DE102010008763B4 - Elektrisch verstellbares Getriebe mit Ausgangsleistungsverzweigung, zwei Planetenradsätzen und zwei Motoren/Generatoren - Google Patents

Elektrisch verstellbares Getriebe mit Ausgangsleistungsverzweigung, zwei Planetenradsätzen und zwei Motoren/Generatoren Download PDF

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Abstract

Elektrisch verstellbares Getriebe (14; 14A; ...14N; 14P) zur Verwendung mit einer Maschine (12), umfassend:
ein Eingangselement (16), das für eine Wirkverbindung mit der Maschine (12) ausgestaltet ist;
ein Ausgangselement (18), das funktionell mit einer Achsantriebseinheit (17) verbunden ist;
ein Getriebegehäuse (50);
einen ersten und zweiten Motor/Generator (60, 62);
genau zwei Planetenradsätze (20, 30; 20A, 30A; ...20N, 30N; 20P, 30P),
die einen ersten (20; 20A; ...20N; 20P) und einen zweiten (30; 30A; ...30N; 30P) Planetenradsatz umfassen, die jeweils ein erstes (22, 32; 22A, 32A; ...22N, 32N; 22P, 32P), zweites (24, 34; 24A, 34A; ...24N, 34N; 24P, 34P) und drittes Element (26, 36; 26A, 36A; ...26N, 36N; 26P, 36P) aufweisen, wobei die drei Elemente (22, 24, 26, 32, 34, 36; 22A, 24A, 26A, 32A, 34A, 36A; ... 22N, 24N, 26N; 32N, 34N, 36N; 22P, 24P, 26P, 32P, 34P, 36P) jedes Planetenradsatzes (20, 30; 20A, 30A; ...20N, 30N; 20P, 30P) ein Träger, ein Sonnenrad und ein Hohlrad sind; und
genau zwei selektiv einrückbare Kupplungen (C2, C3); und
eine selektiv einrückbare Bremse (C1);
wobei das Eingangselement (16) zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Element (22; 22A; ... 22N; 22P) des ersten Planetenradsatzes (20; 20A; ...20N; 20P) entweder ständig oder selektiv durch Einrückung der Bremse (C3) verbindbar ist; wobei das Ausgangselement (18) nur zur gemeinsamen Rotation mit dem Träger (32; 32A; ... 32N; 32P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) verbunden ist;
wobei der erste Motor/Generator (60) nur zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element (24; 24A; ...24N; 24P) des ersten Planetenradsatzes verbunden ist;
wobei der zweite Motor/Generator (62) nur zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element (34; 34A; ...34N; 34P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) verbunden ist;
wobei das dritte Element (26; 26A; ... 26N; 26P) des ersten Planetenradsatzes (20; 20A; ...20N; 20P) entweder in zumindest einer Drehrichtung über eine erste Freilaufkupplung (D1) oder ständig an dem Getriebegehäuse (50) festgelegt ist; wobei das dritte Element (36; 36A; ... 36N; 36P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) durch Einrückung der Bremse (C1) selektiv an dem Getriebegehäuse (50) festgelegt ist; wobei das dritte Element (36; 36A; ... 36N; 36P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit einem der Elemente (22; 22A; 22B; 22C; 22D; 22E; 22F; 26G; 26H; 24I; 24J; 24K; 22L; 26M; 26N; 26P) des ersten Planetenradsatzes (20; 20A; ...20N; 20P) durch Einrückung der zweiten Kupplung (C2) verbindbar ist; und
wobei die Motoren/Generatoren (60, 62) steuerbar sind und die Bremse (C1) und die beiden Kupplungen (C1, C2) selektiv einrückbar sind, um zumindest einen nur elektrischen Modus, einen Reihenmodus, einen Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung und zumindest einen neutralen Modus herzustellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisch verstellbares Getriebe, das in einem Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung betreibbar ist und zwei Motoren/Generatoren aufweist.
  • Elektrisch verstellbare Getriebe (EVT) weisen typischerweise ein Eingangselement auf, das mit einer Maschine verbunden ist, sowie einen oder zwei Motoren/Generatoren, die mit unterschiedlichen Elementen von Planetenradsätzen verbunden sind, um einen oder mehrere elektrisch verstellbare Betriebsmodi, Modi mit festem Drehzahlverhältnis oder Gang und einen nur elektrischen (durch die Batterie beaufschlagten) Modus zu ermöglichen. Ein „elektrisch verstellbarer“ Modus ist ein Betriebsmodus, bei dem das Drehzahlverhältnis zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen des Getriebes durch die Drehzahl von einem der Motoren/Generatoren bestimmt wird.
  • EVT können die Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Fahrzeugs auf vielerlei Weisen verbessern. Zum Beispiel kann die Maschine im Leerlauf, während Zeiträumen eines Verzögerns und Bremsens und während Zeiträumen mit relativ niedriger Drehzahl oder einem Betrieb mit leichter Fahrzeuglast ausgeschaltet werden, um dadurch Wirkungsgradverluste zu beseitigen, die aufgrund von Widerstand der Maschine hervorgerufen werden. Über regeneratives Bremsen aufgefangene Bremsenergie oder Energie, die durch einen der Motoren gespeichert wird, der während Zeiträumen, wenn die Maschine arbeitet, als Generator arbeitet, wird während dieser Zeiträume mit „Maschine aus“ benutzt, um den Zeitraum oder die Dauer auszudehnen, während der die Maschine aus ist, um Maschinendrehmoment oder -leistung zu ergänzen, um das Fahrzeug bei einer niedrigeren Maschinendrehzahl zu betreiben und/oder um Nebenaggregatleistungsversorgungen zu ergänzen. Eine vorübergehende Anforderung nach Maschinendrehmoment oderleistung wird durch die Motoren/Generatoren während Zeiträumen mit „Maschine an“ ergänzt, was eine kleinere Dimensionierung der Maschine zulässt, ohne das hervortretende Leistungsvermögen des Fahrzeugs zu verringern. Zusätzlich sind die Motoren/Generatoren bei der Nebenaggregatleistungserzeugung sehr effizient, und elektrische Leistung von der Batterie dient als eine verfügbare Drehmomentreserve, die einen Betrieb bei einem relativ niedrigen Getriebedrehzahlverhältnis zulässt.
  • Elektrisch verstellbare Modi können als Modi mit Eingangsleistungsverzweigung, Ausgangsleistungsverzweigung, kombinierter Leistungsverzweigung oder Reihenmodi klassifiziert werden. Bei Modi mit Eingangsleistungsverzweigung ist ein Motor/Generator derart übersetzt, dass seine Drehzahl direkt proportional zu dem Getriebeausgang variiert, und der andere Motor/Generator ist derart übersetzt, dass seine Drehzahl eine Linearkombination der Drehzahlen der Eingangs/Ausgangselemente ist. Bei Modi mit Ausgangsleistungsverzweigung ist ein Motor/Generator derart übersetzt, dass seine Drehzahl direkt proportional zu dem Getriebeeingangselement variiert, und der andere Motor/Generator ist derart übersetzt, dass seine Drehzahl eine Linearkombination der Drehzahlen des Eingangselements und des Ausgangselements ist. Bei einem Modus mit kombinierter Leistungsverzweigung sind beide Motoren/Generatoren derart übersetzt, dass ihre Drehzahl Linearkombinationen der Drehzahlen des Eingangs- und Ausgangselements sind, aber keine direkt proportional zu entweder der Drehzahl des Eingangselements oder der Drehzahl des Ausgangselements ist. Bei einem Reihenmodus ist ein Motor/Generator derart übersetzt, dass seine Drehzahl direkt proportional zu der Drehzahl des Getriebeeingangselements variiert, und der andere Motor/Generator ist derart übersetzt, dass seine Drehzahl direkt proportional zu der Drehzahl des Getriebeausgangselements variiert. Es gibt keine direkte mechanische Leistungsübertragungsstrecke zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen, wenn in dem Reihenmodus gearbeitet wird, und daher muss die gesamte Leistung elektrisch übertragen werden.
  • Ein Reihenvortriebssystem ist ein System, bei dem Energie einer Strecke von einer Maschine zu einer elektrischen Speichereinrichtung und dann zu einem elektrischen Motor/Generator folgt, der Leistung aufbringt, um die Antriebselemente zu rotieren. Mit anderen Worten gibt es anders als bei Parallelvortriebssystemen in einem Reihenvortriebssystem keine direkte mechanische Verbindung zwischen der Maschine und den Antriebselementen.
