-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegenden Lehren umfassen im Allgemeinen ein Hybridgetriebe mit zwei Motoren/Generatoren und drei Planetenradsätzen.
-
HINTERGRUND
-
Hybridantriebsstränge für Fahrzeuge benutzen unter unterschiedlichen Fahrzeugbetriebsbedingungen unterschiedliche Leistungsquellen. Ein Hybridantriebsstrang mit einem elektrisch verstellbaren Getriebe, das einen Betriebsmodus mit Eingangsleistungsverzweigung und einen Betriebsmodus mit kombinierter Leistungsverzweigung bereitstellen kann, weist in der Regel zwei oder drei Planetenradsätze und einen oder mehrere Motoren/Generatoren auf. Die unterschiedlichen Betriebsmodi werden hergestellt, indem Bremsen und/oder Kupplungen in unterschiedlichen Kombinationen eingerückt werden und die Kraftmaschine und die Motoren/Generatoren gesteuert werden. Die verschiedenen Betriebsmodi mit Leistungsverzweigung sind vorteilhaft, da sie verwendet werden können, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, indem zugelassen wird, dass die Kraftmaschine bei ihrer Drehzahl mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit arbeiten kann. Ein Hybridantriebsstrang kann auch in einem nur elektrischen Modus arbeiten, bei dem nur einer oder mehrere Motoren/Generatoren Leistung an das Getriebe liefern.
-
DE 10 2010 047 638 A1 offenbart ein hybrides elektromechanisches Getriebe, das mit mehreren Leistungsquellen zum Anfahren und Antreiben des Fahrzeugs verbindbar ist.
DE 10 2011 109 538 A1 offenbart ein Mehrstufengetriebe mit drei hintereinander angeordneten Planetenradgetrieben. US 2009 / 0 281 694 A1 offenbart ein elektrisch verstellbares Getriebe. US 2012 / 0 149 515 A1 offenbart ein Hybridgetriebe mit drei Planetenradsätzen und drei Verbindungselementen und mit synchronem Schalten zwischen einem Reihen-Betriebsmodus und einem Betriebsmodus mit kombinierter Leistungsverzweigung.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Getriebe bereitzustellen, mittels welchem auf einfache Weise vier nur elektrische Betriebsmodi bereitgestellt werden können.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Die Aufgabe wird durch ein Hybridgetriebe gemäß Anspruch 1 gelöst.
-
Ein Hybridantriebsstrang ist mit einem Getriebe versehen, das vier nur elektrische Betriebsmodi, die einen nur elektrischen Betriebsmodus mit hoher Drehzahl einschließen, bereitstellt. Genauer umfasst ein Hybridgetriebe ein Eingangselement und ein Ausgangselement. Das Getriebe umfasst einen ersten und einen zweiten Motor/Generator und einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetenradsatz. Das Eingangselement ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit einem Element des ersten Planetenradsatzes verbunden. So wie es hierin verwendet wird, bedeutet „gemeinsame Rotation“ eine Rotation mit der gleichen Drehzahl. Das Ausgangselement ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit einem Element des dritten Planetenradsatzes verbunden. Der erste Motor/Generator ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit einem anderen Element des ersten Planetenradsatzes verbunden. Der zweite Motor/Generator ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit einem Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Ein Verbindungselement ist ständig zur gemeinsamen Rotation mit einem jeweiligen Element von einem jeden von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Planetenradsatz, das nicht zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement, dem Ausgangselement oder einem der Motoren/Generatoren verbunden ist, verbunden. Eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen ist jeweils selektiv einrückbar, um ein Element von einem der Planetenradsätze entweder mit einem anderen Element von einem der Planetenradsätze oder mit einem feststehenden Element zu verbinden. So wie es hierin verwendet wird, ist ein feststehendes Element ein Element, das während des Betriebes des Getriebes nicht rotiert. Zum Beispiel kann das feststehende Element ein Getriebegehäuse sein.
-
Die Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen umfasst einen Drehmomentübertragungsmechanismus, der selektiv einrückbar ist, um eine gemeinsame Rotation der Elemente des dritten Planetenradsatzes vorzusehen und daher einen direkten Antrieb von dem Verbindungselement zu dem Ausgangselement vorzusehen. Die Motoren/Generatoren und die Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv in unterschiedlichen Kombinationen einrückbar, um vier nur elektrische Betriebsmodi, die durch einen oder beide Motoren/Generatoren mit Leistung beaufschlagt werden, bereitzustellen. So wie es hierin verwendet wird, ist ein „nur elektrischer“ Betriebsmodus ein Betriebsmodus, bei dem nur Leistungsquellen, die auf elektrischer Leistung beruhen, wie etwa Elektromotoren, verwendet werden, um das Getriebe mit Leistung zu beaufschlagen. Die nur elektrischen Betriebsmodi umfassen Betriebsmodi mit relativ hohem Drehmoment sowie Betriebsmodi mit relativ hoher Drehzahl und einen Betrieb mit sowohl einem Motor als auch zwei Motoren. Einer der nur elektrischen Betriebsmodi ist ein nur elektrischer Betriebsmodus mit zwei Motoren mit einem direkten Antrieb durch den dritten Planetenradsatz, der für einen nur elektrischen Betriebsmodus mit relativ hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment geeignet ist.
-
Es sind auch vier elektrisch verstellbare Betriebsmodi verfügbar, die einen Betrieb sowohl mit Eingangsleistungsverzweigung als auch mit kombinierter Leistungsverzweigung umfassen.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Hybridantriebsstrangs, die ein Getriebe in Prinzipdiagrammform zeigt.
