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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S. Anmeldung Nr. 61/140,666,
die am 24. Dezember 2008 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt
der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Getriebe und im Besonderen
eine Kupplungsausgestaltung zur Verwendung in einem Hybridgetriebe.
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HINTERGRUND
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Die
hierin angegebene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den
Kontext der Offenbarung allgemein darzulegen. Die Arbeit der vorliegend genannten
Erfinder bis zu dem Ausmaß,
zu dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie
Aspekte der Beschreibung, die sich zum Zeitpunkt der Einreichung
nicht auf andere Weise als Stand der Technik qualifizieren, sind
weder ausdrücklich
noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung
zulässig.
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Brennkraftmaschinen
verbrennen ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern, um
Kolben anzutreiben, was Antriebsdrehmoment erzeugt. Die Luftströmung in
Benzinmaschinen wird über
eine Drossel geregelt. Genauer stellt die Drossel den Drosselquerschnitt
ein, der die Luftströmung
in die Maschine erhöht
oder verringert. Wenn der Drosselquerschnitt zunimmt, nimmt die
Luftströmung
in die Maschine zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein,
mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch
an die Zylinder zu liefern. Ein Erhöhen der Menge von Luft und
Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert wird, erhöht die Drehmomentabgabe
der Maschine.
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Hybridfahrzeuge
werden zunehmend beliebt. Hybridfahrzeuge weisen im Allgemeinen
zwei Leistungsquellen auf. Die Brennkraftmaschine ist eine erste
Leistungsquelle und ein Elektromotor ist eine zweite Leistungsquelle.
Der Elektromotor wird als Leistungsquelle bei Stadtfahrt verwendet,
bei der kinetische Energie durch regeneratives Bremsen wiedergewonnen,
in elektrische und chemische Form umgewandelt und in einer Batterie
gespeichert werden kann, aus der der Motor angetrieben wird. Die Brennkraftmaschine
ist für
die Fahrt auf Schnellstraßen
am geeignetsten, bei der ein Bremsen der Räder und Gelegenheiten zur Energierückgewinnung
selten sind, und die Maschine arbeitet mit ihrem höchsten Wirkungsgrad.
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Bei
gemischten Fahrbedingungen können der
Elektromotor und die Brennkraftmaschine gemeinsam verwendet werden,
um in Abhängigkeit
von Fahrbedingungen und der Größe der Batteriekapazität Leistung
auf eine Getriebeantriebswelle zu übertragen.
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Typischerweise
umfasst eine Maschine einen separaten Startermotor, der für das Starten
der Maschine verwendet wird, wenn die Maschine gestoppt ist. Ein
Verringern des Umfangs an Bauteilen in einem Fahrzeug verringert
das Fahrzeuggewicht und erhöht
somit die gesamte Reichweite oder die auf den Kraftstoff bezogene
Kilometerleistung des Fahrzeugs.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Offenbarung beseitigt einen herkömmlichen Startermotor aus dem
Fahrzeug und verwendet den Hybridelektromotor und Aktuatoren, um
die Maschine des Fahrzeugs starten.
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Gemäß einem
Aspekt der Offenbarung umfasst eine Kupplungsbaugruppe eine Kupplungsbaugruppe,
die ein erstes Gehäuse
mit einer ersten Kupplung, einen ersten Kupplungsaktuator und ein zweites
Gehäuse
umfasst, in dem der erste Kupplungsaktuator zumindest teilweise
angeordnet ist, sodass der erste Kupplungsaktuator selektiv mit
der ersten Kupplung in Eingriff steht.
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Die
Kupplungsbaugruppe kann in einem Getriebe eingebaut sein, das zumindest
einen Elektromotor darin aufweist. Die Motoren können verwendet werden, um ein
Hybridelektrofahrzeug zu betreiben.