  • Existierende EVT-Architekturen sind vorwiegend Einzelmodus mit Eingangsleistungsverzweigung oder Zweifachmodus. Diese Architekturen sind nicht für eine Plug-In-Hybridanwendung mit einer kleinen Maschine und einer großen Batterie optimiert, wenn ein großer Teil des Betriebes bei ausgeschalteter Maschine erfolgt. Zum Beispiel erfordert die Einzelmodus-Eingangsleistungsverzweigung, dass der Ausgangs-Motor/Generator für den vollen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich konstruiert ist. Es kann daher sein, dass der Motor/Generator derart konstruiert sein muss, dass er die hohe Motorspitzendrehzahl aufnehmen kann, um die gewünschte Motorfestigkeit und/oder vernünftige Verluste bei Spitzendrehzahl bereitzustellen. Es kann auch sein, dass eine hohe Systemspannung (z.B. 600 V) erforderlich ist, um dieses System zu ermöglichen. Motor/Generator- und Getriebeumlaufverluste werden bei dieser Art von System bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten tendenziell relativ hoch sein, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit auf der Autobahn vermindert wird. Ein Zweiganggetriebe kann dazu verwendet werden, an dem Ausgangsmotor den Drehzahlbereich des Motors/Generators auf Kosten einer erhöhten mechanischen Komplexität zu vermindern. Eine zweite Quelle von erhöhten Verlusten, wenn die Maschine aus ist, ist, dass der Eingangsgenerator typischerweise mit einem Mehrfachen der Ausgangsdrehzahl umläuft, aber nicht für den Vortrieb des Fahrzeugs verwendbar ist. Auch bei einer Einzelmodus-Eingangsleistungsverzweigung fließt bei hohen Maschinendrehzahlen ein großer Prozentsatz der Maschinenleistung durch die elektrische Strecke.
  • Die Zweimodusarchitekturen sind nicht für den Betrieb bei hoher Drehzahl und ausgeschalteter Maschine optimiert. Der Eingangsmotor (Motor/Generator A) kann mit dem Mehrfachen der Ausgangsdrehzahl bei ausgeschalteter Maschine umlaufen, ist aber nicht für den Vortrieb verwendbar, was zu hohen Umlaufverlusten beiträgt und die Spitzengeschwindigkeit des Fahrzeugs bei ausgeschalteter Maschine begrenzt. Antriebsstränge mit Zweimodusgetrieben können auch einen festen Gang als den synchronen Punkt zwischen dem ersten und dem zweiten elektrisch verstellbaren Modus aufweisen. Dies erfordert es, dass die Maschine auf die Synchrondrehzahl des festen Gangs hochdrehen muss, wenn die Maschine bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten von ein nach aus oder von aus nach ein übergeht. Die Motoren/Generatoren können typischerweise auch grob die gleiche Größe haben, was es schwierig macht, einen großen Betrag an verfügbarer Batterieleistung zu verwenden, um auf einen vorübergehenden Fahrerbefehl anzusprechen, es sei denn, beide Motoren sind überdimensioniert.
  • Aus der DE 11 2007 000 573 T5 sind Hybridgetriebe mit drei und vier Planetenradsätzen, zwei Motoren/Generatoren und mindestens vier Drehmomnentübertragungseinrichtungen bekannt, die eine kombiniert leistungsverzweigte Architektur aufweisen und Modi mit Eingangsleistungsverzweigung und Ausgangsleistungsverzweigung zur Verfügung stellen.
  • Die DE 10 2007 056 407 A1 offenbart elektrisch verstellbare Hybridgetriebe mit zwei Planetenradsätzen, zwei Motoren, zwei Bremsen, einem Freilauf sowie einer oder zwei Kupplungen, die Betriebsarten mit Eingangsleistungsverzweigung und Ausgangsleistungsverzweigung aufweisen. Zwischen jeweils einem Element der beiden Planetenradsätzen besteht eine feste Verbindung und zwischen zwei weiteren Elementen der beiden Planetenradsätze besteht eine weitere über eine Kupplung herstellbare Verbindung.
  • Die DE 10 2007 056 723 A1 offenbart Hybridgetriebe mit zwei Planetenradsätzen, zwei Motoren/Generatoren und mindestens vier Drehmomentübertragungsmechanismen, von denen zumindest zwei Bremsen sind. Der erste Motor/Generator ist ständig mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes verbunden und über eine Kupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbindbar. Der zweite Motor/Generator ständig mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und dem Träger des ersten Planetenradsatzes verbunden. Zwischen den beiden Planetenradsätzen gibt es somit eine ständige und eine schaltbare Verbindung.
  • Plug-In-Hybridgetriebe werden typischerweise bei einer kleinen Maschine und einer großen Batterie verwendet und arbeiten einen großen Teil der Zeit mit ausgeschalteter Maschine. Es ist ein elektrisch verstellbares Getriebe vorgesehen, das die Nachteile existierender elektrisch verstellbarer Plug-In-Hybridgetriebe bei der gegebenen kleinen Maschine und großen Batterie spezifisch überwindet.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes elektrisch verstellbares Getriebe zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch das elektrisch verstellbare Getriebe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Jede der verschiedenen Ausführungsformen hat zumindest einige der folgenden Vorteile: (i) es müssen keine hydraulischen Kupplungen geschlossen werden, um die Maschine zu starten, was ein verbessertes Kaltstartleistungsvermögen ermöglicht; (ii) das erforderliche Drehmoment, um die Maschine bei Kaltstartbedingungen anzulassen, ist aufgrund eines günstigen Übersetzungsverhältnisses statt eines Direktantriebs herabgesetzt; (iii) es wird eine verbesserte Generatoreffizienz aufgrund der erhöhten Motordrehzahl realisiert; (iv) es sind nahtlose Schaltvorgänge mit Null Energie zwischen Reihen- und Lastteilungsmodi mit oder ohne voll verfügbare Batterieleistung möglich; und (v) es gibt eine erhöhte Traktionsfähigkeit bei der Lastteilung (d.h. Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung) relativ zu existierenden Konstruktionen aufgrund des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem ersten Motor/Generator und der Maschine.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben:
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines elektrisch verstellbaren Getriebes in Hebeldiagrammform;
    • 2 ist eine schematische Darstellung einer ersten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 1 in einer ersten Stickdiagrammform;
    • 3 ist eine schematische Darstellung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 1 in einer zweiten Stickdiagrammform;
    • 4 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines elektrisch verstellbaren Getriebes in Hebeldiagrammform;
    • 5 ist eine schematische Darstellung einer ersten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 4 in einer ersten Stickdiagrammform;
    • 6 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines elektrisch verstellbaren Getriebes in Hebeldiagrammform;
    • 7 ist eine schematische Darstellung einer ersten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 6 in einer ersten Stickdiagrammform;
    • 8 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines elektrisch verstellbaren Getriebes in Hebeldiagrammform;
    • 9 ist eine schematische Darstellung einer ersten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 8 in einer ersten Stickdiagrammform;
    • 10 ist eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines elektrisch verstellbaren Getriebes in Hebeldiagrammform;
    • 11 ist eine schematische Darstellung einer ersten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 10 in einer ersten Stickdiagrammform;
    • 12 ist eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines elektrisch verstellbaren Getriebes in Hebeldiagrammform;
    • 13 ist eine schematische Darstellung einer ersten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 12 in einer ersten Stickdiagrammform;
    • 14 ist eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform eines elektrisch verstellbaren Getriebes in Hebeldiagrammform;
    • 15 ist eine schematische Darstellung einer ersten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 14 in einer ersten Stickdiagrammform; und
    • 16 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Abwandlung des elektrisch verstellbaren Getriebes von 14 in einer zweiten Stickdiagrammform.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile überall in den verschiedenen Ansichten verweisen, veranschaulicht 1 einen Hybridantriebsstrang 10, der eine Maschine 12 aufweist, die mit einem elektrisch verstellbaren Getriebe 14 verbunden ist. Das Getriebe 14 ist konstruiert, um zumindest einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 in einer Mehrzahl seiner verschiedenen Betriebsmodi aufzunehmen, wie es nachstehend besprochen wird. Das Getriebe 14 ist entweder auf Querauslegungen mit Vorderradantrieb (FWD) oder Längsauslegungen mit Hinterradantrieb (RWD) anwendbar.