- 2 ist eine Tabelle, die einen Einrückungsplan für Drehmomentübertragungsmechanismen veranschaulicht, um verschiedene Betriebsmodi des Getriebes von 1 herzustellen.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei ähnliche Bezugszeichen sich überall in den verschiedenen Ansichten auf ähnliche Komponenten beziehen, zeigt 1 einen Antriebsstrang 10, der eine Kraftmaschine 12 und ein elektrisch verstellbares Getriebe 14 mit einem Eingangselement 16 und einem Ausgangselement 18 umfasst. Das Eingangselement 16 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Kraftmaschine 12 verbunden, und das Ausgangselement 18 ist zur gemeinsamen Rotation mit einem Achsantriebsmechanismus (nicht gezeigt) verbunden, um Traktionsdrehmoment an Fahrzeugräder abzugeben. Das Getriebe 14 umfasst drei Planetenradsätze 20, 30 und 40, fünf Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64, 66 und 68 und zwei Motoren/Generatoren 70, 80. Die Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64, 66 und 68 und die Motoren/Generatoren 70, 80 sind steuerbar, um vier nur elektrische Betriebsmodi und vier elektrisch verstellbare Betriebsmodi bereitzustellen, wie es hierin beschrieben ist. Das Getriebe 14 kann auch gesteuert werden, um einen zusätzlichen nur elektrischen Betriebsmodus, einen Drehmomentwandler-Betriebsmodus und zwei Betriebsmodi mit festem Übersetzungsverhältnis bereitzustellen, wie es hierin beschrieben ist. Das Getriebe 14 ist derart ausgelegt, dass der dritte Planetenradsatz 40 entweder ein Reduktionsübersetzungsverhältnis oder ein direktes Antriebsübersetzungsverhältnis abhängig davon bereitstellen kann, welche der Drehmomentübertragungsmechanismen eingerückt sind, was einen Betrieb sowohl mit hohem Drehmoment als auch mit hoher Drehzahl zulässt.
-
Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 22, ein Hohlradelement 24 und ein Trägerelement 26. Das Trägerelement 26 lagert drehbar eine Mehrzahl von Planetenrädern 27, die in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 22 als auch dem Hohlradelement 24 angeordnet sind. In der gezeigten Ausführungsform weist das Hohlradelement 24 93 Zähne auf und das Sonnenradelement 22 weist 47 Zähne auf, wobei ein effektives Übersetzungsverhältnis von 1,98 für den Planetenradsatz 20 hergestellt wird, obwohl andere Zähnezahlen verwendet werden können.
-
Der Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenradelement 32, ein Hohlradelement 34 und ein Trägerelement 36, das eine Mehrzahl von Planetenrädern 37 drehbar lagert, die in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 32 als auch dem Hohlradelement 34 angeordnet sind. Das Hohlradelement 34 weist 93 Zähne auf und das Sonnenradelement 32 weist 47 Zähne auf, wobei ein effektives Übersetzungsverhältnis von 1,98 für den Planetenradsatz 30 hergestellt wird, obwohl andere Zähnezahlen verwendet werden können.
-
Der Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenradelement 42, ein Hohlradelement 44 und ein Trägerelement 46. Das Trägerelement 46 lagert drehbar einen ersten Satz Planetenräder 47 sowie einen zweiten Satz Planetenräder 48. Der erste Satz Planetenräder 47 ist in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 42 als auch dem zweiten Satz Planetenräder 48 angeordnet. Der zweite Satz Planetenräder 48 ist in kämmender Beziehung mit dem ersten Satz Planetenräder 47 und mit dem Hohlradelement 44 angeordnet. Somit ist der Planetenradsatz 40 ein zusammengesetzter Sonnenradelement-Planetenrad-Planetenrad-Hohlradelement-Zahnradsatz, der hierin als S-P-P-R-Zahnradsatz bezeichnet wird. Das Hohlradelement 44 weist 107 Zähne auf, und das Sonnenradelement 42 weist 47 Zähne auf. Das effektive Übersetzungsverhältnis eines S-P-P-R-Zahnradsatzes, wie etwa des Planetenradsatzes 40, ist:
- (NR/NS) - 1; das Verhältnis der Anzahl von Zähnen des Hohlrads 44 zu der Anzahl von Zähnen des Sonnenrad 42 minus eins.
-
In dem S-P-P-R-Zahnradsatz 40 ist die Drehzahl des Hohlradelements 44 das gewichtete Mittel der Drehzahlen des Sonnenradelements 42 und des Trägerelements 46. Das Drehmoment in das Sonnenradelement 42 hinein und das Drehmoment in das Trägerelement 46 hinein summieren sich zu dem Drehmoment aus dem Hohlradelement 44 heraus. Eine Aufgabe der Verwendung eines S-P-P-R-Zahnradsatzes ist, einen Zahnradsatz zur Verfügung zu stellen, der mit ähnlichen Beträgen von Drehmoment, das in der gleichen Richtung auf zwei seiner Elemente aufgebracht wird, im Gleichgewicht ist: das Sonnenradelement 42 und das Trägerelement 46. Somit könnten gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren die Verbindungen, die an diesen Elementen des dritten Planetenradsatzes 40 vorgenommen werden, untereinander vertauscht sein und es wären die gleichen Betriebsmodi verfügbar.
-
Ein Verbindungselement 50 verbindet das Trägerelement 26, das Trägerelement 36 und das Sonnenradelement 42 ständig. Das Verbindungselement 50 kann eine einzige Komponente, wie etwa eine Hauptwelle mit sich radial erstreckenden Nabenabschnitten sein, wie es gezeigt ist. Das Verbindungselement 50 kann alternativ zwei separate Komponenten sein, eine, die die Trägerelemente 26 und 36 verbindet, und eine andere, die das Trägerelement 36 mit dem Sonnenradelement 42 verbindet. Es sind keine weiteren Verbindungselemente enthalten, da keine weiteren Elemente der Planetenradsätze 20, 30 oder 40 ständig zur gemeinsamen Rotation verbunden sind.
-
Das elektrisch verstellbare Getriebe 14 umfasst auch zwei Motoren/Generatoren 70 und 80. Der Motor/Generator 70 umfasst einen ringförmigen Rotorabschnitt 72, der zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenradelement 22 durch eine Rotornabe verbunden ist, und eine Hohlwelle, die das Verbindungselement 50 konzentrisch umgibt. Der Motor/Generator 70 weist einen ringförmigen Stator 74 auf, der den Rotor 72 umgibt. Elektrische Wicklungen 76 erstrecken sich von Enden des Stators 74.
