DE102014102339B4 - Antriebsstrangarchitektur - hybrid mit leistungsverzweigung unter verwendung eines einzigen motors - Google Patents

Antriebsstrangarchitektur - hybrid mit leistungsverzweigung unter verwendung eines einzigen motors Download PDF

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Abstract

Vorrichtung (100), die Drehmoment zwischen einer ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung (5) und einer zweiten drehmomenterzeugenden Einrichtung (20) und einer Ausgangswelle (60) überträgt, umfassend:ein elektromechanisches Getriebe (10), das eine Getriebeausgangswelle (60) und eine erste und zweite Getriebeeingangswelle (51, 52) umfasst, die selektiv zur Rotation mit der ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung (5) koppelbar sind, wobei das elektromechanische Getriebe (10) ferner umfasst:einen Planetenradsatz (30), der ein Sonnenrad (32), ein Trägerelement (34) und ein Hohlrad (36) umfasst, wobei das Trägerelement (34) zur gemeinsamen Rotation mit der Getriebeausgangswelle (60) gekoppelt ist;einen Reduktionszahnradsatz (15), der die erste Getriebeeingangswelle (51) selektiv zur Rotation mit dem Sonnenrad (32) des Planetenradsatzes (30) koppelt und die zweite Getriebeeingangswelle (52) selektiv zur Rotation mit dem Hohlrad (36) des Planetenradsatzes (30) koppelt;eine erste und zweite Zahnradsatz-Eingangswelle (55, 56);wobei die erste Zahnradsatz-Eingangswelle (55) ein jeweiliges erstes Ende umfasst, das selektiv zur Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle (51) koppelbar ist, und ein jeweiliges zweites Ende, das zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz (15) gekoppelt ist, unddie zweite Zahnradsatz-Eingangswelle (56) ein jeweiliges erstes Ende umfasst, das selektiv zur Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle (52) koppelbar ist, und ein jeweiliges zweites Ende, das zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz (15) gekoppelt ist; unddie zweite drehmomenterzeugende Einrichtung (20) zur Rotation mit einer von der ersten und zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (55, 56) gekoppelt ist;dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische Getriebe (10) ferner umfasst:eine selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C3 13) in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Sonnenrad (32) des Planetenradsatzes (30) an einem feststehenden Element (9) festlegt, wenn sie aktiviert ist, undeine weitere selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C4 14) in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Hohlrad (36) des Planetenradsatzes (30) an dem feststehenden Element (9) festlegt, wenn sie aktiviert ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft Antriebsstrangsysteme, die mehrere drehmomenterzeugende Einrichtungen anwenden.
  • HINTERGRUND
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen. Dementsprechend sollen derartige Aussagen kein Anerkenntnis eines Standes der Technik bilden.
  • Ein Antriebsstrang umfasst eine drehmomenterzeugende Einrichtung, die Drehmoment an eine Welle liefert. Ein Hybridantriebsstrang benutzt zumindest zwei drehmomenterzeugende Einrichtungen, zum Beispiel eine Brennkraftmaschine und eine oder mehrere elektrische Maschinen. Planetenradsätze, die ein Hohlrad, ein Sonnenrad, Planetenräder und einen Planetenträger umfassen, können in Hybridgetrieben angewandt werden und ausgestaltet sein, um selektiv Drehmoment durch die verschiedenen Zahnradelemente aufzunehmen und zu übertragen. Kupplungseinrichtungen können verschiedene Elemente innerhalb des Antriebsstrangs, die verschiedene Elemente von Planetenradsätzen umfassen, selektiv verbinden und trennen.
  • Bekanntlich benutzt ein Antriebsstrang, der ein Rotationseingangsdrehmoment durch eine Eingangswelle zum Antreiben einer Getriebeeingangswelle verwendet, ein Getriebe, um Gangzustände zu verändern, die eine Beziehung von dem Eingang zu dem Ausgang herstellen. Ein Betrieb der obigen Einrichtungen innerhalb eines Antriebsstrangs erfordert ein Management von zahlreichen Drehmoment lagernden Wellen oder Einrichtungen, die Verbindungen zu der Kraftmaschine, elektrischen Maschinen und der Getriebeeingangswelle oder dem Endantrieb darstellen. Bekanntlich werden auch Planetenradsätze und Kupplungseinrichtungen innerhalb eines Getriebes verwendet, die eine Zahl von Gangzuständen, in welchen das Getriebe betrieben werden kann, auf der Basis der Konfiguration der eingerückten und ausgerückten Kupplungen und der Übertragung von Drehmoment durch die verschiedenen Zahnradsätze innerhalb der Planetenradsätze bereitstellen.
  • Eine Ausgestaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist der DE 10 2012 213 711 A1 zu entnehmen. Ähnliche bekannte Ausgestaltungen sind den weiteren Dokumenten DE 10 2012 000 657 A1 , US 6,893,373 B2 und DE 10 2008 002 380 A1 zu entnehmen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem unabhängigen Hauptanspruch 1 und einen Hybridantriebsstrang entsprechend dem unabhängigen Nebenanspruch 4. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Insbesondere umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein elektromechanisches Getriebe, das eine Getriebeausgangswelle und eine erste und zweite Getriebeeingangswelle umfasst, die selektiv zur Rotation mit einer ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung koppelbar sind. Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Trägerelement und ein Hohlrad. Ein Reduktionszahnradsatz koppelt die erste Getriebeeingangswelle selektiv zur Rotation mit dem Sonnenrad und koppelt die zweite Getriebeeingangswelle selektiv zur Rotation mit dem Hohlrad. Eine erste Zahnradsatz-Eingangswelle ist selektiv zur Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle gekoppelt und zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz gekoppelt. Eine zweite Zahnradsatz-Eingangswelle ist selektiv zur Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle koppelbar und zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz gekoppelt. Eine zweite drehmomenterzeugende Einrichtung ist zur Rotation mit einer von der ersten und zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle koppelbar. Das elektromechanische Getriebe umfasst ferner eine selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Sonnenrad des Planetenradsatzes an einem feststehenden Element festlegt, wenn sie aktiviert ist, und eine weitere selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Hohlrad des Planetenradsatzes an dem feststehenden Element festlegt, wenn sie aktiviert ist.
  • Die selektiv einrückbaren Drehmomentübertragungseinrichtungen ermöglichen die unmittelbare und separate Feststellung des Sonnenrads und des Hohlrads des Planetenradsatzes und damit eine spezifische Ansteuerung der Vorrichtung zur vereinfachten Verwirklichung einer Vielzahl unterschiedlicher Betriebsmodi, wie im Folgenden im Detail aufgezeigt wird. Damit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindungen, bekannte Vorrichtungen zu vereinfachen und um weitere Betriebsmodi zu ergänzen und/oder Alternativen zu Ausgestaltungen für bekannte Ausgestaltungen und/oder Betriebsmodi bereitzustellen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nun werden beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben, in denen:
    • 1 einen beispielhaften Hybridantriebantriebsstrang 100, der eine Kraftmaschine, eine elektrische Maschine, ein Getriebe und ein Steuerungssystem umfasst, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 2 ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm, das dem in einem Modus „Elektrofahrzeug (EV)“ arbeitenden Antriebsstrang von 1 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 3A und 3B beispielhafte Drehzahl-Hebeldiagramme, die dem in einem Motorantriebsmodus eines elektronisch verstellbaren Getriebes (EVT) arbeitenden Antriebsstrang von 1 entsprechen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
    • 4A und 4B beispielhafte Drehzahl-Hebeldiagramme, die dem in einem Stromerzeugungsmodus eines EVT arbeitenden Antriebsstrangs von 1 entsprechen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
    • 5A und 5B beispielhafte Drehzahl-Hebeldiagramme, die dem in einem Modus „Kraftmaschine Low“ arbeitenden Antriebsstrang von 1 entsprechen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
    • 6A und 6B beispielhafte Drehzahl-Hebeldiagramme, die dem in einem Modus „Kraftmaschine High“ arbeitenden Antriebsstrang von 1 entsprechen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen; und
    • 7 ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm, das dem in einem Modus „Seriell Laden“ arbeitenden Antriebsstrang von 1 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte allein zur Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zu dem Zweck selbige einzuschränken, vorgesehen ist, veranschaulicht 1 schematisch einen Hybridantriebsstrang 100 eines Fahrzeugs, der ausgestaltet ist, um Drehmoment zwischen einer ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung, einer zweiten drehmomenterzeugenden Einrichtung und einer Getriebeausgangswelle zu übertragen, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Im Einzelnen umfasst der Hybridantriebsstrang 100 eine Kraftmaschine 5 (d.h. erste drehmomenterzeugende Einrichtung), einen Achsantriebsmechanismus 40 und ein elektrisch verstellbares Getriebe 10 mit einer ersten bzw. zweiten Getriebeeingangswelle 51, 52, die zur Rotation mit einer Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 der Kraftmaschine 5 gekoppelt sind, und der Getriebeausgangswelle 60, die zur Rotation mit dem Achsantriebsmechanismus 40 gekoppelt ist. Der Achsantriebsmechanismus 40 kann ein Differenzial umfassen, das eine Achsantriebsausgangswelle 62 aufweist, die ausgestaltet ist, um Leistung auf ein oder mehrere Räder 50 des Fahrzeugs zu verteilen. Das Getriebe 10 umfasst einen Reduktionszahnradsatz 15 und einen Planetenradsatz 30. Das Getriebe 10 stellt eine Konfiguration mit Leistungsverzweigung zur Verfügung, die in manchen ihrer Betriebsmodi in der Lage ist, zumindest einen Teil ihrer Antriebsleistung von der Kraftmaschine 5 über zumindest eine von der ersten bzw. zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 55, 56 aufzunehmen, wie es nachstehend besprochen wird.