  • Die Maschine 12 weist eine Ausgangswelle oder ein Ausgangselement auf, das als Eingangselement 16 des Getriebes 14 dient. Eine Achsantriebseinheit oder Achsantriebsbaugruppe 17 ist funktional mit einer Ausgangswelle oder einem Ausgangselement 18 des Getriebes 14 verbunden, um Leistung an einen Achsantrieb 19 zu liefern.
  • Das Getriebe 14 umfasst einen ersten Planetenradsatz 20, der als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 22, ein zweites Element 24 und ein drittes Element 26 aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Wie bei allen Hebeln, die mit Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen des Antriebsstrangs hierin gezeigt und beschrieben sind, können die Elemente ein Hohlrad, ein Sonnenrad und ein Träger sein, aber nicht notwendigerweise in dieser besonderen Reihenfolge. So wie es hierin verwendet wird, ist ein „Knoten“ ein Bauteil eines Getriebes, wie etwa ein Hohlrad, ein Träger oder ein Sonnenrad, das sich durch eine Drehzahl auszeichnet und das als eine Übergangsstelle von Drehmomenten wirken kann, die auf dieses Bauteil von andere Bauteilen und durch dieses Bauteil auf andere Bauteile aufgebracht werden. Die anderen Bauteile, die mit einem gegebenen Knoten wechselwirken können, umfassen andere koaxiale Elemente des gleichen Satzes Planetenräder, die als andere Knoten an dem gleichen Hebel erscheinen, Elemente von anderen Planetenradsätzen, die als Knoten an einem anderen Hebel erscheinen, ein feststehendes Element 50, wie etwa ein Getriebekasten und andere Getriebeelemente, wie etwa ein Eingangselement 16 oder ein Ausgangselement 18.
  • Das Getriebe 14 umfasst einen zweiten Planetenradsatz 30, der als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 32, ein zweites Element 34 und ein drittes Element 36 aufweist, die als Knoten dargestellt sind.
  • Die Achsantriebsbaugruppe 17 ist ein Planetenradsatz 40, der durch einen Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 42, ein zweites Element 44 und ein drittes Element 46 aufweist. Alternativ kann die Achsantriebsbaugruppe eine oder mehrere Parallelwellenzahnradsätze (nicht gezeigt) und/oder ein Kettenübertragungsmechanismus (nicht gezeigt) sein.
  • Das Getriebe 14 weist mehrere Verbindungen auf. Ein Rotor von Motor/Generator 60 (hierin auch als M/G A bezeichnet) ist ständig mit dem zweiten Element 24 des Planetenradsatzes 20 zur gemeinsamen Rotation damit verbunden. Das dritte Element 26 ist an dem feststehenden Element 50 auf Masse festgelegt. Das erste Element 32 des Planetenradsatzes 30 ist ständig mit dem Ausgangselement 18 zur gemeinsamen Rotation damit verbunden. Das zweite Element 34 ist ständig mit einem anderen Motor/Generator 62 (der auch als M/G B bezeichnet wird) zur gemeinsamen Rotation mit einem Rotor damit verbunden. Das erste Element 42 ist ständig mit dem Achsantrieb 19 verbunden. Das zweite Element 44 ist ständig mit dem Ausgangselement 18 verbunden. Das dritte Element 46 ist ständig mit dem feststehenden Element 50 verbunden.
  • Das Getriebe 14 weist auch mehrere selektiv einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen auf, die verschiedene Fahrzeugbetriebsmodi bereitstellen, wie es nachstehend beschrieben ist. Ein Drehmomentübertragungsmechanismus C1, der nachstehend der Einfachheit halber als Bremse oder Kupplung C1 bezeichnet wird, ist selektiv einrückbar, um das dritte Element 36 an dem feststehenden Element 50 auf Masse festzulegen. Ein Drehmomentübertragungsmechanismus C2, der auch eine rotierende Kupplung ist und nachstehend der Einfachheit halber als Kupplung C2 bezeichnet ist, ist selektiv einrückbar, um das erste Element 22 mit dem dritten Element 36 zu verbinden. Ein Drehmomentübertragungsmechanismus C3, der eine rotierende Kupplung ist und nachstehend der Einfachheit halber als Kupplung C3 bezeichnet ist, ist selektiv einrückbar, um das Eingangselement 16 mit dem ersten Element 22 zu verbinden.
  • Der Antriebsstrang 10 weist vorzugsweise eine im Fahrzeug befindliche Energiespeichereinrichtung 70 auf, die nachstehend der Einfachheit halber als ESD 70 abgekürzt ist, die funktional mit einem jeden der jeweiligen Motoren/Generatoren 60, 62 verbunden ist, so dass die Motoren/Generatoren 60, 62 selektiv Leistung auf die ESD 70 übertragen oder Leistung von dieser empfangen können. So wie es hierin verwendet wird, ist eine „im Fahrzeug befindliche“ Energiespeichereinrichtung irgendeine Energiespeichereinrichtung, die an dem Fahrzeug (nicht gezeigt) montiert ist, an dem auch der Antriebsstrang 10 mit den Motoren/Generatoren 60 und 62 montiert ist. Die ESD 70 kann beispielsweise eine oder mehrere Batterien oder Batteriepakete sein. Andere an Bord befindliche Energiespeichereinrichtungen, wie etwa Brennstoffzellen oder Kondensatoren, die die Fähigkeit haben, ausreichend elektrische Leistung bereitzustellen und/oder zu speichern und abzugeben, können in Kombination mit oder anstelle von Batterien verwendet werden.
  • Eine elektronische Steuereinheit oder Controller 72, die bzw. der mit CONT gekennzeichnet ist, ist funktional mit der ESD 70 verbunden, um die Verteilung von Leistung auf oder von der ESD 70 wie notwendig zu steuern. Betriebsdaten, die von Sensoren gesammelt werden, wie etwa die Drehzahl des Eingangselements 16 und des Ausgangselements 18, können an den Controller 72 ebenso zu verschiedenen Verwendungen, etwa wenn in einem regenerativen Bremsmodus gearbeitet wird, geliefert werden. Wie es Fachleute verstehen werden, kann eine regenerative Bremsfähigkeit bewerkstelligt werden, indem der Controller 72 dazu verwendet wird, Drehmoment von der Maschine 12, von dem Motor/Generator 60 (M/G A) und von dem Motor/Generator 62 (M/G B) während des Bremsens auszubalancieren, um die gewünschte Verzögerungsrate des Ausgangselements 18 bereitzustellen.
  • Die ESD 70 ist bevorzugt mit einem DC/AC-Leistungswechselrichter 74 verbunden, der mit WR gekennzeichnet ist, und ist auch vorzugsweise ausgestaltet, um durch ein außerhalb des Fahrzeugs befindliches Leistungsversorgungssystem 76, das mit LEISTUNG gekennzeichnet ist, wieder aufgeladen werden zu können, wenn sie in einem Plug-In-Hybridfahrzeug verwendet wird. So wie es hierin verwendet wird, ist eine „außerhalb des Fahrzeugs befindliche“ Leistungsversorgung eine Leistungsversorgung, die nicht an dem Fahrzeug (nicht gezeigt) mit dem Antriebsstrang 10 montiert sind, nicht einstückig mit dem Getriebe 14 ist und funktional mit der ESD 70 nur während ihres Wiederaufladens verbunden ist, wie es in einer Anwendung eines Plug-In-Hybridfahrzeugs auftreten würde. Es können unterschiedliche außerhalb des Fahrzeugs befindliche Leistungsversorgungssysteme verwendet werden, die eine Anschlussfähigkeit zwischen der ESD 70 und dem außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Leistungsversorgungssystem 76 zum Wiederaufladen der ESD 70 herstellen, wie es Fachleute auf dem Gebiet verstehen werden. Zum Beispiel kann ein System mit einem außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Ladegerät, einer leitfähigen Schnittstelle und einem im Fahrzeug befindlichen Gleichrichter verwendet werden, ein System mit einem außerhalb des Fahrzeugs befindlichen induktiven Ladegerät, einer induktiven Schnittstelle und einem im Fahrzeug befindlichen Gleichrichter, oder ein System mit einer Schnittstelle vom Einstecktyp und einem im Fahrzeug befindlichen Ladegerät.