-
Der Motor/Generator 80 umfasst einen ringförmigen Rotorabschnitt 82, der zur gemeinsamen Rotation mit dem Sonnenradelement 32 durch eine Rotornabe verbunden ist, und eine Hohlwelle, die das Verbindungselement 50 konzentrisch umgibt. Der Motor/Generator 80 weist einen ringförmigen Stator 84 auf, der den Rotor 82 umgibt. Elektrische Wicklungen 86 erstrecken sich von Enden des Stators 84.
-
Die Motoren/Generatoren 70, 80 können elektrische Leistung von einer Energiespeichereinrichtung 90, wie etwa einer oder mehrere Batterien oder einer Brennstoffzelle, aufnehmen oder elektrische Leistung an diese liefern. Ein elektronischer Controller 92 steht mit der Energiespeichereinrichtung 90 und mit einem Leistungs-Stromrichter 94 in Signalverbindung, der auch mit den Statorabschnitten der Motoren/Generatoren 70, 80 in elektrischer Verbindung steht. Der Controller 92 spricht auf eine Vielfalt von Eingangssignalen an, die Fahrzeuggeschwindigkeit, Bedieneranforderung, das Niveau, zu dem die Batterie 90 geladen ist, und die Leistung, die durch die Kraftmaschine 12 geliefert wird, umfassen. Der Controller 92 regelt den Fluss von Leistung zwischen den Motoren/Generatoren 70, 80 und der Energiespeichereinrichtung 90 über den Stromrichter 94, der zwischen Gleichstrom, der von der Energiespeichereinrichtung 90 geliefert oder genutzt wird, und Wechselstrom, der von den Statoren 74, 84 der Motoren/Generatoren 70, 80 geliefert oder genutzt wird, wandelt.
-
Das elektrisch verstellbare Getriebe 14 umfasst auch eine Mehrzahl von Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64, 66 und 68. Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus 60 ist eine Bremse, die selektiv einrückbar ist, um das Trägerelement 46 an einem feststehenden Element 69, wie etwa einem Kasten des Getriebes, festzulegen. Ein zweiter Drehmomentübertragungsmechanismus 62 ist eine Kupplung, die selektiv einrückbar ist, um das Sonnenradelement 42 zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement 46 zu verbinden. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus 64 ist eine Bremse, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlradelement 34 an dem feststehenden Element 69 festzulegen. Ein vierter Drehmomentübertragungsmechanismus 66 ist eine Kupplung, die selektiv einrückbar ist, um das Sonnenradelement 22 und den Rotor 72 des Motors/Generators 70 zur gemeinsamen Rotation mit dem Hohlradelement 34 zu verbinden. Ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus 68 ist eine Bremse, die selektiv einrückbar ist, um das Hohlradelement 24 an dem feststehenden Element 69 festzulegen. Dabei verbindet der Drehmomentübertragungsmechanismus 68 auch das Eingangselement 16 und die Kraftmaschine 12 mit dem feststehenden Element 69 und kann somit als eine Kraftmaschinenbremse bezeichnet werden.
-
Durch Einrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen in verschiedenen Kombinationen und Steuern der Motoren/Generatoren 70, 80 liefert das Getriebe 14 vier nur elektrische Betriebsmodi, vier elektrisch verstellbare Betriebsmodi, zwei Festrad-Übersetzungsverhältnisse, einen Elektro-Drehmomentwandler-Betriebsmodus und einen zusätzlichen optionalen nur elektrischen Betriebsmodus (einen fünften nur elektrischen Betriebsmodus). Alle diese Betriebsmodi sind „Vorwärts“-Betriebsmodi, indem an dem Ausgangselement 18 Vortrieb in einer Richtung bereitgestellt wird, die bewirkt, dass sich ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang 10 in einer Vorwärtsrichtung bewegt. In einer Ausführungsform können die Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64, 66 und 68 Reibplattenkupplungen oder ein anderer Typ von Kupplung sein, der in der Lage ist, Rückwärtsdrehmoment zu übertragen, in welchem Fall die vier nur elektrischen Betriebsmodi für ein Rekuperationsbemsen verwendet werden können, wenn einer oder beide Motoren-Generatoren 70, 80 gesteuert werden, um als Generatoren zu arbeiten, und für einen Rückwärtsvortrieb, wenn einer oder beide Motoren-Generatoren 70, 80 gesteuert werden, um in einer entgegengesetzten Richtung zu rotieren, als wenn ein Vorwärtsvortrieb vorgesehen ist. Der Einrückungsplan der Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64, 66 und 68, sowie der Zustand der Kraftmaschine 12 ist in der Tabelle von 2 gezeigt. Die verschiedenen Betriebsmodi sind mit 100-122 nummeriert und sind als unterschiedliche Zeilen dargestellt. Die Kraftmaschine 12 und die Drehmomentübertragungsmechanismen sind mit ihren jeweiligen Bezugszeichen angegeben, die in den unterschiedlichen Spalten aufgelistet sind. Für jeden Betriebsmodus, in dem die Kraftmaschine 12 keine Leistung an das Eingangselement 16 liefert, erscheint unter der mit 12 gekennzeichneten Spalte eine gestrichelte Linie. Wenn die Kraftmaschine 12 mit dem Eingangselement 16 verbunden ist und Leistung an dieses liefert, erscheint in der mit 12 gekennzeichneten Spalte ein Pfeil. Ein „X“, das in einer Zelle aufgelistet ist, die einem gegebenen Betriebsmodus (die Zeile) und einem gegebenen Drehmomentübertragungsmechanismus (die Spalte) entspricht, gibt an, dass der Drehmomentübertragungsmechanismus während dieses Betriebsmodus eingerückt ist. Wenn kein „X“ aufgelistet ist, ist der Drehmomentübertragungsmechanismus während dieses Betriebsmodus nicht eingerückt.