  • Das elektrisch verstellbare Getriebe 10 umfasst darüber hinaus eine elektrische Maschine 20 (d.h. zweite drehmomenterzeugende Einrichtung), die zur Rotation mit der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 gekoppelt ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die elektrische Maschine 20 zur Rotation mit der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt sein. Ein erstes Ende der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 ist selektiv zur Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle 51 gekoppelt, und ein zweites Ende der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 ist selektiv zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz 15 gekoppelt. Ein erstes Ende der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 ist selektiv zur Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle 52 gekoppelt, und ein zweites Ende der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 ist selektiv zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz 15 gekoppelt. Die Konfiguration mit Leistungsverzweigung des Getriebes 10 ist darüber hinaus in manchen ihrer Betriebsmodi in der Lage, zumindest einen Teil ihrer Antriebsleistung von der elektrischen Maschine 20 über die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle 56 aufzunehmen, wie es nachstehend besprochen wird. Das Getriebe 10 ist darüber hinaus in der Lage, Leistung von der Kraftmaschine 5 an die elektrische Maschine 20 seriell zum Laden der Energiespeichereinrichtung (ESD) 190 zu liefern, wie es nachstehend besprochen wird. Wie es deutlich werden wird, kann das elektromechanische Getriebe 10 selektiv steuerbar sein, um Leistung zwischen zumindest einer von der Kraftmaschine 5 und der elektrischen Maschine 20 zu übertragen, während die Kraftmaschine innerhalb eines optimalen Leistungsbereiches und eines optimalen Kraftmaschinen-Drehzahlbereiches betrieben wird.
  • Der Planetenradsatz 30 weist ein erstes Element auf, das ein Sonnenrad 32 ist, ein zweites Element, das ein Trägerelement 34 ist, das eine Mehrzahl von Ritzelrädern drehbar lagert, die mit dem Sonnenrad 32 kämmen, und ein drittes Element, das ein Hohlrad 36 ist, das mit den Ritzelrädern kämmt. Das Trägerelement 34 ist mit der Getriebeausgangswelle 60 gekoppelt, um eine Rotation zwischen dem Trägerelement 34 und dem Achsantriebsmechanismus 40 vorzusehen. Ein erstes Ende einer ersten Getriebezwischenwelle 57 ist zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz 15 gekoppelt, und ein zweites Ende der Getriebezwischenwelle 57 ist zur Rotation mit dem Sonnenrad 32 gekoppelt, um eine Rotation zwischen dem Reduktionszahnradsatz 15 und dem Sonnenrad 32 vorzusehen. Dementsprechend kann Leistung von der ersten Getriebezwischenwelle 57 auf die Getriebeausgangswelle 60 mit einem Verhältnis von Sonne zu Träger übertragen werden. Ein erstes Ende einer zweiten Getriebezwischenwelle 59 ist zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz 15 gekoppelt, und ein zweites Ende der zweiten Getriebezwischenwelle 59 ist zur Rotation mit dem Hohlrad 36 gekoppelt, um Rotation zwischen dem Reduktionszahnradsatz 15 und dem Hohlrad 36 vorzusehen. Dementsprechend kann Leistung von der zweiten Getriebezwischenwelle 59 auf die Getriebeausgangswelle 60 mit einem Verhältnis von Hohlrad zu Träger übertragen werden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Verhältnis Sonne zu Träger größer als das Verhältnis Hohlrad zu Träger. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das Verhältnis Sonne zu Träger 3,00 und das Verhältnis Hohlrad zu Träger beträgt 1,50.
  • Der Reduktionszahnradsatz 15 umfasst einen ersten Zahnradsatz 110, einen zweiten Zahnradsatz 120, einen dritten Zahnradsatz 130 und einen vierten Zahnradsatz 140. Der erste Zahnradsatz 110 liefert selektiv ein erstes Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 und der ersten Getriebezwischenwelle 57. Der zweite Zahnradsatz 120 liefert selektiv ein zweites Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 und der ersten Getriebezwischenwelle 57. Der dritte Zahnradsatz 130 liefert selektiv ein drittes Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 und der zweiten Getriebezwischenwelle 59. Der vierte Zahnradsatz 140 liefert selektiv ein viertes Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 und der zweiten Getriebezwischenwelle 59.
  • Der erste Zahnradsatz 110 umfasst ein erstes Eingangselement 111 und ein erstes Ausgangselement 112. Das erste Eingangselement 111 ist zur Rotation mit dem zweiten Ende der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt. Das erste Ausgangselement 112 ist zur Rotation mit der ersten Getriebezwischenwelle 57 gekoppelt, wobei eine Rotation zugelassen wird, solange das Sonnenrad 32 nicht festgelegt ist. Das erste Eingangselement 111 und das erste Ausgangselement 112 stehen in Eingriff, wenn eine erste Synchroneinrichtung 115 in eine erste Richtung 101 verschoben ist. Dementsprechend kann Leistung von der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 auf die erste Getriebezwischenwelle 57 mit einem ersten Übersetzungsverhältnis übertragen werden, wenn die erste Synchroneinrichtung 115 jeweils mit dem ersten Eingangs- bzw. Ausgangselement 111, 112 in Eingriff steht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das erste Übersetzungsverhältnis 3,0. Darüber hinaus kann Leistung zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 und der Getriebeausgangswelle 60 mit einem ersten Vervielfachungsverhältnis übertragen werden, wobei das erste Vervielfachungsverhältnis auf dem Multiplizieren des ersten Übersetzungsverhältnisses mit dem Verhältnis Sonne zu Träger beruht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das erste Vervielfachungsverhältnis 9,00.
  • Der zweite Zahnradsatz 120 umfasst ein zweites Eingangselement 121 und ein zweites Ausgangselement 122. Das zweite Eingangselement 121 ist zur Rotation mit dem zweiten Ende der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt. Das zweite Ausgangselement 122 ist zur Rotation mit der ersten Getriebezwischenwelle 57 gekoppelt, wobei eine Rotation zugelassen wird, solange das Sonnenrad 32 nicht festgelegt ist. Das zweite Eingangselement 121 und das zweite Ausgangselement 122 stehen in Eingriff, wenn die erste Synchroneinrichtung 115 in eine zweite Richtung 102 verschoben ist. Dementsprechend kann Leistung von der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 auf die erste Getriebezwischenwelle 57 mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis übertragen werden, wenn die erste Synchroneinrichtung 115 jeweils mit dem zweiten Eingangs- bzw. Ausgangselement 121, 122 in Eingriff steht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das zweite Übersetzungsverhältnis 1,75. Darüber hinaus kann Leistung zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 und der Getriebeausgangswelle 60 mit einem zweiten Vervielfachungsverhältnis geliefert werden, wobei das zweite Vervielfachungsverhältnis auf dem Multiplizieren des zweiten Übersetzungsverhältnisses mit dem Verhältnis Sonne zu Träger beruht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das erste Vervielfachungsverhältnis 5,25.