  • Der Hybridantriebsstrang 10 ist gemäß dem Kupplungseinrückungsplan von Tabelle I zusammen mit der Steuerung der Motoren/Generatoren 60, 62 und dem Ein- oder Aus-Zustand der Maschine 12 betreibbar, um fünf Betriebsmodi bereitzustellen. Tabelle I
    Kupplung C1 Kupplung C2 Kupplung C3 Modus
    X X Ein Motor nur elektrisch (EV) (Maschine aus)/Reihe (Maschine ein)
    X X EVT/Lastteilung (Ausgangsleistungsverzweigung)
    Neutral
    X Neutral mit Batterieladen
    X Nur elektrisch mit zwei Motoren (EV)
  • Bei in Ruhe befindlichem Fahrzeug ist der Antriebsstrang 10 in dem EV-Modus mit einem Motor. Der Motor/Generator B 62 wird dazu verwendet, das Fahrzeug anzufahren. Das Fahrzeug kann elektrisch mit dem Motor/Generator B 62 angetrieben werden. Die Spitzengeschwindigkeit des Fahrzeugs im EV- und Reihenmodus ist durch die maximale Drehzahl des Motors/Generators B 62 begrenzt. Das Fahrzeug kann auch unter Verwendung des Motors/Generators B 62 gebremst werden. Ein Schlüsselvorteil dieses Getriebes 14 ist, dass es keine rutschenden Kupplungen gibt, wenn das Fahrzeug in einem EV-Modus mit einem Motor betrieben wird, was den Wirkungsgrad in diesem Modus maximiert. Ein EV-Betrieb mit einem Motor und ein Reihenbetrieb erfordern die gleichen eingerückten Kupplungen (d.h. den gleichen Modus) und sind bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten oder hohen Fahrzeuglasten verwendbar. Dieser Modus kann mit eingeschalteter Maschine (Reihenmodus) oder ausgeschalteter Maschine (EV-Modus mit einem Motor) betrieben werden.
  • Neutral ist ein Modus, der den Motor/Generator B 62 vom Ausgang trennt. Wenn die Kupplung C3 geschlossen ist, während man sich in Neutral befindet, ist der Motor 60 mit der Maschine verbunden, um ein Aufladen der Energiespeichereinrichtung 70 zu ermöglichen.
  • Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird der Motor/Generator B 62 in dem EV-Modus mit einem Motor auf hohen Drehzahlen sein. Dies kann bei manchen Motortypen zu einem ineffizienten Betrieb bei leichten Lasten führen. Um Motorverluste zu verringern oder um aus anderen Gründen die Drehzahl des Motors/- Generators B 62 zu verringern, kann das System in dem EV-Modus mit zwei Motoren betrieben werden. Um von dem EV-Modus mit einem Motor in den EV-Modus mit zwei Motoren überzugehen, wird die Kupplung C3 geöffnet, anschließend wird die Kupplung C1 geöffnet, während die Kupplung C2 geschlossen ist, und an den Motor/Generator A 60 wird Drehmoment angewiesen, um dem Drehmoment des Motors/Generators B 62 entgegenzuwirken. Der Motor/Generator A 60 wird dann auf eine Drehzahl beschleunigt, die ein wünschenswertes Verhältnis von Leistung zwischen den Motoren A 60 und B 62 bereitstellt und/oder Verluste zwischen den Motoren/Generatoren 60, 62 minimiert. Da die Drehmomente der Motoren/Generatoren A 60 und B 62 beide proportional zum Ausgangsdrehmoment sind, bestimmt das Verhältnis der Drehzahl des Motors/Generators A 60 zu der Drehzahl des Motors/Generators B 62 die Leistungszuteilung zwischen den Motoren/Generatoren 60, 62. Dieser Modus ist auch hilfreich, um Verluste zwischen den Motoren/Generatoren A und B 60, 62 zu teilen, was für eine verbesserte kontinuierliche Leistungsfähigkeit sorgt, da das Kühlen über zwei Motoren durchgeführt wird, statt dass einer eine stärkere Kühlfähigkeit erzielt. Der EV-Modus mit zwei Motoren lässt zu, dass beide Motoren/Generatoren 60, 62 einem Teil des Fahrzeugvortriebsdrehmoments entgegenwirken können, was zulässt, dass die Drehzahl der Motoren/Generatoren 60, 62 verändert werden kann, um die Leistung zwischen den Motoren A und B zu verzweigen und Motor- und Getriebeverluste zu minimieren.
  • Wenn es erwünscht ist, die Maschine 12 zu starten, während man sich im EV-Modus mit einem Motor befindet, wird an dem Motor/Generator A 60 positives Drehmoment angewiesen, was bewirkt, dass die Maschine 12 die Drehzahl in einer positiven Richtung erhöht. Sobald die Maschine 12 die Betriebsdrehzahl erreicht, beginnt sie Drehmoment zu erzeugen. Der Motor/Generator A 60 kann dann zu negativem Drehmoment übergehen, wobei er als Generator wirkt, um das System im Reihenmodus zu betreiben. Im Reihenmodus treibt die Maschine 12 den Motor/Generator A 60 an, der als Generator wirkt und den Motor/Generator B 62 durch die Energiespeichereinrichtung 70 und den Wechselrichter 74 unter der Steuerung des Controllers 72 mit Leistung beaufschlagt. Da der Motor/Generator B 62 in der Lage ist, die vollen Traktionsbedürfnisse des Fahrzeugs zu erfüllen, wird eine maximale Flexibilität für das Aufwärmen der Maschine oder Katalysators zugelassen, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren und Kaltstartemissionen zu minimieren.
  • Wenn es erwünscht ist, die Maschine 12 zu starten, während man sich im EV-Modus mit zwei Motoren befindet, kann der Antriebsstrang 10 direkt in den Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung überführt werden, indem die Kupplung C3 geschlossen wird, was bewirkt, dass die Maschine 12 startet. Alternativ kann der Antriebsstrang 10 synchron in den EV-Modus mit einem Motor geschaltet werden (wobei die Kupplung C1 und die Kupplung C3 geschlossen werden, während C2 geöffnet wird) und die Maschine 12 kann wie oben beschrieben gestartet werden.
  • Zum Fahren kann der Antriebsstrang 10 vom Reihenmodus in den EVT-/Lastteilungsmodus mit Ausgangsleistungsverzweigung geschaltet werden, indem die Kupplung C1 gelöst und die Kupplung C2 eingerückt wird. Dies kann als ein herkömmlicher Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang unter Last implementiert werden. Alternativ kann die Kupplung C3 gelöst werden, um eine unabhängige Steuerung der Drehzahl der Maschine 12 und des Motors/Generators A60 während des Schaltens zuzulassen. Dies lässt zu, dass die Trägheit und das Drehmoment des Motors/Generators A 60 dem Drehmoment des Motors/Generators B 62 während des Schaltens entgegenwirken können, ohne zu erfordern, dass die Drehzahl der Maschine abnehmen muss, wobei das Ausgangsdrehmoment zunimmt.
  • Im EVT-/Lastteilungsmodus arbeitet der Antriebsstrang 10 wie bei einem Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung. Der Motor/Generator A 60 erzeugt einen Teil des Maschinendrehmoments, das zu dem Motor/Generator B 62 übertragen wird. Der Antriebsstrang 10 weist bei dem Übersetzungsverhältnis, bei dem die Drehzahl des Motors/Generators B 62 Null ist, einen mechanischen Punkt auf. Für Übersetzungsverhältnisse unter diesem Wert wird der Leistungsfluss in der Vorwärtsrichtung erfolgen. Da das System ein Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung ist, können das Drehmoment der Maschine 12 und des Motors additiv bei Übersetzungsverhältnissen unterhalb des mechanischen Punktes kombiniert werden. Zum Beispiel bei einem Getriebeübersetzungsverhältnis von 1:1 sind die Drehzahlen des Motors/Generators und der Maschine alle gleich der Ausgangsdrehzahl, und Leistung von dem Motor/Generator A 60, dem Motor/Generator B 62 und der Maschine kann kombiniert werden, um ein hohes Leistungsvermögen des Fahrzeugs bereitzustellen. Eine Lastteilung ist ein Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung in einem hohen Bereich, der bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten oder leichten Lasten verwendbar ist.
