wahlweise Ein- oder Ausrücken der
Drehmomentübertragungsvorrichtungen 62, 70, 71, 73 und 75 zu
steuern. Der wahlweise Eingriff der Drehmomentübertragungsmechanismen 62, 70, 71, 73 und 75 bestimmt
zusammen mit der Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments der
Motoren/Generatoren 56, 72 die Betriebsart des
Getriebes 11.
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Mit
den Drehmomentübertragungsvorrichtungen 62, 70, 71, 73 und 75 können funktional
allgemein als 81 bezeichnete Sensoren verbunden sein, um über allgemein
als 78H bezeichnete Übertragungsleiter
abgefühlte
Eigenschaften wie etwa Temperatur, Drehmomentlast und relative Drehzahl
der Kupplungsplatten an den Controller 76 zu liefern.
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Ein
Antriebszahnrad 80 verbindet das Antriebselement 12 (wenn
die Eingangskupplung 71 eingerückt ist) fest mit dem Außenzahnradelement 30 des
ersten Planetenzahnradsatzes 24, wobei das Antriebszahnrad 80 somit
Leistung von der Maschine 14 und/oder von den Motoren/Generatoren 56 und/oder 72 empfängt. Das
Antriebszahnrad 80 greift mit einem Laufrad 82 ineinander,
das wiederum mit einem Übertragungszahnrad 84 ineinandergreift,
das an einem Ende einer Welle 86 befestigt ist. Das andere
Ende der Welle 86 kann an einem Fahrzeugzusatzgerät 88 befestigt
sein. In dieser Ausführungsform
ist das Fahrzeugzusatzgerät
eine Getriebefluidpumpe; allerdings ist festzustellen, dass das
Fahrzeugzusatzgerät 88 im
Umfang der Erfindung einen Klimaanlagenkompressor, eine Servolenkungspumpe
oder irgendein anderes Fahrzeugzusatzgerät, das durch Drehung angetrieben
werden kann, darstellen kann. Die Pumpe 88 empfängt Fluid
von einem Sammelbehälter
in dem Getriebe 11 und liefert Fluid an die Ventile in
dem Ventilkörper 79,
die unter der Steuerung des Controllers 76 stehen. Die
Einzelheiten des Ventilkörpers 79 sind
aus Einfachheits- und Klarheitsgründen in 1 nicht
gezeigt, wobei der Fachmann auf dem Gebiet aber eine solche Konfiguration leicht
feststellt.
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Der
Betreiber des Fahrzeugs besitzt drei gut bekannte Primärvorrichtungen
zum Steuern des Getriebes 11. Eine der Primärsteuervorrichtungen
ist ein gut bekannter Fahrbereichswählhebel (nicht gezeigt), der
den Controller 76 zum Konfigurieren des Getriebes 11 für den Park-
oder für
den Rückwärts- oder
für den
Neutral- oder für
den Vorwärtsfahrbereich
anweist. Die zweite und dritte Primärsteuervorrichtung bilden ein
Fahrpedal (nicht gezeigt) und ein Bremspedal (ebenfalls nicht gezeigt).
Die durch den Controller 76 von diesen drei Primärsteuerquellen
erhaltenen Informationen sind im Folgenden als die "Betreiberanforderung" bezeichnet. Außerdem erhält der Controller 76 sowohl
von dem ersten, als auch von dem zweiten Motor/Generator 56 bzw. 72,
von der Maschine 14 und von der elektrischen Speichervorrichtung 74 Informationen.
Der Controller 76 bestimmt in Ansprechen auf eine Betreiberaktion,
was erforderlich ist, und manipuliert daraufhin geeignet die wahlweise
betätigten
Komponenten des Hybridgetriebes 11, um auf die Betreiberanforderung
anzusprechen. Die wahlweise betriebenen Komponenten sind die Maschine 14,
die Motoren/Generatoren 56, 72, die Ventile in
dem Ventilkörper 79 und
die Drehmomentübertragungsmechanismen 62, 70, 71, 73 und 75.