-
Um einen ersten nur elektrischen Betriebsmodus herzustellen, der in 2 als Modus 100 angegeben ist, werden die Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 68 eingerückt. Das Eingangselement 16 und das Hohlradelement 24 werden an dem feststehenden Element 16 festgelegt und die Kraftmaschine 12 ist ausgeschaltet. Der erste Motor/Generator 70 wird gesteuert, um als ein Motor zu fungieren, und der Motor/Generator 80 ist nicht mit Leistung beaufschlagt. Bei festgelegtem Hohlradelement 24 und Trägerelement 46 sind die Planetenradsätze 20 und 40 aktiv. Ein Planetenradsatz ist „aktiv“, wenn jedes seiner Elemente mit einem Element eines anderen Planetenradsatzes, mit einem Eingangselement, mit einem Ausgangselement, mit einem Motor/Generator oder mit einer Kraftmaschine verbunden ist, so dass er in der Lage ist, Drehmoment zu transportieren. Drehmoment wird durch die Planetenradsätze 20 und 40 von dem Motor/Generator 70 an das Ausgangselement 18 geliefert. Bei eingerücktem Drehmomentübertragungsmechanismus 60 verringert der dritte Planetenradsatz 40 die Drehzahl und vervielfacht das Drehmoment von dem Sonnenradelement 42 zu dem Hohlradelement 44.
-
Um von dem ersten nur elektrischen Betriebsmodus 100 zu schalten und somit den zweiten nur elektrischen Betriebsmodus herzustellen, der in 2 als Modus 102 angegeben ist, bleiben die Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 68 eingerückt und der Drehmomentübertragungsmechanismus 64 wird eingerückt. Das Hohlradelement 24, das Trägerelement 46 und das Hohlradelement 34 werden festgelegt, und die Kraftmaschine 12 ist ausgeschaltet. Weil der Drehmomentübertragungsmechanismus 64 eingerückt ist, ist der zweite Planetenradsatz 30 ebenfalls aktiv, und der Motor/Generator 80 wird auch gesteuert, um als ein Motor zu fungieren, so dass sowohl der erste Motor/Generator 70 als auch der zweite Motor/Generator 80 Drehmoment an das Getriebe 14 liefern. Bei eingerücktem Drehmomentübertragungsmechanismus 60 liefert der dritte Planetenradsatz 40 ein Reduktionsübersetzungsverhältnis in dem zweiten nur elektrischen Betriebsmodus.
-
Um von dem zweiten nur elektrischen Betriebsmodus 102 in einen dritten nur elektrischen Betriebsmodus zu schalten, der in 2 als Modus 104 angegeben ist, bleibt der Drehmomentübertragungsmechanismus 68 eingerückt, während die Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 64 ausgerückt werden und der Drehmomentübertragungsmechanismus 62 eingerückt wird. Dieses Schalten kann in einer Abfolge vorgenommen werden, die als ein heißes Schalten bezeichnet wird, indem der Drehmomentübertragungsmechanismus 62 während der Einrückung vor der Ausrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus 60 unter Last schlupft, so dass Drehmoment während des Schaltens an das Ausgangselement 18 geliefert wird. Bei nur eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismen 62 und 68 sind die Planetenradsätze 20 und 40 aktiv und der Planetenradsatz 30 ist inaktiv. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 62 verbindet das Sonnenradelement 42 zur gemeinsamen Rotation mit dem Trägerelement 46.
-
Dementsprechend fungiert der dritte Planetenradsatz 40 als ein direkter Antrieb ohne Drehmomentvervielfachung oder -reduktion zwischen dem Verbindungselement 50 und dem Ausgangselement 18. Nur der Motor/Generator 70 liefert Leistung an das Getriebe 14 an dem Sonnenradelement 22. Weil ein direkter Antrieb von dem Verbindungselement 50 zu dem Ausgangselement 18 statt einer Drehzahlreduktion vorgesehen ist, ist der dritte nur elektrische Betriebsmodus für Anforderungen höherer Drehzahl und geringeren Drehmoments als der erste und zweite nur elektrische Betriebsmodus geeignet.
-
Um von dem dritten nur elektrischen Betriebsmodus 104 in einen vierten nur elektrischen Betriebsmodus zu schalten, der in 2 als Modus 106 angegeben ist, bleiben die Drehmomentübertragungsmechanismen 62 und 68 eingerückt und der Drehmomentübertragungsmechanismus 64 wird eingerückt. Das Hohlradelement 24 und das Hohlradelement 34 werden festgelegt, und die Kraftmaschine 12 ist ausgeschaltet. Weil der Drehmomentübertragungsmechanismus 64 eingerückt ist, ist der zweite Planetenradsatz 30 ebenfalls aktiv. Zusätzlich zu Motor/Generator 70 wird der Motor/Generator 80 auch gesteuert, um als Motor zu fungieren, so dass der erste Motor/Generator 70 und der zweite Motor/Generator 80 Drehmoment an das Getriebe 14 liefern. Bei eingerücktem Drehmomentübertragungsmechanismus 62 stellt der dritte Planetenradsatz 40 ein direktes Antriebsübersetzungsverhältnis zwischen dem Verbindungselement 50 und dem Ausgangselement 18 in dem vierten nur elektrischen Betriebsmodus bereit.
-
Der erste und dritte nur elektrische Betriebsmodus 100, 104 sind nur elektrische Betriebsmodi mit einem Motor bei den Drehzahlreduktions- bzw. Direktantriebs-Ausgangsbereichen des dritten Planetenradsatzes 40. Der zweite und vierte nur elektrische Betriebsmodus 102, 106 sind nur elektrische Betriebsmodi mit zwei Motoren bei den Drehzahlreduktions- bzw. Direktantriebs-Ausgangsbereichen des dritten Planetenradsatzes 40. Der Motor/Generator 70 wird in den Betriebsmodi mit einem Motor verwendet, und die Motoren/Generatoren 70 und 80 werden in den Betriebsmodi mit zwei Motoren verwendet.