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Weitere
Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der
nachstehend angegebenen ausführlichen
Beschreibung deutlich werden. Es ist zu verstehen, dass die ausführliche Beschreibung
und die besonderen Beispiele lediglich zu Darstellungszwecken dienen
und den Schutzumfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den
begleitenden Zeichnungen umfassender verstanden werden, wobei:
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1 ein
Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Maschinensystems gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 eine
Blockdiagrammansicht eines Hybridfahrzeugsystems ist;
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3 eine
Stirnansicht eines Getriebes gemäß der vorliegenden
Offenbarung ist;
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4 eine
weggebrochene Ansicht eines Getriebes ist, wobei das Getriebe in
dem Aus-Zustand ist und das Getriebe die Maschine startet;
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5 eine
weggebrochene Ansicht eines Getriebes für die Kupplungsstellungen nach
dem Starten des Fahrzeugs ist;
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6 eine
Querschnittsansicht eines sekundären
Gehäuses
gemäß der vorliegenden
Offenbarung ist; und
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7 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Starten eines Hybridfahrzeugs
unter Verwendung des Hybridgetriebes ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll
die Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungen in keiner Weise einschränken. Der
Klarheit wegen werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugs zeichen
dazu verwendet, ähnliche
Elemente zu kennzeichnen. So wie er hierin verwendet wird, soll
der Ausdruck zumindest eines von A, B und C derart aufgefasst werden,
dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht
ausschließlichen
logischen Oders bedeutet. Es ist zu verstehen, dass Schritte in
einem Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne
die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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So
wie er hierin verwendet wird, bezieht sich der Ausdruck Modul auf
einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen
elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (geteilt, zweckgebunden
oder eine Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder
Firmware-Programme ausführen, einen
kombinatorischen logischen Schaltkreis und/oder andere geeignete
Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
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Nun
unter Bezugnahme auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm
eines beispielhaften Maschinensystems 100 dargestellt.
Das Maschinensystem 100 umfasst eine Maschine 102,
die ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebsdrehmoment
für ein
Fahrzeug auf der Basis eines Fahrereingabemoduls 104 zu
erzeugen. Luft wird in den Einlasskrümmer 110 durch eine
Drosselklappe 112 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann
die Drosselklappe 112 ein Klappenventil mit einer drehbaren
Lamelle umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert
ein Drosselaktuatormodul 116, das ein Öffnen der Drosselklappe 112 reguliert,
um die Menge an Luft zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen
wird.
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Luft
von dem Einlasskrümmer 110 wird
in Zylinder der Maschine 102 eingelassen. Obgleich die Maschine 102 mehrere
Zylinder umfassen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einziger
repräsentativer Zylinder 118 ge zeigt.
Lediglich beispielhaft kann die Maschine 102 2, 3, 4, 5,
6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder umfassen. Das ECM 114 kann
ein Zylinderaktuatormodul 120 anweisen, einige der Zylinder
selektiv zu deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten
Maschinenbetriebsbedingungen verbessern kann.
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Luft
aus dem Einlasskrümmer 110 wird
in den Zylinder 118 durch ein Einlassventil 122 eingelassen.
Das ECM 114 steuert ein Kraftstoffaktuatormodul 124,
das die Kraftstoffeinspritzung reguliert, um ein gewünschtes
Luft/Kraftstoff-Verhältnis
zu erreichen. Kraftstoff kann in den Einlasskrümmer 110 an einer
zentralen Stelle oder an mehreren Stellen, etwa nahe bei dem Einlassventil
von jedem der Zylinder, eingespritzt werden. In verschiedenen Ausführungen,
die in 1 nicht gezeigt sind, kann Kraftstoff direkt in
die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet
sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoffaktuatormodul 124 kann
das Einspritzen von Kraftstoff in Zylinder, die deaktiviert worden sind,
unterbrechen.
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Der
eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein
Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Ein Kolben
(nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 verdichtet das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Auf
der Basis eines Signals von dem ECM 114 beaufschlagt ein
Zündfunkenaktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 in
dem Zylinder 118 mit Energie, die das Luft/Kraftstoff-Gemisch
zündet.