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Um
zu wiederholen, ist das Getriebe 11 ein Zweifachmodus-kombiniertleistungsverzeigtes
elektromechanisches Fahrzeuggetriebe. Mit anderen Worten, das Abtriebselement 64 empfängt über zwei verschiedene
alternative Betriebsanordnungen von Zahnradzügen in dem Getriebe 11 Leistung.
Ein erster elektrisch variabler Modus wird festgesetzt, wenn die
Kupplung 71 eingerückt
wird und die Kupplung 70 eingerückt wird, um das Außenzahnradelement 46 des
dritten Planetenzahnradsatzes 28 zu "erden". Ein zweiter elektrisch variabler Modus
wird ausgewählt, wenn
die Kupplung 71 eingerückt
bleibt, die Kupplung 70 freigegeben wird und der Drehmomentübertragungsmechanismus 62 gleichzeitig
eingerückt wird,
um die Welle 60 mit dem Träger 52 des dritten Planetenzahnradsatzes 28 zu
verbinden.
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Wie
er hier verwendet wird, ist ein "Modus" eine bestimmte betriebsfähige mechanische
Anordnung, ob sie einen kontinuierlichen Bereich von Übersetzungsverhältnissen
oder nur ein festes Übersetzungsverhältnis ermöglicht,
was in dieser Ausführungsform
durch Einrücken
eines bestimmten Drehmomentübertragungsmechanismus
oder bestimmter Drehmomentübertragungsmechanismen 62, 70, 71, 73 und 75 erreicht
wird. In jedem elektrisch variablen Modus wird das Übersetzungsverhältnis über das Getriebe
durch die Drehzahl und durch das Drehmoment der Motoren/Generatoren 56 und 72 gesteuert.
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Unter
der Annahme, dass die Kupplung 71 eingerückt ist,
wird durch Eingriff der Kupplung 70 ein erster elektrisch
variabler Modus erreicht. Durch den Eingriff der Kupplung 62 wird
ein zweiter elektrisch variabler Modus erreicht. Wenn die zusätzliche
Kupplung angewendet wird (d. h., wenn zwei Kupplungsmechanismen
angewendet werden), wird ein festes Übersetzungsverhältnis von
Eingang zu Ausgang erreicht. Die Drehungen der Motoren/Generatoren 56, 72 hängen dann
von der inneren Drehung des Mechanismus ab, wie er durch die Kupplungsbetätigung definiert
ist und proportional zu der Antriebsdrehzahl ist. Die Motoren/Generatoren 56 und 72 können weiter
als Motoren oder Generatoren wirken; allerdings sind sie, um einen
Leistungsfluss auszugeben, vollständig unabhängig von der Maschine, wodurch, dass
beide Motoren sind, beide als Generatoren wirken oder irgendeine
Kombination davon ermöglicht wird.
Dies ermöglicht
z. B., dass während
der Beschleunigung in dem festen Verhältnis die Maschineleistung
und beide als Motoren wirkenden Einheiten, die Leistung von der
Energiespeichervorrichtung 74 empfangen, beim Antrieb des
Fahrzeugs über
den Planetenzahnradsatz 28 zum Ausgang 64 additiv sind.
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Das
Getriebe kann durch Ausschalten der zusätzlichen Kupplung während eines
Betriebs im festen Verhältnis
jederzeit vom Betrieb im Modus mit festem Verhältnis in einen elektrisch variablen
Modus geschaltet werden. Die Bestimmung des Betriebs im Modus mit
festem Verhältnis
oder in einem elektrisch variablen Modus erfolgt durch Algorithmen
in dem Controller 76, der das Getriebe 11 steuert.
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Ein
erster Modus mit festem Verhältnis
liegt in der ersten elektrisch variablen Betriebsart, wenn die Kupplungen
C1, C4 und C5 (die Kupplungen 70, 71 und 75)
eingerückt
sind, und ein zweiter Bereich mit festem Verhältnis liegt in dem ersten elektrisch variablen
Betriebsbereich, wenn C1, C2 und C5 (die Kupplungen 62, 70 und 71)
eingerückt
sind. Ein dritter Bereich mit festem Verhältnis ist während der dritten elektrisch
variablen Betriebsart verfügbar,
wenn C2, C4 und C5 (die Kupplungen 62, 71 und 75)
eingerückt
sind, und ein vierter Bereich mit festem Verhältnis ist während des zweiten elektrisch
variablen Betriebsbereichs verfügbar,
wenn C2, C3 und C5 (die Kupplungen 62, 71 und 73)
eingerückt
sind.