  • Der Antriebsstrang 10 kann leicht in einem EV-Modus mit einem Motor und ausgeschalteter Maschine von dem Reihenmodus übergehen, indem einfach die Maschinendrehzahl auf Null auf eine gesteuerte Weise unter Verwendung des Motors/Generators A 60 als Generator verringert wird. Der Antriebsstrang 10 kann auch von dem Lastteilungsmodus in den EV-Modus mit einem Motor und ausgeschalteter Maschine übergehen, indem synchron zu dem geeigneten Übersetzungsverhältnis gewechselt wird und dann die Kupplung C2 geöffnet und die Kupplung C1 geschlossen wird.
  • Es sind hierin verschiedene Ausführungsformen von Antriebssträngen mit Getrieben beschrieben. Für jeden der gezeigten und beschriebenen Antriebsstränge werden die verschiedenen Modi gemäß dem Kupplungseinrückungsplan von Tabelle I bewerkstelligt, wobei entsprechende Bauteile wie mit Bezug auf den Antriebsstrang 10 von 1 beschrieben arbeiten. Die verschiedenen Ausführungsformen bieten einen oder mehrere unterschiedliche Vorteile gegenüber früheren elektrisch verstellbaren Getrieben und sind besonders für ausgedehnte Reichweite bzw. ausgedehnten Bereich in einem nur elektrischen Modus geeignet. Verschiedene Merkmale der hierin beschriebenen Ausführungsformen sind in Tabelle II unten zusammengefasst, wobei die Ausführungsformen, denen die Merkmale entsprechen, in jeder Spalte angegeben sind. Die Merkmale sind allgemein der Tabelle II folgend beschrieben und genauer mit Bezug auf die Ausführungsformen, denen sie entsprechen. Tabelle II
    Ausführungsform
    Merkmal 1 - 5 6 - 7 8 - 9 10 - 11 12 - 13 14 - 16
    Kaltstart ohne Kupplungsschließen X X X X X
    Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während des Reihenmodus X X X X X
    Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während des EV-Modus mit zwei Motoren X X X X
    Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während des Kaltstarts X X X X X
    Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während der Lastteilung/erhöhter Traktionsfähigkeit X X X
    Ununterbrochene Stromerzeugungsfähigkeit an Motor/Generator A während Schaltvorgängen X
  • Kaltstart ohne Kupplungsschließen
  • Im Allgemeinen ist es schwierig, ein hydraulisches Kupplungssystem derart zu konstruieren, dass es Druck zum Aufbringen einer Kupplung unter kalten Umgebungstemperaturbedingungen erzeugt. Aufgrund der erhöhten Viskosität des Getriebefluids kann es sein, dass eine große Hilfspumpe erforderlich ist, um diese Funktionalität bereitzustellen. Zusätzlich kann es eine beträchtliche Verzögerung geben, um den erforderlichen Druck und die erforderliche Strömung zum Aufbringen der Kupplung zu entwickeln. Wenn das System in der Lage ist, ohne ein Kupplungsschließen zu starten, können die hydraulischen Anforderungen vermindert werden, was die Kosten und die Masse der Hilfspumpe verringern kann.
  • Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während des Reihenmodus
  • Wenn der Motor/Generator A 60 zu der Maschine mit einem Übersetzungsverhältnis von größer als Eins übersetzt ist, wird die Drehzahl des Motors/Generators A 60 erhöht und das Drehmoment verringert sein. Dies kann einen effizienteren Betrieb des Motors/Generators A 60 ermöglichen und kann die Drehmomentanforderung des Motors/Generators A 60 senken, was eine Verringerung der Motorgröße ermöglichen könnte.
  • Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während des EV-Modus mit zwei Motoren
  • Wenn der Motor/Generator A 60 mit einem Übersetzungsverhältnis während des EV-Betriebes mit zwei Motoren übersetzt ist, ist die Traktionsfähigkeit des Modus für ein gegebenes Drehmoment des Motors/Generators A 60 erhöht, da das Drehmoment des Motors/Generators A 60 die begrenzende Randbedingung ist, wenn man sich in diesem Betriebsmodus befindet.
  • Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während des Kaltstarts
  • Wenn der Motor/Generator A 60 während des Kaltstartens der Maschine 12 mit einem Übersetzungsverhältnis mit einem Betrag größer als Eins übersetzt ist, wird die Batterieleistung zum Starten der Maschine 12 verringert sein, da die Motorverluste proportional zum Quadrat des Motordrehmoments sind.
  • Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A während Lastteilung/erhöhter Traktionsfähigkeit
  • Wenn der Motor/Generator A 60 während des Lastteilungsbetriebes mit einem Übersetzungsverhältnis übersetzt ist, ist die Traktionsfähigkeit des Modus für ein gegebenes Drehmoment des Motors/Generators A 60 erhöht, da die Summe aus dem Drehmoment des Motors/Generators A 60 und dem Drehmoment der Maschine die begrenzende Randbedingung ist, wenn man sich in diesem Betriebsmodus befindet.
  • Ununterbrochene Stromerzeugungsfähigkeit an dem Motor/Generator A während Schaltvorgängen
  • Um bei manchen Hybridantriebsstrangkonstruktionen von einem Lastteilungsmodus zu einem Reihenmodus zu schalten, muss der Motor/Generator A 60 während des Schaltvorgangs momentan von der Maschine 12 getrennt werden, oder die Kupplung C2 muss rutschen gelassen werden, um ein Reaktionsdrehmoment aufrechtzuerhalten und Ausgangsdrehmoment bereitzustellen. Diese beiden Handlungen beeinträchtigen die Fähigkeit des Systems, während des Schaltvorgangs in einem Zustand mit ausbalancierter Leistung zu arbeiten, was ein Durchsacken des Drehmoments während Herunterschaltvorgängen bewirken kann, wenn die Batterieleistung begrenzt ist (aufgrund einer kalten Batterietemperatur). Bei manchen der vorgeschlagenen Ausführungsformen (8 - 9 und 14 - 16, d.h. Ausführungsformen mit einer Freilaufkupplung D2), kann der Antriebsstrang 10 während des Schaltmanövers ständig Leistung durch die elektrische Strecke übertragen, wobei das Drehmomentdurchsacken während des Schaltvorgangs beseitigt wird.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10 ist in 2 als Antriebsstrang 10A gezeigt. In dieser Ausführungsform ist der Motor/Generator A 60 mit einem Übersetzungsverhältnis zu der Maschine 12 übersetzt, um die Drehmomentanforderung zu verringern. Das Getriebe 14A umfasst einen Planetenradsatz 20A, der dem Planetenradsatz 20 entspricht, und ein erstes Element 22A aufweist, das ein Träger ist, ein zweites Element 24A, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 26A, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 22A lagert Planetenräder 27A, die mit dem zweiten Element 24A und dem dritten Element 26A kämmen. Ein Planetenradsatz 30A entspricht dem Planetenradsatz 30 und weist ein erstes Element 32A auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34A, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36A, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32A lagert Planetenräder 37A, die mit dem zweiten Element 34A und dem dritten Element 36A kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 1 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10 ist in 3 als Antriebsstrang 10B gezeigt, wobei das Getriebe 10B einen Planetenradsatz 20B umfasst, der ein zusammengesetzter Zahnradsatz ist, mit einem ersten Element 22B, das ein Hohlrad ist, einem zweiten Element 24B, das ein Sonnenrad ist, und einem dritten Element 26B, das ein Träger ist. Zwei Sätze Planetenräder 27B, 28B sind zur Rotation an dem Träger 26B gelagert, wobei die Planetenräder 27B mit dem Sonnenrad 24B und den Planetenrädern 28B kämmen, und die Planetenräder 28B mit dem Hohlrad 22B und den Planetenrädern 27B kämmen. Der Planetenradsatz 30B entspricht dem Planetenradsatz 30 und weist ein erstes Element 32B auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34B, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36B, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32B lagert Planetenräder 37B, die mit dem zweiten Element 34B und dem dritten Element 36B kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 1 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.