  • Wenn darüber hinaus die erste Synchroneinrichtung 115 nicht mit einem von dem ersten Eingangs- bzw. Ausgangselement 111, 112 oder dem zweiten Eingangs- bzw. Ausgangselement 121, 122 in Eingriff steht, gibt es einen neutralen Zustand zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 und der ersten Getriebezwischenwelle 57, wobei ein jedes von dem ersten Eingangs- bzw. Ausgangselement 111, 112 und ein jedes von dem zweiten Eingangs- bzw. Ausgangselement 121, 122 freiläuft.
  • Der dritte Zahnradsatz 130 umfasst ein drittes Eingangselement 131 und ein drittes Ausgangselement 132. Das dritte Eingangselement 131 ist zur Rotation mit dem zweiten Ende der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 gekoppelt. Das dritte Ausgangselement 132 ist zur Rotation mit der zweiten Getriebezwischenwelle 59 gekoppelt, wobei eine Rotation zugelassen wird, solange das Hohlrad 36 nicht festgelegt ist. Das dritte Eingangselement 131 und das dritte Ausgangselement 132 stehen in Eingriff, wenn eine zweite Synchroneinrichtung 135 in die erste Richtung 101 verschoben ist. Dementsprechend kann Leistung von der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 auf die zweite Getriebezwischenwelle 59 mit einem dritten Übersetzungsverhältnis übertragen werden, wenn die zweite Synchroneinrichtung 135 mit dem dritten Eingangs- bzw. Ausgangselement 131, 132 in Eingriff steht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das zweite Übersetzungsverhältnis 3,00. Darüber hinaus kann Leistung zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 und der Getriebeausgangswelle 60 mit einem dritten Vervielfachungsverhältnis geliefert werden, wobei das dritte Vervielfachungsverhältnis auf einem Multiplizieren des dritten Übersetzungsverhältnisses mit dem Verhältnis Hohlrad zu Träger beruht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das dritte Vervielfachungsverhältnis 4,50.
  • Der vierte Zahnradsatz 140 umfasst ein viertes Eingangselement 141 und ein viertes Ausgangselement 142. Das vierte Eingangselement 141 ist zur Rotation mit dem zweiten Ende der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 gekoppelt. Das vierte Ausgangselement 142 ist zur Rotation mit der zweiten Getriebezwischenwelle 59 gekoppelt, wobei eine Rotation zugelassen wird, solange das Hohlrad 136 nicht festgelegt ist. Das vierte Eingangselement 141 und das vierte Ausgangselement 142 stehen in Eingriff, wenn die zweite Synchroneinrichtung 135 in die zweite Richtung 102 verschoben ist. Dementsprechend kann Leistung von der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 156 auf die zweite Getriebezwischenwelle 59 mit dem vierten Übersetzungsverhältnis übertragen werden, wenn die zweite Synchroneinrichtung 135 jeweils mit dem dritten Eingangs- bzw. Ausgangselement 141, 142 in Eingriff steht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das zweite Übersetzungsverhältnis 1,50. Darüber hinaus kann Leistung zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 und der Getriebeausgangswelle 60 mit einem vierten Vervielfachungsverhältnis übertragen werden, wobei das vierte Vervielfachungsverhältnis auf einem Multiplizieren des vierten Übersetzungsverhältnisses mit dem Verhältnis zu Träger beruht. In einem nicht einschränkenden Beispiel beträgt das vierte Vervielfachungsverhältnis 2,25.
  • Ähnlich wie die erste Zahnradsatz-Eingangswelle 55 und die erste Getriebezwischenwelle 57 mit Bezug auf die erste Synchroneinrichtung 115, wenn die zweite Synchroneinrichtung 135 nicht mit einem von dem dritten Eingangs- bzw. Ausgangselement 131, 132 oder dem vierten Eingangs- bzw. Ausgangselement 141, 142 in Eingriff steht, gibt es einen neutralen Zustand zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 und der zweiten Getriebezwischenwelle 59, wobei ein jedes von dem dritten Eingangs- bzw. Ausgangselement 131, 132 und ein jedes von dem vierten Eingangs- bzw. Ausgangselement 141, 142 freiläuft.
  • Die elektrische Maschine 20 weist eine Rotorabschnitt auf, der zur Rotation mit der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 gekoppelt ist, und einen Statorabschnitt, der ständig an einem feststehenden Element, z.B. Masse 9, wie etwa einem Gehäuse des Getriebes, festgelegt ist. In einer alternativen Ausführungsform kann der Rotorabschnitt zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt sein. Die elektrische Maschine 20 kann elektrische Leistung von einer Energiespeichereinrichtung (ESD) 190, wie etwa einer Hochspannungsbatterie, aufnehmen oder elektrische Leistung an diese liefern. Ein Hybridsteuerungsmodul (HCP) 195 steht in Signalverbindung mit der ESD 190 und mit einem Stromrichter 180, der ebenfalls in elektrischer Verbindung mit dem Statorabschnitt der elektrischen Maschine 20 steht. Das HCP 195 spricht auf eine Vielfalt von Eingangssignalen an, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit eine Bedienerleistungsanforderung (P_req), das Niveau, zu welcher die ESD 190 geladen ist, z.B. Ladezustand (SOC), Motorleistung (PA), die von der elektrischen Maschine 20 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert wird, und Kraftmaschinenleistung (PE), die von der Kraftmaschine 5 geliefert wird, um den Leistungsfluss zwischen der elektrischen Maschine 20 und der ESD 190 über den Stromrichter 180 zu regeln, umfassen, welcher zwischen Gleichstrom, der von der ESD 190 geliefert oder benutzt wird, und Wechselstrom, der von dem Statorabschnitt der elektrischen Maschine 20 geliefert oder benutzt wird, wandelt. Das HCP 195 weist eine übergreifende Steuerung über ein Kraftmaschinen-Steuerungsmodul (ECM) 185 auf, das ausgestaltet ist, um Eingänge von Sensoren zu überwachen und Zustände von Kraftmaschinenparametern zu ermitteln, wie etwa Kraftmaschinen-Drehzahl und PE, die von der Kraftmaschine 5 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert werden. Das ECM 185 kann ferner ausgestaltet sein, um Aktoren der Kraftmaschine 5 zu steuern und somit Verbrennungsparameter zu steuern, was das Steuern des Einlassluftmengendurchsatzes, der Zündfunkenzeiten, der eingespritzten Kraftstoffmenge, der Kraftstoffeinspritzzeiten, der AGR-Ventilstellung zur Steuerung des Durchflusses von rückgeführten Abgasen, und Zeiten und Phasenlagen von Einlass- und/oder Auslassventilen an so ausgestatteten Kraftmaschinen einschließt. Das HCP 195 weist darüber hinaus eine übergreifende Steuerung über eine Benutzerschnittstelle 198 auf, die funktional verbunden ist, um Eingaben von einem Fahrzeugbediener zu empfangen. Zum Beispiel kann das HCP 195 Leistungsbefehle zwischen der Kraftmaschine 5 und der elektrischen Maschine 20 koordinieren, um einen gewünschten Betrieb des Getriebes 10 in Ansprechen auf eine Bedienereingabe in die Benutzerschnittstelle 198 herzustellen. In einer Ausführungsform umfasst die Benutzereingabe die Bedienerleistungsanforderung P_req. Die Benutzerschnittstelle 198 kann ein Gaspedal, ein Bremspedal, eine Fahrtregelung und/oder einen Gangwahlhebel umfassen.
  • Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis / anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis / elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit / zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise einem Mikroprozessor / Mikroprozessoren) und zugehörigem Speicher und Ablage (Nur-Lese-, programmierbarer Nur-Lese-, Direktzugriffs-, Festplatten- usw.), der / die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme oder -routinen ausführt / ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/kombinatorische logische Schaltkreise, einen Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis / Eingabe/Ausgabe-Schaltkreise und Einrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten irgendwelche Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabelle einschließen. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, ausgeführt und sind betreibbar, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuerungsmodulen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen auszuführen und somit den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, z.B. alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während des fortwährenden Kraftmaschinen- und Fahrzeugbetriebes ausgeführt werden.
  • Das elektrisch verstellbare Getriebe 10 umfasst auch eine Mehrzahl von selektiv einrückbaren Drehmomentübertragungseinrichtungen C1 11, C2 12, C3 13 und C4 14. Drehmomentübertragungseinrichtung 11, eine rotierende Kupplung, wird selektiv aktiviert, um die erste Getriebeeingangswelle 51 und die erste Zahnradsatz-Eingangswelle 55 zur gemeinsamen Rotation mit der Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 zu verbinden. Drehmomentübertragungseinrichtung 12, eine rotierende Kupplung, wird selektiv aktiviert, um die zweite Getriebeeingangswelle 52 und die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle 56 zur gemeinsamen Rotation mit der Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 zu koppeln. Drehmomentübertragungseinrichtung 13, eine feststehende Kupplung, die auch als eine Bremse bezeichnet wird, wird selektiv aktiviert, um das Sonnenrad 32 an einem feststehenden Element, z.B. Masse 9, festzulegen. Drehmomentübertragungseinrichtung 14, eine feststehende Kupplung, wird selektiv aktiviert, um das Hohlrad 36 an dem feststehenden Element 9 festzulegen. Das HCP 195 kann die Aktivierung und Deaktivierung der Mehrzahl von Drehmomentübertragungseinrichtungen C1 11, C2 12, C3 13 und C4 14 steuern, um den gewünschten Betrieb des Hybridantriebsstrangs 100 in einem von einer Mehrzahl von Betriebsmodi herzustellen. Die Betriebsmodi und entsprechenden Kupplungsbetätigungen sind in Tabelle 1 unten aufgeführt. Tabelle 1
    Getriebebetriebsbereichszustand Betätigte Kupplungen
    C1 C2 C3 C4
    11 12 13 14
    EV X
    EVT-Motorantrieb X
    EVT-Stromerzeugung X
    Kraftmaschine Low X X
    Kraftmaschine High X X
    Rückwärts X
    Seriell Laden X
  • Der beispielhafte Hybridantriebsstrang 100 von 1 kann verschiedene Kombinationen aus der Kraftmaschine 5 und der Elektromaschine 20 benutzen, um Leistung an die Getriebeausgangswelle 60 zu liefern. Ein Modus „Elektrofahrzeug (EV)“ kann ermöglicht werden, wenn der Ladezustand (SOC) der ESD 190 größer als ein erster SOC-Schwellenwert ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als ein erster Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel ist der erste SOC-Schwellenwert mit 55 Prozent vorbestimmt, und der erste Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert ist mit 40 km/h (25 mph) vorbestimmt. Der EV-Modus ist in der Lage, hohe Lasten bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu liefern, wobei Leistung allein von der elektrischen Maschine 20 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert wird. Der EV-Modus wird durch Aktivierung der Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 und der Deaktivierung der übrigen Drehmomentübertragungseinrichtungen vorgesehen. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 aktiviert ist, wird das Sonnenrad 32 feststehend gehalten und wird ein Reaktionselement innerhalb des Planetenradsatzes 30. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Hohlrad 36 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Es ist darüber hinaus festzustellen, dass Regenerationsenergie durch die elektrische Maschine 20 zurückgewonnen werden kann, wenn das Fahrzeug in den EV-Modus bremst.
  • In dem EV-Modus wird Motorleistung PA von der elektrischen Maschine 20 jeweils durch einen ausgewählten von dem dritten bzw. vierten Zahnradsatz 130, 140 an die zweite Getriebezwischenwelle 59 und dann durch das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert. Die Wahl von einem von dem dritten bzw. vierten Zahnradsatz 130, 140 kann auf einer Bedienerleistungsanforderung P_req beruhen, die durch die Benutzerschnittstelle 198 überwacht wird. Zum Beispiel liefert das dritte Übersetzungsverhältnis des dritten Zahnradsatzes 130 höheres Drehmoment als das vierte Übersetzungsverhältnis des vierten Zahnradsatzes 140. Wie es vorstehend erwähnt wurde, kann Leistung von der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 durch den dritten Zahnradsatz 130 zu der Getriebezwischenwelle 59 übertragen werden, wenn die zweite Synchroneinrichtung 135 mit dem dritten Eingangs- bzw. Ausgangselement 131, 132 in Eingriff steht. Gleichermaßen kann Leistung von der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 durch den vierten Zahnradsatz 140 auf die zweite Getriebezwischenwelle 59 übertragen werden, wenn die zweite Synchroneinrichtung 135 mit dem vierten Eingangs- bzw. Ausgangselement 141, 142 in Eingriff steht.
  • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 200, das dem in dem EV-Modus arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 200 umfasst einen ersten Knoten 201, der dem Sonnenrad 32 entspricht, einen zweiten Knoten 202, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 203, der dem Hohlrad 36 entspricht, wenn der dritte Zahnradsatz 130 gewählt ist. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Das Sonnenrad 32 ist feststehend, weil die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 aktiviert ist.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 1 anhand von Tabelle 1 kann ein Motorantriebsmodus eines elektronisch verstellbaren Getriebes (EVT) ermöglicht werden, wenn der SOC der ESD 190 größer als der erste SOC-Schwellenwert ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit zumindest der erste Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert ist. Der EVT-Motorantriebsmodus liefert Leistung in Kombination von einer jeden von der Kraftmaschine 5 und der elektrischen Maschine 20 an die Getriebeausgangswelle 60. Der EVT-Motorantriebsmodus wird durch Aktivierung der Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 und Deaktivieren der übrigen Drehmomentübertragungseinrichtungen vorgesehen. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 aktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die erste Getriebeeingangswelle 51 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Sonnenrad 32 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Hohlrad 36 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Somit kann Leistung in sowohl das Sonnenrad 32 über die erste Getriebezwischenwelle 57 als auch das Hohlrad 36 über die zweite Getriebezwischenwelle 59 eingegeben werden. Es ist festzustellen, dass die elektrische Maschine 20 in einer ersten Richtung rotiert, wenn sie in dem EVT-Motorantriebsmodus als ein Motor arbeitet.