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In
den oben beschriebenen elektrisch variablen Modi und Modi mit festem
Verhältnis
ist C5 (die Kupplung 71) eingerückt und ist die Maschine 14 zur Drehung
mit dem Antriebselement 12 verbunden. Unter bestimmten
vorgegebenen Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs 10 wie
etwa während
der Autobahnfahrt kann es erwünscht
sein, die Maschine 14 von dem Antriebselement 12 zu
trennen und in einer rein elektrischen Betriebsart nur unter Verwendung
eines oder beider der Motoren/Generatoren (die über die Speichervorrichtung 74 mit
Leistung versorgt werden) Leistung zu liefern. In diesem Fall kann
ein Betätigungsmechanismus
betätigt
werden, um die Vorbelastung des Vorbelastungselements 79 zu überwinden
und die Kupplung 71 auszurücken. Der Betätigungsmechanismus
kann ein hydraulisch angewendeter Kolben 90 sein, der über Hydraulikdruck
beweglich ist, der gemäß der Steuerung
des Controllers 76 über
Ventile im Ventilkörper 79 wahlweise
zur Kupplung 71 geleitet wird. Unter der Annahme, dass
sich das Antriebselement 12 dreht, um die Pumpe 88 anzutreiben,
kann der zum Bewegen des Kolbens 90 notwendige Hydraulikdruck
von der Pumpe 88 geliefert werden. Ein hydraulischer Akkumulator 91 steht
in Fluidkommunikation mit der Pumpe 88, um Druckfluid zu
speichern, sodass der Hydraulikdruck in dem Antriebsstrang 10 aufrechterhalten
wird, wenn sich das Antriebselement 12 nicht dreht und
somit die Pumpe 88 nicht antreibt. Wenn sich das Antriebselement 12 nicht
dreht und der Controller 76 vorgegebene Bedingungen erkennt
und so bestimmt, dass es notwendig ist, die Kupplung 71 auszurücken, steuert
der Controller 76 die Ventile in dem Ventilkörper 79,
um Fluid von dem Akkumulator 91 zu dem Kolben 90 anzuweisen.
Außerdem
steht der Akkumulator 91 in Fluidkommunikation mit den anderen
Drehmomentübertragungsmechanismen 62, 70, 73 und 75 (wobei
die Fluidverbindungen in 1 nicht gezeigt sind), sodass
sie selbst dann über
Hydraulikdruck wahlweise ein- und ausgerückt werden können, wenn
das Antriebselement 12 die Pumpe 88 nicht antreibt.
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Ein
elektrisches Stellglied wie etwa ein in Strichlinien gezeigter Elektromagnet 90A ist
ein alternativer Betätigungsmechanismus,
der anstelle des hydraulisch angewendeten Kolbens 90 vorgesehen sein
kann. Der Elektromagnet 90A steht in Signalkommunikation
mit dem Controller 76, um elektrische Betätigungssignale
davon zu empfangen. Selbst wenn der Elektromagnet 90A anstelle
des hydraulischen Kolbens 90 verwendet wird, kann der Akkumulator 91 weiter
verwendet werden, um an die anderen Drehmomentübertragungsmechanismen 62, 70, 73 und 75,
wenn angenommen wird, dass sie ebenfalls hydraulisch betätigte Aktivierungsmechanismen
verwenden, und zur Schmierung und Kühlung des Getriebes 11 Hydraulikdruck
zu liefern.
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Anhand
von 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebsstrangs 110 gezeigt,
der eine Maschine 114 und ein Hybridgetriebe 111 mit
einem Antriebselement 112 und einem Abtriebselement 164 aufweist.