Der Zeitpunkt des Zündfunkens
kann relativ zu dem Zeitpunkt, wenn sich der Kolben an seiner obersten
Stellung befindet, die als der obere Totpunkt (OT) bezeichnet wird,
spezifiziert werden.
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Die
Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs treibt den Kolben nach
unten, wodurch eine rotierende Kurbelwelle (nicht gezeigt) angetrieben wird.
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Der
Kolben beginnt dann, sich wieder nach oben zu bewegen und stößt die Nebenprodukte
der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 aus. Die Nebenprodukte
der Verbrennung werden aus dem Fahrzeug über ein Abgassystem 134 ausgestoßen.
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Das
Zündfunkenaktuatormodul 126 kann durch
ein Zeitsignal gesteuert werden, das angibt, wie weit vor oder nach
OT der Zündfunken
geliefert werden sollte. Der Betrieb des Zündfunkenaktuatormoduls 126 kann
daher mit der Kurbelwellendrehung synchronisiert sein. Bei verschiedenen
Ausführungsformen
kann das Zündfunkenaktuatormodul 126 das Liefern
des Zündfunkens
an deaktivierte Zylinder unterbrechen.
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Das
Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert
werden, während
das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert
werden kann. Bei verschiedenen Ausführungen können mehrere Einlassnockenwellen mehrere
Einlassventile je Zylinder steuern und/oder können die Einlassventile von
mehreren Zylinderbänken
steuern. Ähnlich
können
mehrere Auslassnockenwellen mehrere Auslassventile je Zylinder steuern
und/oder können
Auslassventile für
mehrere Zylinderbänke
steuern. Das Zylinderaktuatormodul kann den Zylinder 118 deaktivieren,
indem das Öffnen
des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 gesperrt
wird.
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Die
Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet ist, kann mit Bezug auf
den OT des Kolbens durch einen Einlassnockenphasensteller 148 verändert werden.
Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet ist,
kann mit Bezug auf den OT des Kolbens durch einen Auslassnockenphasensteller 150 verändert werden.
Ein Phasenstelleraktuatormodul 158 steuert den Einlassnockenphasensteller 148 und
den Auslassnockenphasensteller 150 auf der Basis von Signalen
von dem ECM 114. Wenn er eingesetzt wird, kann von dem
Phasenstelleraktuatormodul 158 auch ein variabler Ventilhub
gesteuert werden.
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Das
Maschinensystem 100 kann eine Ladedruckverstärkungseinrichtung
umfassen, die Druckluft an den Einlasskrümmer 110 liefert.
Beispielsweise zeigt 1 einen Turbolader 160,
der eine heiße Turbine 160-1 umfasst,
die durch heiße
Abgase mit Leistung beaufschlagt wird, die durch das Abgassystem 134 strömen. Der
Turbolader 160 umfasst auch einen Kaltluftverdichter 160-2,
der durch die Turbine 160-1 angetrieben wird, der Luft,
die in die Drosselklappe 112 geleitet wird, verdichtet.
Bei verschiedenen Ausführungen
kann ein Ladegebläse,
das durch die Kurbelwelle angetrieben wird, Luft von der Drosselklappe 112 verdichten
und die verdichtete Luft an den Einlasskrümmer 110 abgeben.
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Ein
Ladedruckregelventil 162 kann zulassen, dass Abgas den
Turbolader 160 umgeht, wodurch der Ladedruck (der Betrag
an Einlassluftverdichtung) des Turboladers 160 verringert
wird. Das ECM 114 steuert den Turbolader 160 über ein
Ladedruckaktuatormodul 164. Das Ladedruckaktuatormodul 164 kann
den Ladedruck des Turboladers 160 modulieren, indem die
Stellung des Ladedruckregelventils 162 gesteuert wird.
Bei verschiedenen Ausführungen können mehrere
Turbolader durch das Ladedruckaktuatormodul 164 gesteuert
werden. Der Turbolader 160 kann eine variable Geometrie
aufweisen, die durch das Ladedruckaktuatormodul 164 gesteuert werden
kann.