-
Um den nur elektrischen Betriebsmodus eines Fahrzeugs zu bewerkstelligen, das durch den Antriebsstrang 10 angetrieben ist, kann das Getriebe 14 zwischen dem ersten, zweiten, dritten und vierten nur elektrischen Betriebsmodus in Reaktion auf Bedarf für Drehzahl und Drehmoment von dem Ausgangselement 18 schalten. Für niedrige Drehzahl und niedriges Drehmoment kann der erste nur elektrische Betriebsmodus, ein Betriebsmodus mit einem Motor und mit Drehzahlreduktion durch den dritten Planetenradsatz 40, am zweckmäßigsten sein. Für niedrige Drehzahl und hohes Drehmoment kann der zweite nur elektrische Betriebsmodus, mit einem Betriebsmodus mit zwei Motoren und mit Drehzahlreduktion, am zweckmäßigsten sein. Für hohe Drehzahl und niedriges Drehmoment kann der dritte nur elektrische Betriebsmodus, ein Betriebsmodus mit einem Motor und mit direktem Antrieb durch den dritten Planetenradsatz 40, am zweckmäßigsten sein. Für hohe Drehzahl und hohes Drehmoment kann der vierte nur elektrische Betriebsmodus, ein Betriebsmodus mit zwei Motoren und mit direktem Antrieb, am zweckmäßigsten sein.
-
Das Getriebe 14 kann zwischen nur elektrischen Betriebsmodi mit einem Motor (100 oder 104) und nur elektrische Betriebsmodi mit zwei Motoren (102 oder 104) schalten, indem ein einziger Drehmomentübertragungsmechanismus 60 oder 62 eingerückt oder ausgerückt wird, wie es in 2 ersichtlich ist. Das Getriebe 14 kann zwischen Drehzahlreduktion und direktem Antrieb durch den dritten Planetenradsatz 40 schalten, indem ein einziger Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt und ein einziger Drehmomentübertragungsmechanismus ausgerückt wird. Diese beiden Schaltungen sind relativ leicht zu bewerkstelligen. Das Schalten mit einem einzigen Übergang zwischen Drehzahlreduktion und direktem Antrieb durch den dritte Planetenradsatz 40 (Schalten zwischen Modus 102 und Modus 104) ist relativ leicht zu bewerkstelligen, während Drehmoment an das Ausgangselement 14 ohne Unterbrechung geliefert wird, wenn die Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 62 Reibvorrichtungen, wie etwa eine Nass-Plattenkupplung bzw. eine Nass-Plattenkupplungs-Bremse, sind.
-
Ein zusätzlicher nur elektrischer Betriebsmodus 108 mit zwei Motoren ist verfügbar, wenn die Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 66 und 68 eingerückt werden, wie es in 2 angegeben ist. Der dritte Planetenradsatz 40 ist in diesem Betriebsmodus der Reduktionsabtriebsbereich. Der Betriebsmodus 108 kann durch ein Schalten von dem hierin besprochenen zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus, durch Reduzieren der Drehzahl des Eingangselements 16 auf null, und dann Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus 68 (die Kraftmaschinenbremse) bewerkstelligt werden. In Betriebsmodus 108 sind der erste und der zweite Planetenradsatz 20 und 30 durch das Verbindungselement 50 und die Wirkung des Drehmomentübertragungsmechanismus 66 zusammengesetzt, so dass der Rotor 82 des zweiten Motors/Generators 80 in der entgegengesetzten Richtung wie das Ausgangselement 18 rotiert.
-
Das Getriebe 14 kann gesteuert werden, um vier elektrisch verstellbare Betriebsmodi 110-116 gemäß dem Einrückungsplan von 2 herzustellen. Zwei der elektrisch verstellbaren Betriebsmodi sind Betriebsmodi mit Eingangsleistungsverzweigung und zwei der elektrisch verstellbaren Betriebsmodi sind Betriebsmodi mit kombinierter Leistungsverzweigung. Im Allgemeinen verwendet ein Modus mit Eingangsleistungsverzweigung eine Zahnradanordnung, um den Leistungsfluss durch das Getriebe 14 von dem Eingangselement 16 zu dem Ausgangselement 18 bezüglich der Drehzahl in engster Zuordnung zu dem Eingangselement 16 zu verzweigen, wohingegen ein Modus mit kombinierter Leistungsverzweigung eine Zahnradanordnung verwendet, um den Leistungsfluss durch das Getriebe 14 bezüglich der Drehzahl in im Wesentlichen gleicher Zuordnung zu sowohl dem Eingangselement 16 als auch dem Ausgangselement 18 zu verzweigen. D.h., in einem Modus mit Eingangsleistungsverzweigung ist die Drehzahl des Eingangselements 16 nicht direkt proportional zu den Drehzahlen von einem der Motoren/- Generatoren 70, 80, sondern die Drehzahl des Ausgangselements 18 ist direkt proportional zu der Drehzahl des Motors/Generators 80. In einem Modus mit kombinierter Leistungsverzweigung ist weder die Drehzahl des Eingangselements 16 noch die Drehzahl des Ausgangselements 18 direkt proportional zu der Drehzahl von einem der Motoren/Generatoren 70, 80.
-
Ein erster elektrisch verstellbarer Betriebsmodus 110 wird hergestellt, indem die Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 64 bei eingeschalteter Kraftmaschine 12 eingerückt werden. Um in den ersten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 110 aus dem ersten nur elektrischen Betriebsmodus 100 zu schalten, wird der Drehmomentübertragungsmechanismus 68 gelöst und ein Teil des Drehmoments von dem Motor/Generator 70 wird durch den Planetenradsatz 20 an das Eingangselement 16 angelegt, um die Kraftmaschine 12 zu starten. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 64 wird ebenfalls eingerückt, so dass der Planetenradsatz 30 aktiv ist. Dies lässt zu, dass der Motor/Generator 80 zusätzlich zu dem Motor/Generator 70 verwendet werden kann, um einen Betriebsmodus mit Eingangsleistungsverzweigung herzustellen. Leistung, die von der Kraftmaschine 12 abgegeben wird, und Leistung, die von dem oder auf den Motor/Generator 70 abgegeben wird, wird durch den ersten Planetenradsatz 20 verzweigt und an das Trägerelement 26 geliefert.