Ein Fahrzeugzusatzgerät 188 ist zur
gemeinsamen Drehung mit dem Antriebselement 112 verbunden
und kann durch das Antriebselement 112 funktional angetrieben
werden. Mit dem Antriebselement und mit dem Abtriebselement 164 ist
funktional ein Motor 156 verbunden. Der Motor 156 ist
betreibbar, um für
den Vortrieb eines Fahrzeugs mit dem Antriebsstrang 110 ein
Drehmoment an das Abtriebselement 164 zu liefern. Eine
optionale Zahnradgetriebeanordnung 124 wird verwendet,
um ein Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Motor 156 und dem Abtriebselement 164 bereitzustellen
und kann irgendwelche Typen von Zahnrädern wie etwa einen oder mehrere
Planetenzahnradsätze
oder eine Vorgelegewellenzahnradanordnung sowie wahlweise einrückbare Drehmomentübertragungsvorrichtungen
zum Erreichen verschiedener Übersetzungsverhältnisse
enthalten. Obgleich dies nicht gezeigt ist, kann zwischen dem Antriebselement 112 und
dem Motor 156 und/oder zwischen dem Antriebselement 112 und
dem Zusatzgerät 188 ebenfalls
eine Zahnradgetriebeanordnung enthalten sein. Obgleich nur ein Motor 156 gezeigt
ist, kann außerdem
ein zusätzlicher
Motor enthalten sein, wobei die Zahnradanordnung 124 ähnlich der
des Antriebsstrangs 10 aus 1 sein kann.
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Der
Motor 156 ist über
einen Controller 176 funktional mit einer Energiespeichervorrichtung 174 verbunden.
Der Motor 156 kann ein Elektromotor/-generator sein, wobei
die Energiespeichervorrichtung 174 in diesem Fall eine
elektrische Speicherbatterie ist. In einer solchen Ausführungsform
wäre die
funktionale Verbindung zwischen dem Controller 176 und
der Energiespeichervorrichtung 174 und zwischen dem Controller 176 und
dem Motor 156 eine über
einen Leistungswechselrichter (nicht gezeigt).
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Alternativ
kann der Motor 156 ein Fluidmotor (z. B. eine Pneumatik-
oder Hydraulikpumpe) sein, wobei die Energiespeichervorrichtung 174 in
diesem Fall ein Akkumulator (entsprechend dem Fluidmotortyp pneumatisch
oder hydraulisch) ist. Unabhängig davon,
ob der Motor 156 ein Elektromotor/-generator oder ein Fluidmotor
ist, veranlasst der Controller 176, dass er unter bestimmten
vorgegeben Betriebsbedingungen (elektrische, hydraulische oder pneumatische)
Energie in der Energiespeichervorrichtung speichert und unter anderen
vorgegebenen Betriebsbedingungen gespeicherte Energie von der Energiespeichervorrichtung
empfängt.
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Ein
Maschinenabtriebselement 118 kann über den Eingriff einer oder
beider einer Eingangskupplungs-Parallelschaltung, die die erste
Eingangskupplung 171 und die zweite Eingangskupplung 177 enthält, wahlweise
mit dem Antriebselement 112 verbunden werden. Die erste
Eingangskupplung 171 ist eine Reibungskupplung, die wahlweise
einrückbar ist,
um die Maschine 114 mit dem Antriebselement 112 zu
verbinden. Die erste Eingangskupplung 171 kann über eine
Vorbelastungskraft oder ein Vorbelastungselement wie etwa eine Feder 169 in
eine eingerückte
Stellung vorbelastet sein und daraufhin über einen Betätigungsmechanismus 190 wahlweise
ausgerückt
werden. Wie oben in Bezug auf den Kolben 90 (und auf den
alternativen Kolben 90A) in 1 beschrieben
wurde, kann der Betätigungsmechanismus 190 ein
elektrisch betätigter
Kolben oder Elektromagnet oder ein hydraulisch betätigter Kolben
unter der Steuerung des Controllers 176 sein.