  • 4 zeigt ein Hebeldiagramm und 5 zeigt ein entsprechendes Stickdiagramm für eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Unter Bezugnahme auf 4 umfasst ein Antriebsstrang 10C ein Getriebe 14C, das eine unterschiedliche Verbindung von Motor/Generator A 60 mit dem Planetenradsatz 20C aufweist, um das Übersetzungsverhältnis des Motors/Generators A (d.h. das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor/Generator A 60 und der Maschine 12) zu implementieren. Das Getriebe 14C umfasst einen ersten Planetenradsatz 20C, der als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 22C, ein zweites Element 24C und ein drittes Element 26C aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Ein zweiter Planetenradsatz 30C ist als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt, der ein erstes Element 32C, ein zweites Element 34C und ein drittes Element 36C aufweist, die als Knoten dargestellt sind.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10C ist in 5 als Antriebsstrang 10D gezeigt. Das Getriebe 14D umfasst einen Planetenradsatz 20D, der dem Planetenradsatz 20C entspricht, und weist ein erstes Element 22D auf, das ein Hohlrad ist, ein zweites Element 24D, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 26D, das ein Träger ist. Das dritte Element 26D lagert Planetenräder 27D, die mit dem zweiten Element 24D und dem ersten Element 22D kämmen. Ein Planetenradsatz 30D entspricht dem Planetenradsatz 30C und weist ein erstes Element 32D auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34D, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36D, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32D lagert Planetenräder 37D, die mit dem zweiten Element 34D und dem dritten Element 36D kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 4 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.
  • 6 zeigt ein Hebeldiagramm, und 7 zeigt ein entsprechendes Stickdiagramm für eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Unter Bezugnahme auf 6 ist Antriebsstrang 10E ähnlich wie der Antriebsstrang 10C von 4, mit der Ausnahme, dass eine Freilaufkupplung D1 hinzugefügt ist, um ein Kaltstarten zuzulassen, ohne es zu erfordern, dass irgendeine der anderen Kupplungen C1, C2 und C3 geschlossen werden muss. Der Antriebsstrang 10E umfasst ein Getriebe 14E, das einen ersten Planetenradsatz 20E aufweist, der als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 22E, ein zweites Element 24E und ein drittes Element 26E aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Ein zweiter Planetenradsatz 30E ist als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt, der ein erstes Element 32E, ein zweites Element 34E und ein drittes Element 36E aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Die Freilaufkupplung D1 rückt ein, wenn der Motor/Generator A 60 schneller als das Eingangselement 16 in einer Richtung umläuft, die der Vorwärtsdrehung des Eingangselements 16 entspricht, überholt aber, wenn das Eingangselement 16 schneller als der Motor/Generator A 60 rotiert. Dementsprechend kann der Motor/Generator A dazu verwendet werden, die Maschine 12 zu starten, indem das Eingangselement 16 und das damit verbundene, angebrachte Ausgangselement der Maschine durch die Freilaufkupplung D1 rotiert werden.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10E ist in 7 als Antriebsstrang 10F gezeigt. Das Getriebe 14F umfasst einen Planetenradsatz 20F, der dem Planetenradsatz 20E entspricht, und weist ein erstes Element 22F auf, das ein Hohlrad ist, ein zweites Element 24F, das ein Sonnenrad ist und ein drittes Element 26F, das ein Träger ist. Das dritte Element 26F lagert Planetenräder 27F, die mit dem zweiten Element 24F und dem ersten Element 22F kämmen. Ein Planetenradsatz 30F entspricht dem Planetenradsatz 30E und weist ein erstes Element 32F auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34F, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36F, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32F lagert Planetenräder 37F, die mit dem zweiten Element 34F und dem dritten Element 36F kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 6 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.
  • 8 zeigt ein Hebeldiagramm und 9 zeigt ein entsprechendes Stickdiagramm für eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. In dieser Ausführungsform sind zwei Freilaufkupplungen hinzugefügt. Wie es oben beschrieben ist, lässt die Freilaufkupplung D1 zu, dass die Maschine 12 gestartet werden kann, ohne es zu erfordern, dass irgendwelche anderen Kupplungen geschlossen werden müssen. Eine zweite Freilaufkupplung D2 stellt einen Reaktionspunkt bereit, der zulässt, dass der Motor/Generator A 60 während des Betriebs in den EV-Modus mit zwei Motoren ein Reaktionsdrehmoment bereitstellen kann. Unter Bezugnahme auf 8 umfasst ein Antriebsstrang 10G ein Getriebe 14G, das einen ersten Planetenradsatz 20G aufweist, der als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 22G, ein zweites Element 24A und ein drittes Element 26G aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Ein zweiter Planetenradsatz 30G ist als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt, der ein erstes Element 32G, ein zweites Element 34G und ein drittes Element 36G aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Die Freilaufkupplung D1 rückt ein, wenn der Motor/Generator A 60 mit zumindest einem gegebenen Übersetzungsverhältnis zu dem ersten Element 22G umläuft, wodurch das Element 26G auf Masse festgelegt wird und ein Reaktionspunkt bereitgestellt wird, um zuzulassen, dass die Maschine 12 über den Knoten 22G mit einem Übersetzungsverhältnis zwischen den Knoten 24G und 22G gestartet werden kann. Die Freilaufkupplung D1 überholt, wenn der Motor/Generator A 60 nicht mit dem Übersetzungsverhältnis umläuft, das erforderlich ist, um das Element 26G auf Masse festzulegen. Die Freilaufkupplung D2 legt das erste Element 22G an dem feststehenden Element 50 auf Masse fest, wenn der Motor/Generator A 60 gesteuert wird, um Leistung zusammen mit dem Motor/Generator B 62 bei geschlossener Kupplung C2 in dem EV-Modus mit zwei Motoren und mit ausgeschalteter Maschine 12 zu liefern.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10G ist in 9 als Antriebsstrang 10H gezeigt. Ein Getriebe 14H umfasst einen Planetenradsatz 20H, der dem Planetenradsatz 20G entspricht, und weist ein erstes Element 22H auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 24H, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 26H, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 22H lagert Planetenräder 27H, die mit dem zweiten Element 24H und dem dritten Element 26H kämmen. Ein Planetenradsatz 30H entspricht dem Planetenradsatz 30G und weist ein erstes Element 32G auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34G, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36G, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32G lagert Planetenräder 37G, die mit dem zweiten Element 34G und dem dritten Element 36G kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 8 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.