-
Die Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 64 werden eingerückt, die Kraftmaschine 12 wird von der Leerlaufdrehzahl auf eine Solldrehzahl beschleunigt, und anschließend wird die Drehzahl des Motors/Generators 70 (der als Generator arbeitet) verringert, und die Drehzahl des Motors/Generators 80 (der als Motor arbeitet) wird erhöht. Dieser Betrieb wird bei abnehmendem Getriebeübersetzungsverhältnis fortfahren, bis die Drehzahl des Motors/Generators 70 Null beträgt, wobei ein mechanischer Punkt hergestellt wird. Dies ist das Ende des ersten elektrisch verstellbaren Vorwärtsbetriebsmodus, weil das Getriebe bei diesem besonderen Übersetzungsverhältnis am leichtesten in den nächsten Betriebsmodus in dem Fortschritt der Getriebeübersetzungsverhältnisse geschaltet werden kann. Dieser erste elektrisch verstellbare Betriebsmodus ist ein Lastschaltgetriebe vom Typ mit Eingangsleistungsverzweigung.
-
An dem ersten mechanischen Betriebspunkt, wobei die Drehzahl des Motors/Generators 70 Null beträgt, ist das Hohlradelement 34 feststehend, da es durch den Drehmomentübertragungsmechanismus 64 gehalten wird, und die Drehzahl des Motors/Generators 80 beträgt ebenfalls Null. An diesem Punkt können die Zustände der Drehmomentübertragungsmechanismen 64 und 66 unter einer synchronen Bedingung ausgetauscht werden, so dass es kein Schlupfen gibt, das bei entweder der Einrückung oder Ausrückung der Mechanismen vorhanden ist. Es ist auch anzumerken, dass bei diesem Betriebspunkt das Getriebe 14 in einer im Wesentlichen mechanischen Leistungsflussanordnung arbeitet (daher der Ausdruck „mechanischer Punkt“), wobei die Wellenleistung, die von den Elektromotoren/Generatoren 70, 80 übertragen wird, vernachlässigbar ist. Der erste mechanische Punkt ist das Ende des Betriebes in dem ersten elektrisch verstellbaren Modus und der Beginn des Betriebes in dem zweiten elektrisch verstellbaren Modus, wenn das Getriebeübersetzungsverhältnis abnimmt.
-
Ein zweiter elektrisch verstellbarer Betriebsmodus 112 wird hergestellt, indem die Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 66 eingerückt werden. Beim Übertragen von mechanischer Leistung von dem Eingangselement 16 auf das Ausgangselement 18, d.h. ohne Berücksichtigung hinzugefügter Leistung von der Energiespeichereinrichtung 90, wird der Betrieb des Motors/Generators 80 von einem Betrieb als Motor zu einem Betrieb als Generator ausgetauscht. An diesem Austauschpunkt ändert sich auch der Betrieb des Motors/Generators 70 von einem Generatormodus zu einem Motormodus ohne hinzugefügte Leistung. Die Drehzahl der Kraftmaschine 12 kann während des gesamten zweiten elektrisch verstellbaren Modus auf einer gewünschten Drehzahl gehalten werden, oder sie kann wie gewünscht verändert werden. Um den Vorteil eines synchronen Schaltens von einem Modus zum anderen zu haben, ist es bevorzugt, dass das Verhältnis der Drehzahl des Eingangselements 16 zu der Drehzahl des Ausgangselements 18 zwischen dem des ersten mechanischen Punktes und dem des zweiten mechanischen Punktes bleibt, während das Getriebe 14 in dem zweiten elektrisch verstellbaren Modus arbeitet.
-
In dem zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 112 sind alle Planetenradsätze 20, 30, 40 aktiv, und der dritte Planetenradsatz 40 liefert eine Drehzahlreduktion von dem Verbindungselement 50 zu dem Ausgangselement 18. Der zweite elektrisch verstellbare Betriebsmodus 112 ist ein Betriebsmodus mit kombinierter Leistungsverzweigung.
-
An dem ersten mechanischen Punkt, der in dieser Ausführungsform der Beginn des zweiten elektrisch verstellbaren Modus ist, kann der Motor/Generator 70 das gesamte Drehmoment liefern, das um dem Drehmoment, das an das Eingangselement 16 geliefert wird, entgegenzuwirken, notwendig ist, ohne mechanische Leistung zu verwenden oder zuzuführen, da der Motor/Generator 70 feststehend ist. An einem zweiten mechanischen Punkt, der sich am Ende des zweiten elektrisch verstellbaren Modus befindet, kann der Motor/Generator 80 das gesamte Drehmoment zuführen, das zur Reaktion des Drehmoments notwendig ist, das von dem Eingangselement 16 bereitgestellt wird, ohne mechanische Leistung zu verwenden oder zuzuführen, da der Motor/Generator 80 feststehend ist. Zwischen diesen zwei Punkten teilen sich die Motoren/Generatoren 70 und 80 die Aufgabe, Reaktionsdrehmoment bereitzustellen, so dass diese Last allmählich von dem Motor/Generator 70 durch den zweiten elektrisch verstellbaren Modus hindurch auf den Motor/Generator 80 überführt werden kann. Bei Fehlen von Batterieleistung und elektrischen Nebenaggregatlasten kann diese Last derart überführt werden, dass elektrische Leistung, die von dem Motor/Generator 80 erzeugt wird, von dem Motor/Generator 70 verbraucht wird, so dass der Nettoeffekt ist, dass einfach Leistung von dem Eingangselement 16 auf das Ausgangselement 18 übertragen wird.
-
Um mit der Beschleunigung des Ausgangselements 18 (und eines Fahrzeugs, in das das Getriebe 14 eingebaut ist) während des zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus, welcher ein Modus mit kombinierter Leistungsverzweigung ist, fortzufahren, wird die Drehzahl des Motors/Generators 70 (der als Motor arbeitet) von Null in der Vorwärtsrichtung erhöht, und die Drehzahl des Motors/Generators 80 (der als Generator arbeitet) wird verringert. Sowohl der Motor/Generator 70 als auch die Kraftmaschine 12 verleihen dem Trägerelement 26 positive oder Vorwärtsrotation, und der Motor/Generator 80 stellt ein rotierendes Reaktionselement an den Sonnenradelement 32 bereit. Die von dem Motor/Generator 80 erzeugte elektrische Energie kann benutzt werden, um entweder die Energiespeichereinrichtung 90 wieder aufzuladen, elektrische Leistung zum Antreiben des Motors/- Generators 70 bereitzustellen, oder beides zu tun, abhängig von dem Betrag an Leistung, der an dem Motor/Generator 70 benötigt wird, und dem Ladeniveau der Energiespeichereinrichtung 90.