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Die
zweite Eingangskupplung 177 ist wahlweise einrückbar, um
ein Drehmoment nur in eine Drehrichtung zu übertragen, d. h. ein Ein-Richtungs-Zustand. Optional
ist die zweite Eingangskupplung 177 ebenfalls wahlweise
steuerbar, dass sie entweder in einem entgegengesetzten Zustand eingerückt ist,
in dem sie ein Drehmoment nur in einer entgegengesetzten Drehrichtung übermitteln kann,
oder in einem verriegelten Zustand ist, in dem sie ein Drehmoment
in jeder Drehrichtung (d. h. in beiden Drehrichtungen) übermitteln
kann. Der Fachmann kann die Funktion wählbarer Ein-Richtungs-Kupplungen
mit einem entgegengesetzten oder verriegelten Zustand leicht feststellen.
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Somit
enthält
ein Verfahren zum Betreiben des Getriebes 111 das wahlweise
Einrücken
der ersten Eingangskupplung 171 zum Starten der Maschine 114 über Leistung
von dem Motor 156. Wenn sie gestartet worden ist, wird
die zweite Eingangskupplung 177 (in dem Ein-Richtungs-Zustand)
eingerückt, um
ein Drehmoment von der Maschine 114 zu dem Antriebselement 171 zu übertragen
und somit die Größe des durch
die erste Eingangskupplung 171 übermittelten Drehmoments zu
verringern. Eine verringerte Größe des durch
die erste Eingangskupplung 171 übermittelten Drehmoments ermöglicht eine Verringerung
der Betätigungskraft,
die notwendig ist, um die erste Eingangskupplung 171 einzurücken (wobei
angenommen ist, dass kein Vorbelastungsmechanismus 169 zum Vorbelasten
der ersten Eingangskupplung 171 in eine eingerückte Stellung
verwendet wird).
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Das
Getriebe 111 kann durch den Controller 176 so
gesteuert werden, dass die erste Eingangskupplung 171 eingerückt wird,
um die Maschine 114 neu zu starten, wenn sich das Antriebselement 112 dreht
und die zweite Eingangskupplung (unter der Annahme, dass sie einen
entgegengesetzten oder verriegelten Zustand aufweist) verwendet
wird, um die Maschine neu zu starten, wenn sich das Antriebselement 112 nicht
dreht (d. h. ein Kaltstart). Zum Beispiel wird die erste Eingangskupplung 171 verwendet,
um die Maschine 114 neu zu starten, wenn der Controller
bestimmt, dass sich das Antriebselement 112 dreht und dass
vorgegebene Bedingungen existieren, die die Verwendung rechtfertigen,
wenn die Maschine 114 für
den Vortrieb ist. Die zweite Eingangskupplung 177 wird
wahlweise in den verriegelten Zustand eingerückt, sodass sie ein Drehmoment von
dem Antriebselement auf die Maschine 114 übermitteln
kann, wenn der Controller 176 bestimmt, dass die Maschine 114 gestartet
werden soll und dass sich das Antriebselement 112 nicht
dreht (d. h., wenn der Controller 176 einen Betreiberbefehl
für einen
Kaltstart der Maschine 114 empfängt (d. h. einen Start der
Maschine, nachdem eine Periode, in der das Getriebe nicht betätigt worden
ist, vergangen ist)). Wie der Fachmann leicht feststellen kann,
kann es alternativ dann, wenn die zweite Eingangskupplung keinen
entgegengesetzten oder verriegelten Zustand aufweist, erwünscht sein,
eine dritte Eingangskupplung 192 zu haben, die automatisch
ohne Aktion des Controllers 176 durch irgendeine Anzahl
mechanischer Anordnungen unter Verwendung der durch Drehung des
Antriebselements 112 erzeugten Zentrifugalkraft automatisch
in den verriegelten Zustand eingerückt wird, wenn sich das Antriebselement 112 nicht
dreht. Zum Beispiel ist die in 2 gezeigte dritte
Eingangskupplung 192 eine zentrifugal entriegelnde Kupplung,
die normalerweise, wenn das Antriebselement 112 im Wesentlichen
feststeht, eingerückt
ist, um das Antriebselement 112 mit dem Maschinenabtriebselement 118 zu
verriegeln, was ermöglicht,
dass das Drehmoment von dem Motor 156 die Maschine 114 startet,
aber daraufhin wegen der Zentrifugalkraft ausgerückt wird, wenn sich das Antriebselement 112 mit
einer Drehzahl dreht, die größer als
eine vorgegebene minimale Drehzahl ist, bei der eingerichtet ist,
dass die dritte Eingangskupplung 192 automatisch ausgerückt wird. "Im Wesentlichen feststeht" bedeutet, dass sich
die Antriebselemente 112 nicht drehen oder mit einer sehr
niedrigen Drehzahl drehen, die kleiner als die vorgegebene minimale
Drehzahl ist, bei der eingerichtet ist, dass sich die dritte Eingangskupplung 192 durch
die Zentrifugalkraft ausrückt.