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Ein
Zwischenkühler
(nicht gezeigt) kann einiges der Wärme der verdichteten Luftladung
dissipieren, die erzeugt wird, wenn die Luft verdichtet wird. Die
verdichtete Luftladung kann auch absorbierte Luft wegen der Nähe der Luft
zu dem Abgassystem 134 aufweisen. Obwohl sie zu Darstellungszwecken getrennt
gezeigt sind, sind die Turbine 160-1 und der Verdichter 160-2 häufig aneinander
angebracht, wodurch Einlassluft in enge Nähe zu heißem Abgas platziert wird.
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Das
Maschinensystem 100 kann ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil) 170 umfassen,
das Abgas selektiv zurück
zu dem Einlasskrümmer 110 lenkt.
Das AGR-Ventil 170 kann stromaufwärts von dem Turbolader 160 angeordnet
sein. Das AGR-Ventil 170 kann durch ein AGR-Aktuatormodul 172 gesteuert
werden.
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Das
Maschinensystem 100 kann die Drehzahl der Kurbelwelle in
Umdrehungen pro Minute (U/min oder RPM) unter Verwendung eines Drehzahlsensors 180 messen.
Die Temperatur des Maschinenkühlmittels
kann unter Verwendung eines Maschinenkühlmitteltemperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen
werden. Der ECT-Sensor 182 kann in der Maschine 102 oder
an anderen Stellen, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie etwa
einem Kühler
(nicht gezeigt), angeordnet sein.
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Der
Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter
Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors
(MAP-Sensors) 184 gemessen werden. In verschiedenen Ausführungen
kann Maschinenunterdruck, der die Differenz zwischen Umgebungsluftdruck
und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist, gemessen
werden. Die Massendurchflussrate von Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann
unter Verwendung eines Luftmassenstromsensors (MAF-Sensors) 186 gemessen
werden. In verschiedenen Ausführungen
kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch
die Drosselklappe 112 umfasst.
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Das
Drosselaktuatormodul 116 kann die Stellung der Drosselklappe 112 unter
Verwendung von einem oder mehreren Drosselstellungssensoren (TPS) 190 überwachen.
Die Umgebungstemperatur von Luft, die in die Maschine 102 eingelassen
wird, kann unter Verwendung eines Einlasslufttemperatursensors (IAT-Sensors) 192 gemessen
werden. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden,
um Steuerentscheidungen für
das Maschinensystem 100 zu treffen.
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Das
ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul 194 kommunizieren,
um das Schalten von Zahnrädern
in einem Getriebe (nicht gezeigt) zu koordinieren. Beispielsweise
kann das ECM 114 Maschinendrehmoment während eines Gangschaltvorgangs
verringern. Das ECM 114 kann mit einem Hybridsteuermodul 196 kommunizieren,
um den Betrieb der Maschine 102 und eines Elektromotors 198 zu koordinieren.
Das Hybridsteuermodul 196 kann auf Kraftstoffwirtschaftlichkeit
oder Leistungsvermögen steuern.
Der Fahrzeugbediener kann in der Lage sein, die Betriebsart auszuwählen.
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Der
Elektromotor 198 kann auch als Generator fungieren und
kann verwendet werden, um elektrische Energie zur Verwendung von
elektrischen Fahrzeugsystemen und/oder zur Speicherung in einer
Batterie zu erzeugen. In verschiedenen Ausführungen können verschiedene Funktionen
des ECM 114, des Getriebesteuermoduls 194 und
des Hybridsteuermoduls 196 in ein oder mehrere Module integriert
sein.
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Ein
Steuermodul für
eine elektronische Bremse 200 kann auch mit dem Motorsteuermodul 114 kommunizieren.
Verschiedene Drehmomente, die dem elektronischen Bremssystem zugeordnet sind,
können
als Faktoren in die Drehmomentsteuerung eingebracht werden, wie
es nachstehend beschrieben ist.