  • 10 zeigt ein Hebeldiagramm und 11 zeigt ein entsprechendes Stickdiagramm für eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Diese Ausführungsform umfasst eine Freilaufkupplung D1, die zulässt, dass die Maschine 12 gestartet werden kann, ohne es zu erfordern, dass irgendeine der anderen Kupplungen C1, C2 oder C3 geschlossen werden muss, wie es oben beschrieben ist. Unter Bezugnahme auf 10 umfasst ein Antriebsstrang 10I ein Getriebe 14I, das einen ersten Planetenradsatz 20I aufweist, der durch einen Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 22I, ein zweites Element 24I und ein drittes Element 26I aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Ein zweiter Planetenradsatz 30I ist als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt, der ein erstes Element 32I, ein zweites Element 34I und ein drittes Element 36I aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Die Freilaufkupplung D1 rückt ein, wenn der Motor/Generator A 60 mit zumindest einem gegebenen negativen Übersetzungsverhältnis zu dem ersten Element 22I umläuft, wodurch das Element 26I auf Masse festgelegt wird und ein Reaktionspunkt bereitgestellt wird, um zuzulassen, dass die Maschine 12 über den Knoten 22I mit einem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Knoten 24I und 22I gestartet werden kann. Die Freilaufkupplung D1 überholt, wenn der Motor/Generator A 60 nicht mit dem Übersetzungsverhältnis umläuft, das erforderlich ist, um das Element 26I auf Masse festzulegen. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem M/G A 60 und dem ersten Element 22I ist nur während des Startens der Maschine aktiv, und die Kupplung C3 ist bei eingeschalteter Maschine 12 in dem EVT-Modus mit Lastteilung und Ausgangsleistungsverzweigung geschlossen.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10I ist in 11 als Antriebsstrang 10J gezeigt. Ein Getriebe 14J umfasst einen Planetenradsatz 20J, der dem Planetenradsatz 20I entspricht, und weist ein erstes Element 22J auf, das ein Hohlrad ist, ein zweites Element 24J, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 26J, das ein Träger ist. Das dritte Element 26J lagert Planetenräder 27J, die mit dem zweiten Element 24J und dem ersten Element 22J kämmen. Ein Planetenradsatz 30J entspricht dem Planetenradsatz 30I und weist ein erstes Element 32J auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34J, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36J, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32J lagert Planetenräder 37J, die mit dem zweiten Element 34J und dem dritten Element 36J kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 10 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt. Tabelle III
    Zusätzliche Kupplung 80/D1 Kupplung C1 Kupplung C2 Kupplung C3 Modus
    X X X Nur elektrisch mit einem Motor (EV) (Maschine aus)
    X X EVT /Lastteilung (Ausgangsleistungsverzweigung)
    X X EVT /Lastteilung (Ausgangsleistungsverzweigung)
    X X Reihe (Maschine ein)
    Neutral
    X Neutral mit Batterieladen
    X Nur elektrisch mit zwei Motoren (EV)
  • 12 zeigt ein Hebeldiagramm und 13 zeigt ein entsprechendes Stickdiagramm für eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Diese Ausführungsformen sind gemäß dem Kupplungseinrückungsplan von Tabelle III zusammen mit einer Steuerung der Motoren/Generatoren 60, 62 und des Ein- oder Aus-Zustands der Maschine 12 betreibbar, um sieben Betriebsmodi bereitzustellen. In dieser Ausführungsform lässt die Freilaufkupplung D1 zu, dass die Maschine 12 gestartet werden kann, ohne dass es erforderlich ist, dass irgendeine der anderen Kupplungen C1, C2, C3 geschlossen werden muss, wie es oben beschrieben ist. Unter Bezugnahme auf 12 umfasst ein Antriebsstrang 10K ein Getriebe 14K, das einen ersten Planetenradsatz 20K aufweist, der als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, und weist ein erstes Element 22K, ein zweites Element 24K und ein drittes Element 26K auf, die als Knoten dargestellt sind. Ein zweiter Planetenradsatz 30K ist als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt, der ein erstes Element 32K, ein zweites Element 34K und ein drittes Element 36K aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Eine Freilaufkupplung D1 rückt ein, wenn der Motor/Generator A 60 mit zumindest einem gegebenen negativen Übersetzungsverhältnis zu dem ersten Element 22K umläuft, wodurch das Element 26K auf Masse festgelegt und ein Reaktionspunkt bereitgestellt wird, um zuzulassen, dass die Maschine 12 über den Knoten 22K mit einem Übersetzungsverhältnis zwischen den Knoten 24K und 22K gestartet werden kann. Die Freilaufkupplung D1 überholt, wenn der Motor/- Generator A 60 nicht mit dem Übersetzungsverhältnis umläuft, das erforderlich ist, um das Element 26K auf Masse festzulegen. Bei offener Kupplung C2 kann das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Element 22K und dem Element 24K während des Startens oder während des Fahrens in einem Lastteilungsmodus (EVT-Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung) bei motorisch antreibendem Motor/- Generator A 60 aktiv sein. Alternativ kann der Antriebsstrang 10K mit einem 1:1-Übersetzungsverhältnis zwischen der Maschine 12 und dem Motor/Generator A 60 ebenso in einem Lastteilungsmodus arbeiten, wobei die Kupplungen C2 und C3 eingerückt sind. Eine optionale, selektiv verriegelbare Reibungs- oder Klauenkupplung 80 ist der Freilaufkupplung D1 hinzugefügt, um das Element 26K selektiv an einem feststehenden Element 50 zu verriegeln, wodurch in dem Antriebsstrang 10K ein Reihenmodus ermöglicht wird, d.h. um ein Reaktionsdrehmoment an dem Element 26K bereitzustellen, wenn die Maschine 12 den Motor/Generator A 60 antreibt, der als Generator wirkt, um Leistung an die ESB 70 zu liefern, die wiederum den Motor/Generator B 62 mit Leistung beaufschlagt.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10K ist in 13 als Antriebsstrang 10L gezeigt. Das Getriebe 14L umfasst einen Planetenradsatz 20L, der dem Planetenradsatz 20K entspricht, und weist ein erstes Element 22L auf, das ein Hohlrad ist, ein zweites Element 24L, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 26L, das ein Träger ist. Das dritte Element 26L lagert Planetenräder 27L, die mit dem zweiten Element 24L und dem ersten Element 22L kämmen. Ein Planetenradsatz 30L entspricht dem Planetenradsatz 30K und weist ein erstes Element 32L auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34L, das ein Sonnenrad ist und ein drittes Element 36L, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32L lagert Planetenräder 37L, die mit dem zweiten Element 34L und dem dritten Element 36L kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 12 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.
  • 14 zeigt ein Hebeldiagramm und die 15 und 16 zeigen zwei mögliche entsprechende Stickdiagramme für eine andere Ausführungsform eines Antriebsstrangs innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung. Eine Freilaufkupplung (D1) lässt zu, dass die Maschine 12 gestartet werden kann, ohne irgendeine der anderen Kupplungen C1, C2 oder C3 einzurücken, wie es oben beschrieben ist. Die zweite Freilaufkupplung D2 lässt zu, dass der Motor/Generator A 60 während des EVT-Antriebsmodus mit zwei Motoren Reaktionsdrehmoment bereitstellen kann. Die Antriebsstränge 10M, 10N und 10P sorgen für ein Schalten zwischen dem Reihenmodus und dem EVT-Modus mit Lastteilung und Ausgangsleistungsverzweigung (indem C1 geöffnet und C2 geschlossen wird, während C3 eingerückt bleibt), ohne asynchrone Schaltvorgänge zu erfordern oder eine Trennung des Motors/Generators A 60 von der Maschine 12 zu erfordern, was für einen verbesserten Betrieb bei schwachen Batteriebedingungen sorgt. Unter Bezugnahme auf 14 umfasst ein Antriebsstrang 10M ein Getriebe 14M, das einen ersten Planetenradsatz 20M aufweist, der als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt ist, der ein erstes Element 22M, ein zweites Element 24M und ein drittes Element 26M aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Ein zweiter Planetenradsatz 30M ist als ein Hebel mit drei Knoten dargestellt, der ein erstes Element 32M, ein zweites Element 34M und ein drittes Element 36M aufweist, die als Knoten dargestellt sind. Eine Freilaufkupplung D1 rückt ein, wenn der Motor/Generator A 60 mit zumindest einem gegebenen negativen Übersetzungsverhältnis zu dem ersten Element 22M umläuft, wodurch das Element 26M auf Masse festgelegt und ein Reaktionspunkt bereitgestellt wird, um zuzulassen, dass die Maschine 12 über den Knoten 22M mit einem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Knoten 24M und 22M gestartet werden kann. Die Freilaufkupplung D1 überholt, wenn der Motor/Generator A 60 nicht bei dem Übersetzungsverhältnis umläuft, das erforderlich ist, um das Element 26M auf Masse festzulegen. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem M/G A 60 und dem ersten Element 22M ist nur während des Startens der Maschine aktiv. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Element 24M und dem Element 26M ist während der Fahrt in dem EVT-Modus mit zwei Motoren bei motorisch antreibendem Motor/Generator A 60 aktiv. Der Antriebsstrang 10M arbeitet bei eingerückten Kupplungen C2 und C3 mit einem 1:1-Übersetzungsverhältnis zwischen der Maschine 12 und dem Motor/Generator A 60 in dem EVT-Modus mit Lastteilung und Ausgangsleistungsverzweigung.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10M ist in 15 als Antriebsstrang 10N gezeigt. Ein Getriebe 14N umfasst einen Planetenradsatz 20N, der dem Planetenradsatz 20M entspricht, und weist ein erstes Element 22N auf, das ein Hohlrad ist, ein zweites Element 24N, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 26N, das ein Träger ist. Das dritte Element 26N lagert Planetenräder 27N, die mit dem ersten Element 22N und dem zweiten Element 24N kämmen. Ein Planetenradsatz 30N entspricht dem Planetenradsatz 30M und weist ein erstes Element 32N auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34N, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36N, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32N lagert Planetenräder 37N, die mit dem zweiten Element 34N und dem dritten Element 36N kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 12 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.
  • Eine Stickdiagrammausführungsform des Antriebsstrangs 10M ist in 16 als Antriebsstrang 10P gezeigt. Ein Getriebe 14P umfasst einen Planetenradsatz 20P, der dem Planetenradsatz 20M entspricht, und weist ein erstes Element 22P auf, das ein Hohlrad ist, ein zweites Element 24P, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 26P, das ein Träger ist. Das dritte Element 26P lagert Planetenräder 27P, die mit dem ersten Element 22P und dem dritten Element 24P kämmen. Ein Planetenradsatz 30P entspricht dem Planetenradsatz 30M und weist ein erstes Element 32P auf, das ein Träger ist, ein zweites Element 34P, das ein Sonnenrad ist, und ein drittes Element 36P, das ein Hohlrad ist. Das erste Element 32P lagert Planetenräder 37P, die mit dem zweiten Element 34P und dem dritten Element 36P kämmen. Ein Achsantriebsplanetenradsatz, der dem Planetenradsatz 40 von 12 entspricht, kann angewandt werden, ist aber nicht gezeigt.