  • In dem EVT-Motorantriebsmodus werden Kombinationen aus Kraftmaschinenleistung PE von der Kraftmaschine 5 und Motorleistung PA von der elektrischen Maschine 20 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert, um das P_req zu erreichen, das von der Benutzerschnittstelle 198 überwacht wird. Es ist erwünscht, dass die Kraftmaschinen-Drehzahl innerhalb eines gewünschten Kraftmaschinen-Drehzahlbereichs bleibt. In einem nicht einschränkenden Beispiel liegt der gewünschte Kraftmaschinen-Drehzahlbereich zwischen 2000 U/min und 4000 U/min und umfasst diese. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Betrag von PA gewählt, um ein Leistungsdefizit zwischen der PE und der P_req zu ermöglichen, so dass zugelassen wird, dass die Kraftmaschine innerhalb des gewünschten Kraftmaschinen-Drehzahlbereichs arbeiten kann. Jedoch kann jede Kombination aus PE und PA an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert werden, um der P_req nachzukommen.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform des EVT-Motorantriebsmodus wird die PA von der elektrischen Maschine 20 durch den vierten Zahnradsatz 140 an die zweite Getriebezwischenwelle 59 und dann durch das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert. Es ist festzustellen, dass die zweite Synchroneinrichtung 135 in die zweite Richtung 102 verschoben wird, um jeweils das vierte Eingangs- bzw. Ausgangselement 141, 142 in Eingriff zu bringen. Die PE wird von der Kraftmaschine 5 über die erste Zahnradsatz-Eingangswelle 55 durch einen gewählten von dem ersten bzw. zweiten Zahnradsatz 110, 120 an die erste Getriebezwischenwelle 57 und dann durch das Sonnenrad 32 und das Trägerelement 34 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert. Die Wahl von einem von dem ersten bzw. zweiten Zahnradsatz 110, 120 kann auf der Kraftmaschinen-Drehzahl beruhen. Wenn z.B. die Kraftmaschinen-Drehzahl niedriger als ein erster Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwert ist, wird die PE durch den ersten Zahnradsatz 110 als ein Standard geliefert, wobei die erste Synchroneinrichtung 115 in die erste Richtung 101 verschoben ist, um das erste Eingangs- bzw. Ausgangselement 111, 112 in Eingriff zu bringen. In einem nicht einschränkenden Beispiel ist der erste Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwert mit 3.000 U/min vorbestimmt. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl auf zumindest den ersten Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwert zunimmt, wird gleichermaßen die PE durch den zweiten Zahnradsatz 120 geliefert, wobei die erste Synchroneinrichtung 115 in die zweite Richtung 102 verschoben ist, um das zweite Eingangs- bzw. Ausgangselement 121, 122 in Eingriff zu bringen. Somit liefert die Wahl des zweiten Zahnradsatzes 120 ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis als der erste Zahnradsatz 110 während höherer Fahrzeuggeschwindigkeiten, so dass die Kraftmaschinen-Drehzahl innerhalb des gewünschten Kraftmaschinen-Drehzahlbereichs bleiben kann. Es ist ferner festzustellen, dass Regenerationsenergie durch die elektrische Maschine 20 zurückgewonnen werden kann, wenn das Fahrzeug in dem EVT-Motorantriebsmodus bremst.
  • 3A veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 300, das dem in dem EVT-Motorantriebsmodus arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 300 umfasst einen ersten Knoten 301, der dem Sonnenrad 32 entspricht, wenn der erste Zahnradsatz 110 gewählt ist, einen zweiten Knoten 302, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 303, der dem Hohlrad 36 entspricht, wenn der vierte Zahnradsatz 140 gewählt ist. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Sonnenrad 32, das Trägerelement 34 und das Hohlrad 36 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an.
  • 3B veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 310, das dem in dem EVT-Motorantriebsmodus arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 310 umfasst einen ersten Knoten 311, der dem Sonnenrad 32 entspricht, wenn der zweite Zahnradsatz 120 gewählt ist, einen zweiten Knoten 312, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 313, der dem Hohlrad 36 entspricht, wenn der vierte Zahnradsatz 140 gewählt ist. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Sonnenrad 32, das Trägerelement 34 und das Hohlrad 36 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 1 anhand von Tabelle 1 kann ein Stromerzeugungsmodus eines elektronisch verstellbaren Getriebes (EVT) ermöglicht werden, wenn der SOC der ESD 190 kleiner als der erste SOC-Schwellenwert ist und die Bedienerleistungsanforderung P_req niedriger als eine optimale Kraftmaschinenleistung PE_opt ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel ist die PE_opt gleich 41 kW vorbestimmt. Ein Betrieb des EVT-Stromerzeugungsmodus erfolgt ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit, jedoch wird der EVT-Stromerzeugungsmodus im Allgemeinen während Fahrzeuggeschwindigkeiten ermöglicht, die niedriger als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert sind. In einem nicht einschränkenden Beispiel ist der zweite Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert mit 65 km/h (40 mph) vorbestimmt. Der EVT-Stromerzeugungsmodus liefert Leistung von der Kraftmaschine 5 an die Getriebeausgangswelle 60 zum Antreiben des Fahrzeugs, während die elektrische Maschine 20 als ein Generator arbeitet, um Energie, die aus überschüssiger Kraftmaschinenleistung PE, die durch die Kraftmaschine 5 erzeugt wird, zur Speicherung innerhalb der ESD 190 umgewandelt wird, zu speichern. Die Energie, die aus der überschüssigen PE umgewandelt wird, kann als Generatorleistung PGEN bezeichnet werden und kann gemäß der folgenden Beziehung ermittelt werden. P GEN = P E − P _ req
    Figure DE102014102339B4_0001
    wobei
    • PGEN
    die Generatorleistung ist,
    PE
    die Kraftmaschinenleistung ist, und
    P_req
    die Bedienerleistungsanforderung ist.
  • Der EVT-Stromerzeugungsmodus wird durch Aktivierung der Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 und Deaktivieren der übrigen Drehmomentübertragungseinrichtungen bereitgestellt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 aktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die erste Getriebeeingangswelle 51 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Sonnenrad 32 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Hohlrad 36 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Somit kann Leistung in das Sonnenrad 32 über die erste Getriebezwischenwelle 57 eingegeben werden, und überschüssige Leistung kann von Hohlrad 36 über die zweite Getriebezwischenwelle 59 ausgegeben werden. Es ist festzustellen, dass die elektrische Maschine 20 in eine zweite Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung rotiert, wenn sie in dem EVT-Stromerzeugungsmodus als ein Generator arbeitet.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform des EVT-Stromerzeugungsmodus wird die PGEN von der Kraftmaschine geliefert und von dem Hohlrad 36 über die zweite Getriebezwischenwelle 59 durch einen gewählten von dem dritten bzw. vierten Zahnradsatz 130, 140 an die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle 56 und dann durch die elektrische Maschine 20 und den Stromrichter 180 zur Speicherung in der ESD 190 als elektrische Energie ausgegeben. Die Wahl des einen von dem dritten bzw. vierten Zahnradsatz 130, 140 beruht auf dem SOC der ESD 190. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der vierte Zahnradsatz 140 als ein Standard gewählt. Jedoch ist diese Offenbarung nicht auf das Wählen des vierten Zahnradsatzes 140 beschränkt und kann die Wahl des dritten Zahnradsatzes 130 in dem EVT-Stromerzeugungsmodus umfassen. Zusätzlich wird die PE von der Kraftmaschine 5 über die erste Zahnradsatz-Eingangswelle 55 durch einen gewählten von dem ersten bzw. zweiten Zahnradsatz 110, 120 an die erste Getriebezwischenwelle 57 und dann durch das Sonnenrad 32 und das Trägerelement 34 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert. Die Wahl von einem von dem ersten bzw. zweiten Zahnradsatz 110, 120 kann auf der Kraftmaschinen-Drehzahl beruhen. Wenn z.B. die Kraftmaschinen-Drehzahl niedriger als der erste Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwert ist, wird die PE durch den ersten Zahnradsatz 110 als ein Standard geliefert, wobei die erste Synchroneinrichtung 115 in die erste Richtung 101 verschoben ist, um das erste Eingangs- bzw. Ausgangselement 111, 121 in Eingriff zu bringen. Somit liefert die Wahl des ersten Zahnradsatzes 110 ein höheres Übersetzungsverhältnis als der zweite Zahnradsatz 120, so dass das Fahrzeug schneller beschleunigen kann. In einem nicht einschränkenden Beispiel ist der erste Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwert mit 3.000 U/min vorbestimmt. Wenn gleichermaßen die Kraftmaschinen-Drehzahl auf zumindest den ersten Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwert zunimmt, wird die PE durch den zweiten Zahnradsatz 120 geliefert, wobei die erste Synchroneinrichtung 115 in die zweite Richtung 102 verschoben wird, um das zweite Eingangs- bzw. Ausgangselement 121, 122 in Eingriff zu bringen. Somit liefert die Wahl des zweiten Zahnradsatzes 120 ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis als der erste Zahnradsatz 110, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, so dass die Kraftmaschinen-Drehzahl innerhalb des gewünschten Kraftmaschinen-Drehzahlbereichs bleiben kann. Es ist festzustellen, dass wenn eine Gesamtfahrzeugleistung PVEH in Richtung der PE_opt zunimmt, dann die PGEN dementsprechend in Richtung null abnehmen wird.