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Jedes
System, das einen Maschinenparameter verändert, kann als Aktuator bezeichnet
werden, der einen Aktuatorwert empfängt. Beispielsweise kann das
Drosselaktuatormodul 116 als Aktuator bezeichnet werden,
und der Drosselöffnungsquerschnitt
kann als der Aktuatorwert bezeichnet werden. In dem Beispiel von 1 erreicht
das Drosselaktuatormodul 116 den Drosselöffnungsquerschnitt,
indem der Winkel der Lamelle der Drosselklappe 112 eingestellt
wird.
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Ähnlich kann
das Zündfunkenaktuatormodul 126 als
Aktuator bezeichnet werden, während
der entsprechende Aktuatorwert der Betrag an Zündfunkenvorverstellung relativ
zu dem OT des Zylinders sein kann. Andere Aktuatoren können das
Ladedruckaktuatormodul 164, das AGR-Aktuatormodul 172,
das Phasenstelleraktuatormodul 158, das Kraftstoffaktuatormodul 124 und
das Zylinderaktuatormodul 120 umfassen. Für diese
Aktuatoren können
die Aktuatorwerte jeweils dem Ladedruck, dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt, dem Einlass-
und Auslassnockenphasenstellerwinkel, der Kraftstoffbeaufschlagungsrate
bzw. der Zahl von aktivierten Zylindern entsprechen. Das ECM 114 kann
Aktuatorwerte steuern, um ein gewünschtes Drehmoment von der
Maschine 102 zu erzeugen.
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Nun
unter Bezugnahme auf 2 ist eine allgemeine Blockdiagrammansicht
eines Hybridfahrzeugs 210 dargestellt. Das Fahrzeug umfasst
das Maschinensystem 100, das eine Kurbelwelle 212 einschließt, die
mit einem Hybridgetriebesystem 214 in Verbindung steht.
Das Hybridgetriebesystem 214 übermittelt Drehmoment durch
einen Endantrieb 216 an die Räder eines Fahrzeugs.
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Das
Hybridgetriebesystem 214 umfasst zumindest einen Elektromotor 220,
Aktuatoren 222, die Kupplungen oder dergleichen zum Einrücken und Ausrücken von
Zahnrädern
in einem Getriebe 230 enthalten können. Sowohl das Getriebesteuermodul 194 als
auch das Hybridsteuermodul 196 können gemeinsam verwendet werden,
um das Hybridgetriebesystem 214 zu steuern. Das Getriebesteuermodul 194 und
das Hybridsteuermodul 196 sind in den 1 und 2 als
separate Elemente gezeigt. Jedoch können die beiden als ein einziges
Steuermodul 240 kombiniert sein.
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Nun
unter Bezugnahme auf 3, eine Stirnansicht eines Getriebes
mit einem Hauptgehäuse 310 und
einer Mehrzahl von sekundären
Gehäusen 312A, 312B und 312C.
Wie es nachstehend beschrieben wird, werden die sekundären Gehäuse für stationäre Kolbenbaugruppen
verwendet. Es sind drei sekundäre
Gehäuse
dargestellt. Jedoch können verschiedene
Elemente von Gehäusen
vorgesehen sein.
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Nun
unter Bezugnahme auf 4 ist eine weggebrochene Ansicht
des Hybridgetriebes 214 dargestellt. Bauteile des Getriebes
umfassen eine Schwungrad-Dämpfer-Baugruppe 400,
die das Getriebe an der Maschine anbringt, und einen Getriebeabschnitt 402,
der Zahnräder
zum Wechseln des Antriebsverhältnisses
des Getriebes umfasst. Der Kupplungsbaugruppenabschnitt 404 ist
detaillierter dargestellt. Das Getriebe 214 weist einen
ersten Elektromotor 220A und einen zweiten Elektromotor 220B auf.