Claims (8)

  1. Elektrisch verstellbares Getriebe (14; 14A; ...14N; 14P) zur Verwendung mit einer Maschine (12), umfassend: ein Eingangselement (16), das für eine Wirkverbindung mit der Maschine (12) ausgestaltet ist; ein Ausgangselement (18), das funktionell mit einer Achsantriebseinheit (17) verbunden ist; ein Getriebegehäuse (50); einen ersten und zweiten Motor/Generator (60, 62); genau zwei Planetenradsätze (20, 30; 20A, 30A; ...20N, 30N; 20P, 30P), die einen ersten (20; 20A; ...20N; 20P) und einen zweiten (30; 30A; ...30N; 30P) Planetenradsatz umfassen, die jeweils ein erstes (22, 32; 22A, 32A; ...22N, 32N; 22P, 32P), zweites (24, 34; 24A, 34A; ...24N, 34N; 24P, 34P) und drittes Element (26, 36; 26A, 36A; ...26N, 36N; 26P, 36P) aufweisen, wobei die drei Elemente (22, 24, 26, 32, 34, 36; 22A, 24A, 26A, 32A, 34A, 36A; ... 22N, 24N, 26N; 32N, 34N, 36N; 22P, 24P, 26P, 32P, 34P, 36P) jedes Planetenradsatzes (20, 30; 20A, 30A; ...20N, 30N; 20P, 30P) ein Träger, ein Sonnenrad und ein Hohlrad sind; und genau zwei selektiv einrückbare Kupplungen (C2, C3); und eine selektiv einrückbare Bremse (C1); wobei das Eingangselement (16) zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Element (22; 22A; ... 22N; 22P) des ersten Planetenradsatzes (20; 20A; ...20N; 20P) entweder ständig oder selektiv durch Einrückung der Bremse (C3) verbindbar ist; wobei das Ausgangselement (18) nur zur gemeinsamen Rotation mit dem Träger (32; 32A; ... 32N; 32P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) verbunden ist; wobei der erste Motor/Generator (60) nur zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element (24; 24A; ...24N; 24P) des ersten Planetenradsatzes verbunden ist; wobei der zweite Motor/Generator (62) nur zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Element (34; 34A; ...34N; 34P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) verbunden ist; wobei das dritte Element (26; 26A; ... 26N; 26P) des ersten Planetenradsatzes (20; 20A; ...20N; 20P) entweder in zumindest einer Drehrichtung über eine erste Freilaufkupplung (D1) oder ständig an dem Getriebegehäuse (50) festgelegt ist; wobei das dritte Element (36; 36A; ... 36N; 36P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) durch Einrückung der Bremse (C1) selektiv an dem Getriebegehäuse (50) festgelegt ist; wobei das dritte Element (36; 36A; ... 36N; 36P) des zweiten Planetenradsatzes (30; 30A; ...30N; 30P) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit einem der Elemente (22; 22A; 22B; 22C; 22D; 22E; 22F; 26G; 26H; 24I; 24J; 24K; 22L; 26M; 26N; 26P) des ersten Planetenradsatzes (20; 20A; ...20N; 20P) durch Einrückung der zweiten Kupplung (C2) verbindbar ist; und wobei die Motoren/Generatoren (60, 62) steuerbar sind und die Bremse (C1) und die beiden Kupplungen (C1, C2) selektiv einrückbar sind, um zumindest einen nur elektrischen Modus, einen Reihenmodus, einen Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung und zumindest einen neutralen Modus herzustellen.
  2. Elektrisch verstellbares Getriebe (14G; 14H; ... 14N; 14P) nach Anspruch 1, wobei die erste Freilaufkupplung (D1) das dritte Element (26G; 26H; ...26N; 26P) des ersten Planetenradsatzes (20G; 20H; ...20N; 20P) in einer Drehrichtung an dem Getriebegehäuse (50) festlegt; und wobei die erste Freilaufkupplung (D1) ein Reaktionsdrehmoment für das dritte Element (26G; 26H; ... 26N; 26P) des ersten Planetenradsatzes (20G; 20H; ...20N; 20P) bereitstellt, um es zu ermöglichen, dass der erste Motor/Generator (60) die Maschine (12) starten kann, ohne irgendeine von der Bremse (C1) und den beiden Kupplungen (C2, C3) einzurücken, wenn der erste Motor/Generator (60) in einer Vorwärtsrichtung umläuft,
  3. Elektrisch verstellbares Getriebe (14; 14A; ...14N; 14P) nach Anspruch 1, wobei der erste Motor/Generator (60) während zumindest einem von dem zumindest einen nur elektrischen Modus, dem Reihenmodus, dem Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung und dem zumindest einen neutralen Modus durch den ersten Planetenradsatz (20; 20A; ...20N; 20P) zu der Maschine (12) mit einem Übersetzungsverhältnis mit einem Betrag von größer als Eins übersetzt ist.
  4. Elektrisch verstellbares Getriebe (14; 14A; ...14N; 14P) nach Anspruch 1, wobei die Bremse (C1) und die zweite Kupplung (C3) eingerückt sind, die erste Kupplung (C2) nicht eingerückt ist und elektrische Leistung durch den zweiten Motor/Generator (62) bereitgestellt wird, um den zumindest einen elektrischen Modus herzustellen, wenn die Maschine (12) aus ist, und um den Reihenmodus (12) herzustellen, wenn die Maschine (12) ein ist, und/oder wobei die erste und zweite Kupplung (C2, C3) eingerückt sind und die Bremse (C1) nicht eingerückt ist, um den Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung herzustellen.
  5. Elektrisch verstellbares Getriebe (14; 14A; ...14N; 14P) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Energiespeichereinrichtung (70), die mit den Motoren/Generatoren (60, 62) verbunden ist, um Energie dorthin zu liefern oder Energie von dort zu empfangen; wobei die zweite Kupplung (C3) eingerückt ist und die Bremse (C1) und die erste Kupplung (C2) nicht eingerückt sind, um den zumindest einen neutralen Modus herzustellen, in welchem der erste Motor/Generator (60) als Generator fungiert, der durch die Maschine (12) angetrieben wird, um die Energiespeichereinrichtung (70) aufzuladen.
  6. Elektrisch verstellbares Getriebe (14E; 14F) nach Anspruch 1, wobei das dritte Element (26E; 26F) des ersten Planetenradsatzes (20E; 20F) ständig an dem Getriebegehäuse (50) festgelegt ist, und wobei die erste Freilaufkupplung (D1) zwischen das Eingangselement (16) und den ersten Motor/- Generator (60) geschaltet ist, um es zu ermöglichen, dass die Maschine (12) durch den ersten Motor/Generator (60) gestartet werden kann, ohne irgendeine von der Bremse (C1) und den beiden Kupplungen (C2; C3) zu schließen.
  7. Elektrisch verstellbares Getriebe (14G; 14H; 14M; 14N; 14P) nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine nur elektrische Modus einen nur elektrischen Modus mit zwei Motoren umfasst, und ferner umfassend: eine zweite Freilaufkupplung (D2), die ausgestaltet ist, um ein Reaktionsdrehmoment für das erste Element (22G; 22H; 22M; 22N; 22P) des ersten Planetenradsatzes (20G; 220; 220; 220; 220) bereitzustellen, wenn die zweite Kupplung (C3) eingerückt ist und beide Motoren/Generatoren (60, 62) Drehmoment in dem nur elektrischen Modus mit zwei Motoren bereitstellen.
  8. Elektrisch verstellbares Getriebe (14; 14A; ...14N; 14P) nach Anspruch 1, wobei das Schalten zwischen dem Reihenmodus und dem Modus mit Ausgangsleistungsverzweigung synchron ist, wobei die zweite Kupplung (C3) eingerückt bleibt, so dass der erste Motor/Generator (60) funktional mit der Maschine (12) verbunden bleibt.
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