  • 4A veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 400, das dem in dem EVT-Stromerzeugungsmodus arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 400 umfasst einen ersten Knoten 401, der dem Sonnenrad 32 entspricht, wenn der erste Zahnradsatz 110 gewählt ist, einen zweiten Knoten 402, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 403, der dem Hohlrad 36 entspricht, wenn der vierte Zahnradsatz 140 gewählt ist. Der vierte Zahnradsatz 140 kann als ein Standard gewählt sein, um ein erhöhtes Drehmoment zum Antreiben der elektrischen Maschine 20 als ein Generator zu liefern; jedoch, wenn die P_req in Richtung PE_OPT zunimmt, kann der dritte Zahnradsatz 130 gewählt werden, wie es in 4B unten gezeigt ist. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Sonnenrad 32 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Jedoch umfasst das Hohlrad 36 einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer zweiten entgegengesetzten Richtung, die der PGEN entspricht, die an die elektrische Maschine ausgegeben wird.
  • 4B veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 410, das dem in dem EVT-Stromerzeugungsmodus arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 410 umfasst einen ersten Knoten 411, der dem Sonnenrad 32 entspricht, wenn der zweite Zahnradsatz 120 gewählt ist, einen zweiten Knoten 412, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 413, der dem Hohlrad 36 entspricht, wenn der dritte Zahnradsatz 340 gewählt ist. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Sonnenrad 32 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag des Trägerelements 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Jedoch umfasst das Hohlrad 36 einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer zweiten entgegengesetzten Richtung, die der PGEN entspricht, die an die elektrische Maschine 20 ausgegeben wird.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 1 anhand von Tabelle 1 können Modi Kraftmaschine Low und Kraftmaschine High ermöglicht werden, wenn der SOC der ESD 190 niedriger als der erste SOC-Schwellenwert ist und die Bedienerleistungsanforderung P_req zumindest die optimale Kraftmaschinen-Leistung PE_opt ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel wird die PE_opt gleich 41 kW vorbestimmt. Die Modi Kraftmaschine Low und High liefern Leistung allein von der Kraftmaschine an die Getriebeausgangswelle 60, um das Fahrzeug anzutreiben. Der Modus „Kraftmaschine Low“ gibt niedrigere Fahrzeuggeschwindigkeiten an, z.B. 0 bis 65 km/h (40 mph), und der Modus „Kraftmaschine High“ gibt höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten an, z.B. größer als 65 km/h (40 mph). Somit kann der Modus „Kraftmaschine Low“ ermöglicht werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert, z.B. 65 km/h (40 mph), ist, und der Modus „Kraftmaschine High“ kann ermöglicht werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zumindest der zweite Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert ist. Wie es nachstehend deutlich werden wird, liefern die Modi Kraftmaschine Low und High vier feste Vorwärts-Betriebsübersetzungsverhältnisse.
  • Der Modus „Kraftmaschine Low“ wird bereitgestellt, indem die Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 und die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 aktiviert werden und die Drehmomentübertragungseinrichtung C2 12 und die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 deaktiviert werden. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 aktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die erste Getriebeeingangswelle 51 zur Rotation mit der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Sonnenrad 32 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C2 12 deaktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die zweite Getriebeeingangswelle 52 nicht mit der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 gekoppelt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 aktiviert ist, ist das Hohlrad 36 feststehend gehalten und wird ein Reaktionselement innerhalb des Planetenradsatzes 30. Somit kann PE von der Kraftmaschine 5 in das Sonnenrad 32 über die erste Zahnradsatz-Eingangswelle 55 eingegeben werden. Der Modus „Kraftmaschine Low“ liefert eine schnelle Beschleunigung, um die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der P_req zu erreichen.
  • In dem Modus „Kraftmaschine Low“ wird PE von der Kraftmaschine 20 über die erste Zahnradsatz-Eingangswelle 55 durch einen gewählten von dem ersten bzw. zweiten Zahnradsatz 110, 120 an die erste Getriebezwischenwelle 57 und dann durch das Sonnenrad 32 und das Trägerelement 34 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert. Die Wahl von dem einen von dem ersten bzw. zweiten Zahnradsatz 110, 120 kann auf der Kraftmaschinen-Drehzahl beruhen. Wenn z.B. die Kraftmaschinen-Drehzahl kleiner als der erste Kraftmaschine-Drehzahlschwellenwert (z.B. 3.000 U/min) ist, wird die PE durch den ersten Zahnradsatz 110 als ein Standard geliefert, wobei die erste Synchroneinrichtung 115 in die erste Richtung 101 verschoben ist, um das erste Eingangs- bzw. Ausgangselement 111, 112 in Eingriff zu bringen. Somit liefert die Wahl des ersten Zahnradsatzes 110 ein höheres Übersetzungsverhältnis als der zweite Zahnradsatz 120, so dass das Fahrzeug schneller beschleunigen kann. Wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl auf zumindest den ersten Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwert zunimmt, wird gleichermaßen die PE durch den zweiten Zahnradsatz 120 geliefert, wobei die erste Synchroneinrichtung 115 in die zweite Richtung 102 verschoben ist, um das zweite Eingangs- bzw. Ausgangselement 121, 122 in Eingriff zu bringen. Somit liefert die Wahl des zweiten Zahnradsatzes 120 ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis als der erste Zahnradsatz 110 während höherer Fahrzeuggeschwindigkeiten, so dass die Kraftmaschinen-Drehzahl innerhalb des gewünschten Kraftmaschinen-Drehzahlbereichs bleiben kann.
  • 5A veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 500, das dem in dem Modus „Kraftmaschine Low“ arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 500 umfasst einen ersten Knoten 501, der dem Sonnenrad 32 entspricht, wenn der erste Zahnradsatz 110 gewählt ist, einen zweiten Knoten 502, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 503, der dem Hohlrad 36 entspricht. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Sonnenrad 32 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Das Hohlrad 36 ist feststehend, weil die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 aktiviert ist.
  • 5B veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 510, das dem in dem Modus „Kraftmaschine Low“ arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 510 umfasst einen ersten Knoten 511, der dem Sonnenrad 32 entspricht, wenn der zweite Zahnradsatz 120 gewählt ist, einen zweiten Knoten 512, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 513, der dem Hohlrad 36 entspricht. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Sonnenrad 32 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Das Hohlrad 36 ist feststehend, weil die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 aktiviert ist.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 1 anhand von Tabelle 1 wird der Modus „Kraftmaschine High“ durch Aktivierung der Drehmomentübertragungseinrichtung C2 12 und der Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 und Deaktivieren der Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 und der Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 bereitgestellt. In einer beispielhaften Ausführungsform, wenn der Betriebsmodus von dem Modus „Kraftmaschine Low“ übergeht, wird die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 nicht aktiviert, bis die Drehzahl des Sonnenrads 32 gleich null ist. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C2 12 aktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die zweite Getriebeeingangswelle 52 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 gekoppelt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Hohlrad 36 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 deaktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die erste Getriebeeingangswelle 51 nicht mit der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 aktiviert ist, ist das Sonnenrad 32 feststehend gehalten und wird ein Reaktionselement innerhalb des Planetenradsatzes 30. Somit kann PE von der Kraftmaschine 5 in das Hohlrad 36 über die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle 56 eingegeben werden. Der Modus „Kraftmaschine High“ lässt zu, dass das Getriebe die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht, während die Kraftmaschinen-Drehzahl innerhalb des Kraftmaschinen-Drehzahlschwellenwerts aufrechterhalten wird. Zusätzlich kann die elektrische Maschine 20 als der Generator arbeiten, wobei ein Teil der PE von der Kraftmaschine 5 in der Lage ist, die elektrische Maschine 20 als den Generator zum Erzeugen elektrischer Energie zur Speicherung in der ESD 190 anzutreiben. Es ist ferner festzustellen, dass Regenerationsenergie durch die elektrische Maschine 20 zurückgewonnen werden kann, wenn das Fahrzeug in dem Modus „Kraftmaschine High“ bremst.