Der Motor 220A umfasst einen Stator 410A und einen
Rotor 412A. Der Motor 220B umfasst einen Stator 41B und
einen Rotor 412B. Das Hybridgetriebesystem 214 umfasst
auch einen ersten Planetenradsatz 414A, der ein Hohlrad 416A,
ein Sonnenrad 418A und Planetenräder 420A umfasst. Der
Zahnradsatz 414A steht mit der Getriebewelle 430 durch
verschiedene Abstützbauteile 432 in
Verbindung.
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Es
ist ein zweiter Zahnradsatz 414B vorgesehen, um Drehmoment
zwischen dem Elektromotor 220B und der Getriebewelle 430 zu übermitteln.
Der zweite Zahnradsatz kann auch ein Planetenradsatz sein, der ein
Hohlrad 416B, ein Sonnenrad 418B und Planetenräder 420B umfasst.
Die Ar beitsweise der Zahnradsätze 414A und 414B wird
nachstehend weiter beschrieben.
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Das
Hybridgetriebesystem 214 umfasst eine erste Kupplungsbaugruppe 440 und
eine zweite Kupplungsbaugruppe 442. Die erste Kupplungsbaugruppe 440 wird
sowohl zum Starten der Maschine 100 von 2 als
auch zum Betreiben des Getriebes verwendet. Die Kupplungsbaugruppe 442 wird
auch zum Betreiben des Getriebes verwendet. Die erste Kupplungsbaugruppe 440 umfasst
eine Feder 444, die auf einen Aktuator oder Kolben 446 wirkt.
Die Feder 442 schiebt den Kolben 444 von dem Kupplungspaket 448 weg.
Dies ist die Ruhestellung. Das Kupplungspaket 448 weist
Scheiben auf, die mit einem Kupplungsgehäuse 450 gekoppelt
sind, und Scheiben 452 in Verbindung mit einer Kupplungsabstützung 454.
Das zweite Gehäuse 312A umfasst
einen Druckanschluss 456 zum Liefern von Druck in einen Hohlraum,
der zwischen dem Kolben 446 und dem Kolbenhohlraum 458 gebildet
ist. Der Kolben 446 ist in eine Ruhestellung zurückgezogen
dargestellt, sodass der Hohlraum nicht vorhanden ist. Der Hohlraum
wird nachstehend in 5 dargestellt. Eine Dichtung 460 dichtet
den Kolben an dem Hohlraum 458 ab. Wenn er hydraulisch
gefüllt
wird, wird der Kolben 446 bewegt.
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Es
ist eine zweite Kolbenbaugruppe 470 dargestellt. Die zweite
Kolbenbaugruppe 470 umfasst eine Feder 472, die
in einem Kolbenhohlraum 474 angeordnet ist. Der Kolbenhohlraum 474 umfasst auch
einen Federhohlraum 476. Der Kolbenhohlraum 474 umfasst
einen Fluidanschluss 478 zum Liefern von Hydraulikfluid
in eine Kolbenkammer 480, die zwischen einem ersten Kolben 482 und
einem zweiten Kolben 484 gebildet ist. Eine erste Dichtung 486,
die an dem ersten Kolben 482 angeordnet ist, bildet eine
Dichtung in dem Kolbenhohlraum 474. Eine zweite Dichtung 488 dichtet
die Kolbenkammer 480 und den Kolben 484 zwischen dem
ersten Kolben 482 und der äußeren Wand des Kolbenhohlraums 474 fluidtechnisch
ab. Der Kolben 484 wird durch einen Anschlag 492 daran
gehindert, sich axial in Richtung des Motors B zu bewegen.
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Die
Feder 472 spannt den Kolben 482 axial vor, um
die Scheiben 448 und 452 zur Einrückung in Eingriff
zu bringen. Die Ausdehnung der Feder und somit des Gehäuses ist
in einem Ruhezustand. Wie es nachstehend beschrieben wird, lässt die
Einrückung
der Kupplungsscheiben 448 und 452 schließlich zu,
dass die Zahnradbaugruppe 414B ein Startdrehmoment an die
Maschine liefert. Die Zahnradbaugruppe 414A liefert auch
ein elektrisches Startdrehmoment an die Getriebewelle 430 zum
Liefern eines Startdrehmoments an die Maschine. Eine zweite Kupplungsbaugruppe 500 umfasst
auch Scheiben 502 und 504, die zum Einrücken und
Ausrücken
verschiedener Zahnräder
in dem Zahnradsatz 414B verwendet werden, um verschiedene
Antriebsverhältnisse
auf eine herkömmliche
Weise bereitzustellen. Die hydraulisch gefüllte Stellung des Kolbens ist
von der Kupplung weg.