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Anhand
von 3 ist ein Verfahren 200 zum Steuern eines
Antriebsstrangs veranschaulicht, das hier anhand des Antriebsstrangs 10 aus 1 beschrieben
wird. Das Verfahren 200 umfasst das Ein- und Ausrücken der
Eingangskupplung 71 unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
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Gemäß Schritt 204 wird
die Maschine 14 über
ein Drehmoment, das durch den Motor/Generator 56 geliefert
wird, gestartet, wobei die Eingangskupplung 71 über das
Vorbelastungselement 69 in einen eingerückten Zustand vorbelastet ist.
Gemäß Betreiberanforderung
ist es für
bestimmte Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsbedingungen
effizienter, das Abtriebselement 64 nur unter Verwendung
des Drehmoments von einem oder von beiden Motoren/Generatoren 56, 72 und
nicht von der Maschine 14 mit Leistung zu versorgen (d.
h. ein rein elektrischer Modus). Unter diesen Bedingungen geht das
Verfahren 200 zu Schritt 206 über, in dem der Controller 76 den
Betätigungsmechanismus
(entweder das Hydraulikstellglied 90 oder den Elektromagneten 90A)
zu betätigen anweist,
wodurch die Kupplung 71 ausgerückt wird, um die Maschine 14 von dem
Getriebe 11 zu trennen.
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An
einem bestimmten Punkt, nachdem die Maschine getrennt worden ist,
kann die Betreiberanforderung für
andere Bedingungen wie etwa eine Beschleunigung außer dem
Drehmoment von einem oder von beiden der Motoren/Generatoren 56, 72 ein Drehmoment
von der Maschine 14 erfordern. Unter diesen Bedingungen
liefert das Verfahren 200 zwei alternative Wege zum Neustarten
der Maschine 14. Der erste Satz von Schritten, die zu einem
Neustart der Maschine führen,
sind die Schritte 208 und 210 (und optional der
Schritt 214). Gemäß Schritt 208 wird
das Drehmoment von dem Motor/Generator 56 angelegt, um
die Drehzahl des Antriebselements 12 zu verringern. Wenn
das Antriebselement 12 auf eine vorgegebene Drehzahl verlangsamt
worden ist, wird gemäß 210 die
Kupplung 71 rutschen gelassen, um die Maschine 14 neu
zu starten. Wie es hier verwendet wird, ist eine "rutschende" Kupplung eine Kupplung,
die nur teilweise eingerückt
ist, sodass sie das Drehmoment eher mit einer gesteuerten Rate als plötzlicher
mit einem sofortigen, vollen Einrücken überträgt. Durch Rutschen der Kupplung 71 wird
die Maschinenabtriebswelle 18 allmählich auf die Drehzahl des
Getriebeantriebselements 12 gebracht.
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Da
das Verlangsamen des Antriebselements 12 gemäß Schritt 208 die
Drehung der Pumpe 88 verlangsamt, ist es notwendig, durch
alternative Mittel einen Hydraulikdruck an den Antriebsstrang 10 zu
liefern. Eine Alternative ist in Schritt 212 angegeben,
in dem der in dem hydraulischen Akkumulator 91 gespeicherte
Druck verwendet wird, um während
der Schritte 208 und 210 den Hydraulikdruck in
dem Antriebsstrang 10 aufrechtzuerhalten. In einer Antriebsstrangausführungsform,
in der das hydraulisch betätigte
Stellglied 90 verwendet wird, enthält der Schritt 212 den
Teilschritt 214, der den Hydraulikdruck zu der Eingangskupplung 71 auf rechterhält, um den ausgerückten Zustand
(oder wenigstens den teilweise ausgerückten Zustand, wie er durch
die Größe des Rutschens
gemäß Schritt 210 bestimmt
ist) aufrechtzuerhalten, wobei die Vorbelastung des Vorbelastungselements 69 überwunden
wird.