  • In dem Modus „Kraftmaschine High“ wird PE von der Kraftmaschine 20 über die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle 56 durch einen gewählten von dem dritten bzw. vierten Zahnradsatz 130, 140 an die zweite Getriebezwischenwelle 59 und dann durch das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert. Die Wahl von dem einen von dem dritten bzw. vierten Zahnradsatz 130, 140 kann auf der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung eines Schaltkennfeldes beruhen. Wenn z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit dem dritten Übersetzungsverhältnis auf dem Schaltkennfeld entspricht, wird die PE durch den dritten Zahnradsatz 130 geliefert, wobei die dritte Synchroneinrichtung 135 in die erste Richtung 101 verschoben ist, um das dritte Eingangs- bzw. Ausgangselement 131, 132 in Eingriff zu bringen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit dem vierten Übersetzungsverhältnis auf dem Schaltkennfeld entspricht, wird gleichermaßen die PE durch den vierten Zahnradsatz 140 geliefert, wobei die zweite Synchroneinrichtung 135 in die zweite Richtung 102 verschoben ist, um das vierte Eingangs- bzw. Ausgangselement 141, 142 in Eingriff zu bringen.
  • 6A veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 600, das dem in dem Modus „Kraftmaschine High“ arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 600 umfasst einen ersten Knoten 601, der dem Sonnenrad 32 entspricht, einen zweiten Knoten 602, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 603, der dem Hohlrad 36 entspricht, wenn der dritte Zahnradsatz 130 gewählt ist. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Das Sonnenrad 32 ist feststehend, weil die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 aktiviert ist.
  • 6B veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 610, das dem in dem Modus „Kraftmaschine High“ arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 610 umfasst einen ersten Knoten 611, der dem Sonnenrad 32 entspricht, wenn der vierte Zahnradsatz 140 gewählt ist, einen zweiten Knoten 612, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 613, der dem Hohlrad 36 entspricht. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer ersten Richtung, die einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Das Sonnenrad 32 ist feststehend, weil die Drehmomentübertragungseinrichtung C13 aktiviert ist.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 1 anhand von Tabelle 1 kann ein Rückwärtsmodus ermöglicht werden, wenn der SOC der ESD 190 zumindest der zweite SOC-Schwellenwert ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel ist der zweite SOC-Schwellenwert mit 20 Prozent vorbestimmt. Der Rückwärtsmodus liefert allein Leistung von der elektrischen Maschine 20 in einer entgegengesetzten Richtung an die Getriebeausgangswelle 60. Es ist festzustellen, dass die entgegengesetzte Richtung eine Richtung entgegengesetzt zu der von der Leistung entspricht, die von der elektrischen Maschine 20 in dem Modus „EV“ geliefert wird. Der Rückwärtsmodus wird durch Aktivierung der Drehmomentübertragungseinrichtung C13 und Deaktivieren der restlichen Drehmomentübertragungseinrichtungen vorgesehen. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 aktiviert ist, ist das Sonnenrad 32 feststehend gehalten und wird ein Reaktionselement innerhalb des Planetenradsatzes 30. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Hohlrad 36 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert.
  • In dem Rückwärtsmodus wird Leistung PA der elektrischen Maschine von der elektrischen Maschine 20 durch den dritten Zahnradsatz 130 an die zweite Getriebezwischenwelle 59 und dann durch das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 an die Getriebeausgangswelle 60 geliefert. In einer Ausführungsform, wenn der SOC der ESD 190 niedriger als der zweite SOC-Schwellenwert ist, kann die Drehmomentübertragungseinrichtung C2 12 aktiviert werden, um die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die zweite Getriebeeingangswelle 52 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 zu verbinden. Dementsprechend kann PE von der Kraftmaschine 5 geliefert werden, um die elektrische Maschine 20 als den Generator anzutreiben und somit elektrische Energie zur Speicherung in der ESD 190 zu erzeugen.
  • 7 veranschaulicht ein beispielhaftes Drehzahl-Hebeldiagramm 700, das dem in dem Rückwärtsmodus arbeitenden Antriebsstrang 100 entspricht, gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Drehzahl-Hebeldiagramm 700 umfasst einen ersten Knoten 701, der dem Sonnenrad 32 entspricht, einen zweiten Knoten 702, der dem Trägerelement 34 entspricht, und einen dritten Knoten 703, der dem Hohlrad 36 entspricht, wenn der dritte Zahnradsatz 130 gewählt ist. In dem veranschaulichten Beispiel umfassen das Hohlrad 36 und das Trägerelement 34 jeweils einen jeweiligen Drehzahlbetrag in einer zweiten Richtung, die einer Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs entspricht. Der Drehzahlbetrag für das Trägerelement 34 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an. Das Sonnenrad 32 ist feststehend, weil die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 aktiviert ist.
  • Wieder unter Bezugnahme auf 1 anhand von Tabelle 1 kann ein Modus „Seriell Laden“ ermöglicht werden, wenn das Fahrzeug angehalten ist, kein Schlüssel-Aus-Ereignis durchgeführt worden ist und der SOC der ESD 190 niedriger als der erste SOC-Schwellenwert, z.B. kleiner als 55 Prozent, ist. Der Modus „Seriell Laden“ liefert Leistung von der Kraftmaschine 5 zum Antreiben der elektrischen Maschine 20 als den Generator, um elektrische Energie zur Speicherung in der ESD 190 zu erzeugen. Der Modus „Seriell Laden“ wird durch Aktivierung der Drehmomentübertragungseinrichtung C2 12 und Deaktivieren der Drehmomentübertragungseinrichtungen C1 11, C13 und C14 vorgesehen. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C2 12 aktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die zweite Getriebeeingangswelle 52 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle 56 gekoppelt. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C4 14 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Hohlrad 36 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C3 13 deaktiviert ist, wird zugelassen, dass das Sonnenrad 32 innerhalb des Planetenradsatzes 30 rotiert. Wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung C1 11 deaktiviert ist, sind die Kraftmaschinen-Ausgangswelle 6 und die erste Getriebeeingangswelle 51 nicht mit der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle 55 gekoppelt. Zusätzlich befinden sich die erste bzw. zweite Synchroneinrichtung 115, 135 jeweils in dem neutralen Zustand und somit steht keines der jeweiligen Eingangs- und Ausgangselemente der Zahnradsätze 110, 120, 130 und 140 in Eingriff. In dem Modus „Seriell Laden“ wird Kraftmaschinen-Leistung PE von der Kraftmaschine 5 über die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle 56 zum Antreiben der elektrischen Maschine 20 als der Generator geliefert.
  • Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können beim Lesen und Verstehen der Beschreibung deutlich werden. Es ist deshalb beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die besondere Ausführungsform(en), die als die beste Art und Weise zur Ausführung dieser Offenbarung in Betracht gezogen wird, begrenzt ist, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (100), die Drehmoment zwischen einer ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung (5) und einer zweiten drehmomenterzeugenden Einrichtung (20) und einer Ausgangswelle (60) überträgt, umfassend: ein elektromechanisches Getriebe (10), das eine Getriebeausgangswelle (60) und eine erste und zweite Getriebeeingangswelle (51, 52) umfasst, die selektiv zur Rotation mit der ersten drehmomenterzeugenden Einrichtung (5) koppelbar sind, wobei das elektromechanische Getriebe (10) ferner umfasst: einen Planetenradsatz (30), der ein Sonnenrad (32), ein Trägerelement (34) und ein Hohlrad (36) umfasst, wobei das Trägerelement (34) zur gemeinsamen Rotation mit der Getriebeausgangswelle (60) gekoppelt ist; einen Reduktionszahnradsatz (15), der die erste Getriebeeingangswelle (51) selektiv zur Rotation mit dem Sonnenrad (32) des Planetenradsatzes (30) koppelt und die zweite Getriebeeingangswelle (52) selektiv zur Rotation mit dem Hohlrad (36) des Planetenradsatzes (30) koppelt; eine erste und zweite Zahnradsatz-Eingangswelle (55, 56); wobei die erste Zahnradsatz-Eingangswelle (55) ein jeweiliges erstes Ende umfasst, das selektiv zur Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle (51) koppelbar ist, und ein jeweiliges zweites Ende, das zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz (15) gekoppelt ist, und die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle (56) ein jeweiliges erstes Ende umfasst, das selektiv zur Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle (52) koppelbar ist, und ein jeweiliges zweites Ende, das zur Rotation mit dem Reduktionszahnradsatz (15) gekoppelt ist; und die zweite drehmomenterzeugende Einrichtung (20) zur Rotation mit einer von der ersten und zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (55, 56) gekoppelt ist;dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische Getriebe (10) ferner umfasst: eine selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C3 13) in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Sonnenrad (32) des Planetenradsatzes (30) an einem feststehenden Element (9) festlegt, wenn sie aktiviert ist, und eine weitere selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C4 14) in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Hohlrad (36) des Planetenradsatzes (30) an dem feststehenden Element (9) festlegt, wenn sie aktiviert ist.