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Nun
unter Bezugnahme auf 5 ist die Kolbenbaugruppe 470 in
einer zurückgezogenen
Stellung dargestellt. Das heißt,
der Kolben 482 ist von den Scheiben 448 zurückgezogen.
In dieser Ausführungsform
wird der Kolben 486 axial in Richtung des Motors 410A zurückgezogen,
indem Hydraulikfluid durch den Anschluss 478 geliefert
wird. Wenn sich die Hydraulifluidkammer 480 aufgrund der
hydraulischen Kräfte
darin ausdehnt, wird die Kraft der Feder 472 überwunden,
und somit befindet sich die Kupplung in einer normalen Betriebsstellung.
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Es
wird somit zugelassen, dass der Kolben 446 die Kupplungsbaugruppe 440 betätigt, indem
der Kolben 446 derart bewegt wird, dass die Kupplungsscheiben 448, 452 in
Eingriff gelangen. Der Betrieb der Kupplungs baugruppe 440 und 500 lässt zu,
dass verschiedene Antriebsverhältnisse
von der Getriebewelle 430 bereitgestellt werden können.
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Im
Betrieb, wenn die Maschine des Fahrzeugs nicht gestartet ist, drückt die
Feder 472 den Kolben 482 in Eingriff, sodass die
Kupplungsscheiben 448 und 452 ausreichend Reibung
dazwischen aufweisen. Indem die Kupplungsabstützung 454 an ihrer
Stelle fixiert wird, wird auch das Hohlrad 416B in seiner
Stellung fixiert. Das Sonnenrad 418B wird von dem Motor
B angetrieben, und somit wird Drehmoment an die Getriebewelle 430 geliefert.
Der Motor A treibt das Sonnenrad 418A an, sodass Drehmoment
auf die Getriebewelle 430 übertragen wird. Das von dem
Motor 220A und dem Motor 220B gelieferte Drehmoment
stellt einen ausreichenden Betrag an Drehmoment bereit, um das in 2 dargestellte Maschinensystem 100 zu
starten. Das Hybridgetriebesystem 214 koppelt schließlich die
Getriebewelle 430 mit der Kurbelwelle 212 des
Maschinensystems 100.
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Nachdem
die Maschine 100 gestartet worden ist, wird Hydraulikfluid
durch den Anschluss 478 geliefert, um einen ausreichenden
Hydraulikdruck zwischen den Kolben 482 und 484 bereitzustellen, um
die Kraft der Feder 472 zu überwinden und somit zuzulassen,
dass der Kolben 482 die Scheiben 448, 452 außer Eingriff
bringt. Danach wird zugelassen, dass die Kupplungen 440 und 500 das
Getriebe und die Zahnradanordnung auf eine gewünschte Weise betreiben.
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Es
ist eine dritte Kolbenbaugruppe 510 dargestellt, die eine
Feder 512 aufweist, die die Kolben 514 und 516 auseinander
drückt.
Hydraulikfluid tritt durch einen Anschluss 518 in eine
Kammer ein, um den Kolben 516 in Eingriff mit der Kupplungsbaugruppe 500 zu
bewegen. Der Kolben 514 bleibt feststehend, während sich
der Kolben 516 axial bewegt.
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Nun
unter Bezugnahme auf 6 ist eine Seitenansicht des
sekundären
Gehäuses 312 detaillierter
dargestellt. Diese Ansicht ist vorgesehen, um die Relativstellungen
des ersten Kolbenhohlraums 458 und des zweiten Kolbenhohlraums 474 darzustellen.