-
Der Antriebsstrang 10 fährt fort, in dem zweiten elektrisch verstellbaren Modus zu arbeiten, bis die Drehzahl des Motors/Generators 80 auf Null abgenommen hat und die Drehzahl des Motors/Generators 70 auf einen Maximalwert zugenommen hat. An diesem Punkt weist der Motor/Generator 80 eine Drehzahl von Null auf, die gleich der Drehzahl des Trägerelements 46 ist, da dieses durch den Drehmomentübertragungsmechanismus 60 feststehend gehalten wird. Dies ist der zweite mechanische Punkt. Das Getriebe kann fortfahren, sein Übersetzungsverhältnis in dem zweiten elektrisch verstellbaren Vorwärtsbetriebsmodus zu verringern oder in entweder den dritten oder den vierten elektrisch verstellbaren Vorwärtsbetriebsmodus zu schalten.
-
Ein dritter elektrisch verstellbarer Modus 114 wird hergestellt, indem die Drehmomentübertragungsmechanismen 62 und 64 eingerückt werden, während die Kraftmaschine 12 eingeschaltet ist. Das Schalten von dem zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 112 in den dritten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 114 ist ein heißes Schalten, das Schlupfen der Drehmomentübertragungsmechanismen erfordert, da Drehmomentübertragungsmechanismus 62 eingerückt wird und der Drehmomentübertragungsmechanismus 60 gelöst wird. Darüber hinaus erfordert das Schalten von dem zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 112 in den dritten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 114 die gleichzeitige Ausrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus 66 und Einrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus 64. Wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 12 während dieses Schaltens konstant bleiben soll, dann muss sich auch die Drehzahl des Motors/Generators 70 während der Drehzahlphase des heißen Schaltens ändern. Der dritte Planetenradsatz 40 stellt einen direkten Antrieb zwischen dem Verbindungselement 50 und dem Ausgangselement 18 in dem dritten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus her, da das Trägerelement 46 mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenradelement 42 rotiert, was bewirkt, dass alle Elemente des Planetenradsatzes 40 mit der gleichen Drehzahl rotieren. Der dritte Planetenradsatz 40 stellt eine Verhältnisstufe von 2,28 zwischen dem zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus und dem dritten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus zur Verfügung.
-
Der dritte elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsmodus 114 ist ebenfalls ein Betriebsmodus mit Eingangsleistungsverzweigung. Die Drehzahl von einem Motor/- Generator 80 ist proportional zu der Drehzahl des Ausgangselements 18. Während des dritten elektrisch verstellbaren Vorwärtsmodus 114 wird der Motor/Generator 70 als Generator betrieben und der Motor/Generator 80 wird als Motor betrieben. Der Betrag der Drehzahl des Motors/Generators 70 nimmt ab, während die Drehzahl des Motors/Generators 80 zunimmt. Während des dritten elektrisch verstellbaren Vorwärtsbetriebsmodus führt der Motor/Generator 70 dem Getriebe 14 elektrische Leistung zu, die dazu benutzt werden kann, um den Motor/Generator 80 als Motor mit Leistung zu beaufschlagen und/oder Energie an die daran angeschlossene Energiespeichereinrichtung 90 zu liefern, um die Batteriespeicherladung zu erhöhen. Der dritte elektrisch verstellbare Vorwärtsbetriebsmodus kann fortfahren, bis das Ausgangselement seinen Punkt maximaler Drehzahl für den üblichen Gebrauch dieses Modus, an dem die Drehzahl des Motors/Generators 80 Null beträgt, d.h. einen dritten mechanischen Punkt erreicht.
-
Ein vierter elektrisch verstellbarer Betriebsmodus 116 wird hergestellt, indem die Drehmomentübertragungsmechanismen 62 und 66 eingerückt werden, während die Kraftmaschine 12 eingeschaltet ist. Der vierte Planetenradsatz 40 stellt einen direkten Antrieb von dem Verbindungselement 50 zu dem Ausgangselement 18 in dem vierten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 116 bereit, weil das Trägerelement 46 mit der gleichen Drehzahl wie das Sonnenradelement 42 rotiert, was bewirkt, dass alle Elemente des Planetenradsatzes 40 mit der gleichen Drehzahl rotieren. Der vierte elektrisch verstellbare Betriebsmodus 116 ist ebenfalls ein Betriebsmodus mit kombinierter Leistungsverzweigung, bei dem die Aufgabe, Reaktionsdrehmoment bereitzustellen, um Drehmoment und Leistung von dem Eingangselement 16 zu dem Ausgangselement 18 zu übertragen, allmählich von einem Motor/Generator 70 zu dem anderen Motor/Generator 80 gewechselt wird, wenn sich das Getriebeübersetzungsverhältnis von einem mechanischen Punkt in diesem Modus zu dem anderen mechanischen Punkt ändert. Das Schalten von dem zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 112 in den vierten erfordert ein heißes Schalten, wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen schlupfen, wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 62 eingerückt wird und der Drehmomentübertragungsmechanismus 60 gelöst wird, jedoch verändert sich der Einrückungszustand der anderen Drehmomentübertragungsmechanismen 64, 66 nicht. Wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 12 während dieses Schaltens konstant bleiben soll, dann müssen sich auch die Drehzahlen der Motoren/Generatoren 70, 80 während der Drehzahlphase des heißen Schaltens ändern.