  2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Reduktionszahnradsatz (15) umfasst: einen ersten Zahnradsatz (110), der selektiv ein erstes Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle (55) und dem Sonnenrad (32) des Planetenradsatzes (30) bereitstellt; einen zweiten Zahnradsatz (12), der selektiv ein zweites Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle (55) und dem Sonnenrad (32) des Planetenradsatzes (30) bereitstellt; einen dritten Zahnradsatz (130), der selektiv ein drittes Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (56) und dem Hohlrad (36) des Planetenradsatzes (30) bereitstellt; und einen vierten Zahnradsatz (140), der selektiv ein viertes Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (56) und dem Hohlrad (36) des Planetenradsatzes (30) bereitstellt.
  3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, ferner umfassend: dass der erste Zahnradsatz (110) ein erstes Eingangselement (111) und ein erstes Ausgangselement (112) umfasst, wobei das erste Übersetzungsverhältnis nur bereitgestellt wird, wenn das erste Eingangselement (111) und das erste Ausgangselement (112) in Eingriff stehen; der zweite Zahnradsatz (120) ein zweites Eingangselement (121) und ein zweites Ausgangselement (122) umfasst, wobei das zweite Übersetzungsverhältnis nur bereitgestellt wird, wenn das zweite Eingangselement (121) und das zweite Ausgangselement (122) in Eingriff stehen; der dritte Zahnradsatz (130) ein drittes Eingangselement (131) und ein drittes Ausgangselement (132) umfasst, wobei das dritte Übersetzungsverhältnis nur bereitgestellt wird, wenn das dritte Eingangselement (131) und das dritte Ausgangselement (132) in Eingriff stehen; und der vierte Zahnradsatz (140) ein viertes Eingangselement (141) und ein viertes Ausgangselement (142) umfasst, wobei das vierte Übersetzungsverhältnis nur bereitgestellt wird, wenn das vierte Eingangselement (141) und das vierte Ausgangselement (142) in Eingriff stehen.
  4. Hybridantriebsstrang (100) eines Fahrzeugs, der Drehmoment zwischen einer Kraftmaschine (5), einer elektrischen Maschine (20) und einer Getriebeausgangswelle (60) überträgt, umfassend: ein elektromechanisches Getriebe (10), das die Getriebeausgangswelle (60) und erste und zweite Getriebeeingangswellen (51, 52) umfasst, die selektiv zur Rotation mit der Kraftmaschine (5) koppelbar sind, wobei das elektromechanische Getriebe (10) ferner umfasst eine erste Zahnradsatz-Eingangswelle (55), die ein jeweiliges erstes Ende umfasst, das selektiv zur Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle (51) koppelbar ist; eine zweite Zahnradsatz-Eingangswelle (56), die ein jeweiliges Ende umfasst, das selektiv zur Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle (52) koppelbar ist; einen Planetenradsatz (30), der ein Sonnenrad (32), ein Trägerelement (34), das eine Mehrzahl von Ritzelrädern drehbar lagert, die mit dem Sonnenrad (32) kämmen, und ein Hohlrad (36) umfasst, das mit den Ritzelrädern kämmt, wobei das Trägerelement (34) zur Rotation mit der Getriebeausgangswelle (60) gekoppelt ist; einen Reduktionszahnradsatz (15), der ein zweites Ende der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle (51) selektiv zur Rotation mit dem Sonnenrad (32) koppelt und ein zweites Ende der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (52) selektiv zur Rotation mit dem Hohlrad (36) koppelt, wobei der Reduktionszahnradsatz (15) umfasst einen ersten Zahnradsatz (110), der selektiv ein erstes Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle (55) und dem Sonnenrad (32) bereitstellt, einen zweiten Zahnradsatz (120), der selektiv ein zweites Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Zahnradsatz-Eingangswelle (55) und dem Sonnenrad (32) bereitstellt, einen dritten Zahnradsatz (130), der selektiv ein drittes Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (56) und dem Hohlrad (36) bereitstellt, und einen vierten Zahnradsatz (140), der selektiv ein viertes Übersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (56) und dem Hohlrad (36) bereitstellt; eine elektrische Maschine (20), die zur Rotation mit der zweiten Zahnradsatz-Eingangswelle (56) gekoppelt ist; eine erste selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C1 11), die die erste Getriebeeingangswelle (51) und die erste Zahnradsatz-Eingangswelle (55) zur gemeinsamen Rotation mit der Kraftmaschine (5) koppelt, wenn sie aktiviert ist; eine zweite selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C2 12), die die zweite Getriebeeingangswelle (52) und die zweite Zahnradsatz-Eingangswelle (56) zur gemeinsamen Rotation mit der Kraftmaschine (5) koppelt, wenn sie aktiviert ist; und eine Energiespeichereinrichtung (190) dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische Getriebe (10) ferner umfasst: eine dritte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C3 13) in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Sonnenrad (32) des Planetenradsatzes (30) an einem feststehenden Element (9) festlegt, wenn sie aktiviert ist; eine vierte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C4 14) in Gestalt einer feststehenden Kupplung, die das Hohlrad (36) des Planetenradsatzes (30) an dem feststehenden Element (9) festlegt, wenn sie aktiviert ist.
  5. Hybridantriebsstrang (100) nach Anspruch 4, wobei der Hybridantriebsstrang (100) in einem Modus „Elektrofahrzeug (EV)“ betreibbar ist, wenn die dritte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C3 13) aktiviert ist und die erste, zweite und vierte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C1 11, C2 12, C4 14) deaktiviert sind.
  6. Hybridantriebsstrang (100) nach Anspruch 4, wobei der Hybridantriebsstrang (100) in einem Motorantriebsmodus eines elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) betreibbar ist, wenn die erste selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C1 11) aktiviert ist und die zweite, dritte und vierte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C2 12, C3 13, C4 14) deaktiviert sind.
  7. Hybridantriebsstrang (100) nach Anspruch 4, wobei der Hybridantriebsstrang (100) in einem Stromerzeugungsmodus eines elektrisch verstellbaren Getriebes (EVT) betreibbar ist, wenn die erste selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C1 11) aktiviert ist und die zweite, dritte und vierte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C2 12, C3 13, C4 14) deaktiviert sind.
  8. Hybridantriebsstrang (100) nach Anspruch 4, wobei der Hybridantriebsstrang (100) in einem Modus „Kraftmaschine Low“ betreibbar ist, wenn die erste und vierte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C1 11, C4 14) aktiviert sind und die zweite und dritte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C2 12, C3 13) deaktiviert sind.
  9. Hybridantriebsstrang (100) nach Anspruch 4, wobei der Hybridantriebsstrang (100) in einem Modus „Kraftmaschine High“ betreibbar ist, wenn die zweite und dritte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C2 12, C3 13) aktiviert sind und die erste und vierte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C1 11, C4 14) deaktiviert sind.
  10. Hybridantriebsstrang (100) nach Anspruch 4, wobei der Hybridantriebsstrang (100) in einem Modus „Seriell Laden“ betreibbar ist, wenn die zweite selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C2 12) aktiviert ist und die erste, dritte und vierte selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtung (C1 11, C3 13, C4 14) deaktiviert sind.
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