Das Gehäuse 312 kann
unter Verwendung von Passstiften oder anderen Lagefestlegungsverfahren
angeordnet sein. Die Passstifte können an dem Hauptgehäuse 310 oder
dem sekundären
Gehäuse 312 angeordnet
sein. Die Passstifte, nicht gezeigt, übertragen das Drehmoment und
die Drucklast, die erzeugt wird, wenn die Kupplung eingerückt wird.
Durch Bereitstellen der dargestellten Kupplungsbaugruppe kann eine
erhöhte
Kupplungskapazität
mit den gleichen Getrieberandbedingungen bereitgestellt werden.
Auch ist eine reduzierte Anzahl von Kupplungsplatten oder -scheiben
in den Kupplungspaketen 440 und 500 vorgesehen.
Rotationsverlust ist ebenfalls verringert, während der Kraftstoffwirkungsgrad
des Fahrzeugs erhöht
ist. Das zusätzliche
Gehäuse
lässt auch
zu, dass drei Kolben radial gestapelt sein können, wodurch die Getriebelänge verringert
ist.
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Nun
unter Bezugnahme auf 7 ist ein Verfahren zum Betreiben
eines Hybridfahrzeugs dargelegt. In Schritt 610 ist das
Fahrzeug nicht in Gebrauch, was bedeutet, dass die Maschine nicht
gestartet ist. In Schritt 612 wird der erste Kolben mit
einer ersten Federdrehmomentkraft vorgespannt, um die erste Kupplung
gegen ein erstes Kupplungspaket in Eingriff zu bringen. Dies verhindert
im Wesentlichen, dass sich die Kupplungsabstützung 454 bewegt.
Es wird eine ausreichende Federkraft bereitgestellt, um zu verhindern,
dass sich die Kupplungsabstützung
bewegt, und daher steht der zweite Motor mit der Getriebewelle 430 der 4 und 5 in Verbindung.
Somit liegt die Ruhestellung mit der eingerückten Kupplung vor. In Schritt 614 wird
das Fahrzeug gestartet, wobei die erste Federkraft die Scheiben 448, 452 der
ersten Kupplung 440 in Eingriff bringt. Wenn in Schritt 616 das
Fahrzeug nicht gestartet wird, wird wieder Schritt 614 durchgeführt, bei dem
die erste Federkraft mit der ersten Kupplung in Eingriff gebracht
wird. Wenn das Fahrzeug in Schritt 616 gestartet wird,
erzeugt Schritt 618 Hydraulikdruck, um die erste Federkraft
zu überwinden.
Der Hydraulikdruck wird zwischen dem ersten Kolben 482 und
dem zweiten Kolben 484 in die Hydraulikkammer 480 geliefert.
Es wird genügend
Hydraulikfluid geliefert, um die Federkraft zu überwinden und somit den Kolben 482 aus
dem Eingriff mit den Kupplungsscheiben zurückzuziehen, sodass sich die Kupplungsscheiben 448 und 452 der 4 und 5 frei
drehen. Diese Einrückung
der Kupplung wird in Schritt 620 durchgeführt.
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In
Schritt 622 wird das Getriebe auf normale Weise betrieben.
Das heißt,
der Kolben 446 bringt die erste Kupplung 440 in
Eingriff und außer
Eingriff, und der zweite Kolben 516 bringt die Kupplungsbaugruppe 500 in
Eingriff und außer
Eingriff. Indem die Kupplungen auf herkömmliche Weise gesteuert werden, kann
das Übersetzungsverhältnis der
Getriebewelle 430 relativ zu einer Antriebswelle des Getriebes
geändert
werden.
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Die
breiten Lehren der Offenbarung können auf
vielerlei Weisen ausgeführt
werden. Obgleich die Offenbarung besondere Beispiele umfasst, sollte
daher der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein,
da den Fachmann beim Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und
der folgenden Ansprüche
andere Abwandlungen in den Sinn kommen werden.