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Als
eine Alternative zum Verlangsamen des Antriebselements 12 und
zum Rutschen der Eingangskupplung 71 zum Neustarten der
Maschine 14 gemäß den Schritten 208 und 210 kann
das Antriebselement 12 durch Anlegen eines Drehmoments
von dem Motor/Generator 56 gemäß Schritt 216 vollständig angehalten
werden. In diesem Fall enthält
das Verfahren 200 in der Antriebsstrangausführungsform mit
dem hydraulisch betätigten
Stellglied 90 wie oben beschrieben den Schritt 212 und
den Schritt 214. Nachdem das Antriebselement gemäß Schritt 216 angehalten
worden ist, enthält
das Verfahren 200 außerdem
das Einrücken
der Eingangskupplung 71 gemäß Schritt 218 und
daraufhin das Starten der Drehung des Antriebselements 12 über das
Drehmoment von dem Motor/Generator 56, um die Maschine 14 über die
eingerückte
Kupplung 71 neu zu starten, gemäß Schritt 220.
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Nachdem
die Eingangskupplung 12 in Schritt 206 ausgerückt worden
ist, kann es unter einigen Betriebsbedingungen vorteilhaft sein,
das Drehmoment der beiden Motoren/Generatoren 56 und 72 zum
Drehen des Abtriebselements 64 zu kombinieren. Gemäß Schritt 222 wird
die Motorverbindungskupplung 75 eingerückt, um die Motoren/Generatoren 56, 72 für die Drehung
mit derselben Drehzahl wie oben beschrieben zu verriegeln. Falls
die Kupplung 70 ebenfalls eingerückt ist, wird das Drehmoment
unter Verwendung des durch den Planetenzahnradsatz 28 gelieferten
Drehzahlverringerungsverhältnisses
an das Abtriebselement 64 geliefert.
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Somit
kann dadurch, dass der Antriebsstrang 10 mit der Eingangskupplung 71 mit
einen Vorbelastungselement 69 und mit einem Betätigungsmechanismus
(Kolben 90 oder Elektromagnet 90A) für das Ausrücken der
Kupplung 71 versehen ist, ein Fahrzeugzusatzgerät 88 durch
die Motoren/Generatoren 56 und 72 weiter angetrieben
werden, wenn die Maschine 14 von dem Antriebselement 12 getrennt
wird. Ein hydraulischer Akkumulator 91 ermöglicht,
dass der notwendige Hydraulikdruck geliefert wird, wenn die Pumpe 88 wegen
eines angehaltenen oder verlangsamten Antriebselements 12 nicht
funktioniert. Die Motorverbindungskupplung 75 ermöglicht,
dass ein kombiniertes Drehmoment von den Motoren/Generatoren 56, 72 das
Abtriebselement 64 unabhängig von der Maschinendrehzahl mit
Leistung versorgt, wenn die Kupplung 71 ausgerückt ist.
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Obgleich
das Verfahren 200 in Bezug auf den Antriebsstrang 10 aus 1 beschrieben
wurde, ist festzustellen, dass der Antriebsstrang 110 aus 2 so
gesteuert werden kann, dass er gemäß dem Verfahren 200 arbeitet,
wenn die erste Eingangskupplung 171 durch die Feder 169 in
eine eingerückte
Stellung vorbelastet ist und wenn der Betätigungsmechanismus 190 ein
Hydraulikstellglied ist, sodass die erste Eingangskupplung 171 durch
den Hydraulikdruck ausgerückt
ist.
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Obgleich
die besten Ausführungsarten
der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf
das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und
Ausführungsformen,
um die Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche zu verwirklichen.