-
Die vier elektrisch verstellbaren Betriebsmodi umfassen sowohl relativ hohes Drehmoment (elektrisch verstellbare Betriebsmodi 110 und 112) als auch relativ hohe Drehzahl (nur elektrische Betriebsmodi 114 und 116). Elektrisch verstellbare Betriebsmodi 110 und 112 mit hohem Drehmoment führen zu einem relativ hohen Drehmoment an dem Ausgangselement 18. Elektrisch verstellbare Betriebsmodi 114 und 116 mit hoher Drehzahl führen zu einer relativ hohen Drehzahl an dem Ausgangselement 18. Zusätzlich sind ein Betrieb mit Eingangsleistungsverzweigung sowie mit kombinierter Leistungsverzweigung in den Betriebsmodi mit hohem Drehmoment sowie den Betriebsmodi mit hoher Drehzahl verfügbar. Somit beträgt die Verhältnisstufe zwischen dem ersten oder dem zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 110 und 112 und dem dritten oder vierten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 114 und 116 in der gezeigten Ausführungsform 2,28 (das Übersetzungsverhältnis des dritten Planetenradsatzes 40). Das Schalten zwischen dem ersten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 110 und dem dritten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 114 ist ein einziger Übergang, d.h. erfordert die Einrückung von einem einzigen Drehmomentübertragungsmechanismus 62 und die Ausrückung von einem einzigen Drehmomentübertragungsmechanismus 60. Gleichermaßen ist das Schalten zwischen dem zweiten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 112 und dem vierten elektrisch verstellbaren Betriebsmodus 116 ein Schalten mit einem einzigen Übergang. Die Drehzahl der Kraftmaschine kann während dieser Schaltungen konstant gehalten werden, indem die Drehzahlen der Motoren/Generatoren 70, 80 verändert werden und somit das Drehzahlverhältnis zwischen dem Eingangselement 16 und dem Verbindungselement 50 mit der gleichen Verhältnisstufe in der entgegengesetzten Richtung verändert wird. D.h., wenn die Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62 geschaltet werden, wird das Verhältnis zwischen dem Verbindungselement 50 und dem Ausgangselement 18 mit entweder 2,28:1 oder 1 :2,28 verändert. Die Motoren/Generatoren 70, 80 und Vorwärtszahnradsätze 20, 30 können verwendet werden, um das Übersetzungsverhältnis von dem Eingangselement 16 zu dem Verbindungselement 50 mit entweder 1:2,28 bzw. 2,28:1 zu verändern, so dass das Gesamtübersetzungsverhältnis zwischen dem Eingangselement 16 und dem Ausgangselement 18 im Wesentlichen konstant bleibt.
-
Wenn die Kraftmaschine 12 eingeschaltet ist und nur der Drehmomentübertragungsmechanismus 60 eingerückt ist, wobei der Motor/Generator 70 gesteuert wird, um als Generator oder als Motor zu fungieren und der Motor/Generator 80 nicht mit Leistung beaufschlagt wird, befindet sich das Getriebe 14 in einem Elektro-Drehmomentwandlermodus 118. In dem Elektro-Drehmomentwandlermodus 118 stellen die Kraftmaschine 12 und der Motor/Generator 70 einen Drehmoment kombinierenden Betriebsmodus durch den Planetenradsatz 20 zur Verfügung. Wenn die Drehzahl des Motors/Generators 70 relativ niedrig gehalten wird und der Motor/Generator 70 als Generator betrieben wird, dann sind die Verluste, die man sich durch den Motor/Generator 70 zuzieht, minimal und der Elektro-Drehmomentwandler-Betriebsmodus kann eine relativ lange Zeitdauer aufrechterhalten werden. Darüber hinaus wird das Getriebe 14, wenn die Kraftmaschine 12 gestoppt ist und der Drehmomentübertragungsmechanismus 68 eingerückt wird, von dem Elektro-Drehmomentwandler-Betriebsmodus 118 in den ersten nur elektrischen Betriebsmodus 100 schalten.
-
Das Getriebe 14 stellt auch zwei Betriebsmodi mit festem Übersetzungsverhältnis 120, 122 her. Ein erster Modus mit festem Übersetzungsverhältnis 120 wird durch Einrückung der Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 64 und 66 bevorzugt an dem ersten mechanischen Punkt, der zwischen dem ersten und zweiten elektrisch verstellbaren Vorwärtsmodus 110, 112 hergestellt ist, wenn die Drehzahl des Motors/Generators 70 Null beträgt, bereitgestellt. Ein zweiter Modus mit festem Übersetzungsverhältnis wird durch Einrückung der Drehmomentübertragungsmechanismen 62, 64 und 66 bevorzugt an den dritten mechanischen Punkt, wenn die Drehzahl des Motors/Generators 70 Null beträgt, hergestellt.
-
Wegen der besonderen Übersetzungsverhältnisse der Planetenradsätze, insbesondere der Übersetzungsverhältnisse des ersten und zweiten Planetenradsatzes 20, 30 in der gezeigten Ausführungsform, ist darüber hinaus das maximale Drehmoment, das von dem Motor/Generator 70 erforderlich ist, gleich wie das, das von dem Motor/Generator 80 erforderlich ist, was zulässt, dass sie eine identische Größe haben können. Darüber hinaus wird in dem zweiten und dritten elektrisch verstellbaren Modus 112, 114 eine im Wesentlichen identische Verhältnisspreizung hergestellt.
-
Es gibt andere Einrückungskombinationen der Drehmomentübertragungsmechanismen, die andere Betriebsbedingungen zulassen werden. Zum Beispiel können die Drehmomentübertragungsmechanismen 64 und 66 gleichzeitig eingerückt werden, wobei der Motor/Generator 80 als Motor benutzt wird, um dem Verbindungselement 50 Leistung zuzuführen und dadurch Startdrehmoment für die Kraftmaschine 12 bereitzustellen. Wenn alle vier der Drehmomentübertragungsmechanismen 60, 62, 64 und 66 gleichzeitig eingerückt sind, sind die Eingangswelle 16 und die Ausgangswelle 18 effektiv festgelegt, und daher kann keine Leistung übertragen werden, wodurch eine „Parkbremsen“-Anordnung erzeugt wird. Die gleichzeitige Ausrückung aller Drehmomentübertragungsmechanismen stellt eine mechanische neutrale Bedingung bereit. Die gleichzeitige Ausrückung der Drehmomentübertragungsmechanismen 60 und 62 stellt insbesondere im Wesentlichen null Drehmoment an dem Ausgangselement 18 bereit.
-
Obgleich die besten Arten zur Ausführung der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, werden diejenigen, die mit dem Gebiet, das diese Lehren betrifft, vertraut sind, verschiedene alternative Aspekte zur praktischen Ausführung der vorliegenden Lehren, die im Umfang der beigefügten Ansprüche liegen, erkennen.
